Esposizione a campi elettromagnetici Paolo Rossi ISPESL

Giornate di studio “Sicurezza degli apparati sperimentali e tecnologici dell’INFN
Frascati 25-27 ottobre 2004
RISCHIO ELETTROMAGNETICO
NEGLI APPARATI SPERIMENTALI
E TECNOLOGICI DELL’INFN
NORMATIVA DI RIFERIMENTO
Paolo Rossi
Istituto Superiore per la Prevenzione e la Sicurezza del Lavoro
(ISPESL) Monte Porzio Catone - Roma
[email protected]
100
10
4
107
3 x 108
3x
104
3 x 101
Microonde
Radiazione
infrarossa
3 x 1011
Vis
Radiofrequenze
Frequenza
Lunghezza
d’onda
10-3
3x
1014
Diagnostica a raggi X
Radioisotopi
Sterilizzazione
Laser
Lampade
Sorgenti termiche
Telecomandi
Impianti radar
Radarterapia
Telefonia cellulare
Forni a microonde
Ponti radio
Emissioni radiotelevisive
Marconiterapia
Radioamatori
Saldatura e incollaggio
Riscaldamento a induzione
Basse frequenze
6
FREQUENZE
OTTICHE
10-
3 x 1015
RADIAZIONI
IONIZZANTI
UV
FREQUENZE NON OTTICHE
10-7
Hz
RADIAZIONI NON IONIZZANTI
m
Metal detector
Videoterminali
Magnetoterapia
Elettrodomestici
Linee elettriche
Linee telefoniche

CAMPI
STATICI
RMN
Elettrolisi
Effetti biologici e effetti sanitari
i campi elettromagnetici possono indurre effetti biologici
che in alcuni casi possono portare ad effetti di danno alla
salute
è importante comprendere la differenza tra i due effetti
 un effetto biologico si verifica quando l'esposizione
provoca qualche variazione fisiologica notevole o
apprezzabile in un sistema o organo
 un effetto di danno alla salute si verifica quando
l’effetto biologico è al di fuori dell’intervallo in cui
l'organismo può normalmente compensarlo, e ciò porta
a qualche condizione di detrimento della salute
Organizzazione Mondiale della Sanità - Progetto Internazionale CEM
Promemoria n. 182 - Proprietà fisiche e effetti sui sistemi biologici
www.who.int/peh-emf
Linee guida
ICNIRP (International Commission on Non Ionizing
Radiation Protection)
riconoscimento ufficiale dell’Organizzazione Mondiale
della Sanità (OMS), dell’Agenzia Internazionale per la
Ricerca sul Cancro (International Agency for Research
on Cancer, IARC), e dell’Unione Europea
vengono presi in considerazione tutti gli effetti per i
quali la letteratura scientifica fornisca basi razionali
per la definizione un sistema di protezione
CAMPI STATICI
(0-1 Hz)
CAMPI MAGNETICI STATICI
NELLA RICERCA




reattori nucleari
acceleratori di particelle
NMR
camere a bolle
•
i livelli tipici di esposizione al campo magnetico
statico non sono correlati a effetti diretti nei
confronti dell’organismo, ma possono comportare
interferenze con gli stimolatori cardiaci, e
problemi per i portatori di protesi metalliche
CAMPO MAGNETICO STATICO
EFFETTI SANITARI
 assenza di effetti significativi su parametri fisiologici,
connessi allo sviluppo e al comportamento per valori
d’induzione magnetica fino a 2 T
 esposizioni a lungo termine a campi d’induzione
magnetica minori di 200 mT non sembrano avere
conseguenze sullo stato di salute
 se il campo d’induzione magnetica supera qualche
millitesla, possono sussistere potenziali rischi sanitari
in portatori di pacemaker, impianti ferromagnetici e
altri dispositivi elettronici
LIMITI D’ESPOSIZIONE ICNIRP
PER I CAMPI MAGNETICI STATICI
TIPO D’ESPOSIZIONE
Lavoratori
- Media pesata sull’intera
giornata lavorativa (TWA)
- Valore massimo
- Esposizione solo degli arti
Popolazione
- Esposizione continua
INDUZIONE MAGNETICA
200 mT
2 T
5 T
40 mT
CAMPI MAGNETICI E DISPOSITIVI
ELETTRONICI IMPIANTATI
 potenziali rischi dovuti all'interferenza di campi
magnetici con dispositivi elettronici:
 si dovrebbe evitare che persone con pacemaker
impiantati possano risultare esposti a induzioni
magnetiche superiori a 0.5 mT
 segnali di avvertimento nei luoghi con induzione
magnetica superiore a 0.5 mT
CAMPI MAGNETICI
E MATERIALI FERROMAGNETICI
 rischi dovuti al movimento o allo spostamento di
dispositivi o materiali ferromagnetici impiantati
 rischi per schegge metalliche
 le aree caratterizzate da livelli d’induzione magnetica
al di sopra di 3 mT devono essere indicate da specifici
segnali di avvertimento
 persone con stimolatori cardiaci, impianti ferromagnetici
e dispositivi medicali impiantati potrebbero non essere
protette dai limiti raccomandati.
 persone con pinze per aneurismi non amagnetiche non
dovrebbero essere esposte a campi superiori a pochi
millitesla
Tomografi a risonanza magnetica nucleare
(RMN)
 campo magnetico statico molto intenso, fino a 2
Tesla per gli apparati di uso diagnostico
 campo elettromagnetico in radiofrequenza oscillante
nell’intervallo circa tra 1 e 100 MHz
 gradiente di campo magnetico variabile nel tempo
(picchi fino a 20 Tesla/s)
CAMPI VARIABILI NEL
TEMPO
(fino a 300 GHz)
Meccanismi di interazione
fino alla frequenza di circa 1 MHz prevale
l’induzione di correnti elettriche nei tessuti
elettricamente stimolabili (nervi e muscoli)
Principali effetti biologici in relazione all’induzione
di corrente nell'intervallo di frequenza 1- 300 Hz
Densità di corrente
(mA/m2)
EFFETTI
> 1000
Extrasistole e fibrillazione ventricolare: rischi
per la salute ben determinati
100 – 1000
Stimolazione dei tessuti eccitabili: possibili rischi
per la salute
10 – 100
Possibili effetti sul sistema nervoso
1 – 10
Effetti biologici minori
Stimolazione dei tessuti muscolari
e nervosi elettricamente eccitabili
•si tratta di effetti a soglia: perché si verifichi la
stimolazione la densità di corrente elettrica deve
essere maggiore di un determinato valore.
questa circostanza permette di fissare limiti di
esposizione finalizzati alla totale prevenzione di
questi effetti
Campi a 50 Hz e pacemaker
L’American Conference of Governmental Industrial
Hygienists (ACGIH) raccomanda i seguenti livelli di
sicurezza allo scopo di prevenire interferenze dei campi
elettrici e magnetici a 50 Hz con dispositivi cardiaci
impiantati (valori efficaci rms):
E = 1 kV/m
B = 100 T
Meccanismi di interazione
con l’aumentare della
frequenza diventa prevalente
l’assorbimento di energia nei
tessuti attraverso il rapido
movimento oscillatorio di ioni
e molecole di acqua:

SAR
(W/kg)
a frequenze superiori a circa 10 MHz questo effetto è
l’unico a permanere

al di sopra di 10 GHz l’assorbimento è esclusivamente
superficiale

SAR mediato sul corpo intero (medio) o circoscritto a specifici
distretti corporei (locale) in relazione all’induzione di effetti
biologici nocivi nell’animale
100 W/kg (medio)
Ipertermia generalizzata, insufficienza dei
meccanismi termoregolatori
100 W/kg (locale)
Rapida induzione di cataratta nell’animale
10 - 100 W/kg (medio) Ipertermia generalizzata o localizzata, risposta
termoregolatoria di grado variabile;
Inibizione temporanea o permanente della
spermatogenesi;
Induzione di aborto e malformazioni fetali;
Risposte neuroendocrine ed immunologiche
collegate allo stress termico
1 - 4 W/kg (medio)
Soglia di induzione di effetti comportamentali e di
risposte fisiologiche collegate a stress nell’animale
ORGANI CRITICI
per concessione Istituto Superiore di Sanità
ANDAMENTO DEL SAR IN FUNZIONE
DELLA FREQUENZA
SPESSORE DI PENETRAZIONE
f1
<
f2
<
f3
per concessione Istituto Superiore di Sanità
ANDAMENTO DEL SAR
E MORFOLOGIA DEL SOGGETTO ESPOSTO
Restrizioni fondamentali sulle
grandezze di base




densità di corrente (A/m2) nella testa e nel tronco
 dipendente dalla frequenza
 base temporale istantanea
assorbimento di energia (SAR, W/kg) mediato sul
corpo intero e locale (testa e tronco, arti)
 indipendente dalla frequenza
 mediato su intervalli di 6 minuti
ampi fattori di riduzione tra le soglie di rischio e le
restrizioni adottate
fattori di riduzione più elevati per la protezione della
popolazione
RESTRIZIONI SULLE CORRENTI INDOTTE
(4 Hz - 1 kHz)
Lavoratori
Popolazione
2
J < 10 mA/m
2
J < 2 mA/m
il limite di base per i lavoratori incorpora un fattore
di protezione pari a 10 rispetto agli effetti da
prevenire (stimolazione dei nervi periferici).
il limite di base per la popolazione incorpora un
fattore di sicurezza aggiuntivo pari a 5
Restrizioni sul SAR
la sperimentazione su animale indica come soglia di
danno alla salute un innalzamento costante della
temperatura di 1°C
ciò corrisponde ad un valore di SAR medio di 4 W/kg
limite accettato per i lavoratori:
0,4 W/kg
limite accettato per la popolazione:
0,08 W/kg
per il SAR locale nella testa e nel tronco si accetta:
10 W/kg (lavoratori)
per il SAR locale negli arti si accetta:
20 W/kg (lavoratori)
Livelli derivati di riferimento



insieme di restrizioni sulle grandezze monitorabili
nell’ambiente
 campo elettrico (V/m)
 campo magnetico (A/m)
 induzione magnetica (T)
2
 densità di potenza (W/m )
dipendono dalla frequenza
garantiscono il rispetto delle restrizioni di base ma:
 non proteggono dall’assorbimento locale di
energia (sono intesi come media spaziale sul volume
occupato dal soggetto esposto)

non proteggono da scosse e ustioni per contatto
LIVELLI DI RIFERIMENTO ICNIRP PER
L'ESPOSIZIONE LAVORATIVA
Intervallo di
frequenza
Intensità Intensità Induzione Densità di
del
del campo magnetica potenza
dell'onda
campo magnetico
(T)
piana
elettrico
(A/m)
equivalente
(V/m)
Peq
(W/m2)
2 x 105
2 x 105/f2
-
20000
1.63 x 105
1.63 x 105/f2
8-25 Hz
20000
2 x 104/f
2.5 x 104/f
-
0.025-0.82 kHz
500/f
20/f
25/f
-
0.82-65 kHz
610
24.4
30.7
-
0.065-1 MHz
610
1.6/f
2.0/f
-
1-10 MHz
610/f
1.6/f
2.0/f
-
10-400 MHz
0.16
0.008f1/2
0.2
0.01f1/2
10
400-2000 MHz
61
3f1/2
f/40
2-300 GHz
137
0.36
0.45
50
fino a 1 Hz
-
1-8 Hz
-
f come indicato nella colonna
dell’intervallo delle frequenze
I valori d’intensità di campo
possono essere superati nel
caso siano rispettati i limiti di
base e possa essere esclusa
la presenza di effetti indirett
Per tutte le frequenze
comprese tra 100 kHz e 10
GHz, Peq, E2,H2, e B2 devono
essere mediati su ogni
intervallo di sei minuti
Ulteriori livelli di riferimento

restrizioni sulle correnti indotte (mA) negli arti
(10 - 110 MHz)


garantiscono il rispetto delle restrizioni sul
SAR locale negli arti
restrizioni sulle correnti di contatto (mA) con oggetti
conduttori (0 Hz - 110 MHz)
RADIOMETRIA E DOSIMETRIA
per concessione Istituto Superiore di Sanità
E gli effetti a lungo termine ?
“i campi magnetici ELF sono possibili cancerogeni (2B)
per l’uomo, sulla base di una coerente associazione
statistica tra elevati livelli residenziali e un raddoppio del
rischio di leucemia infantile. Non si è trovata nessuna
evidenza coerente che l’esposizione residenziale o
professionale degli adulti a campi ELF aumenti il rischio di
alcun tipo di cancro”
(IARC 2001)
“sulla base della letteratura attuale, non c’è nessuna
evidenza convincente che l’esposizione a campi
elettromagnetici a radiofrequenza abbrevi la durata della
vita, né che induca o favorisca il cancro”
(Organizzazione Mondiale della Sanità, 1998)
NORMATIVA
D.lgs. 626/94
Valutazione del rischio !!
Obbligo “erga omnes” del tutto generale e
inderogabile
Legge n.36 22 febbraio 2001
a) assicurare la tutela della salute dei lavoratori, delle
lavoratrici, e della popolazione dagli effetti dell’esposizione a
determinati livelli di campi elettrici, magnetici ed
elettromagnetici, ai sensi e nel rispetto dell’articolo 32 della
Costituzione
b) promuovere la ricerca scientifica per la valutazione
degli effetti a lungo termine e attivare misure di cautela da
adottare in applicazione del principio di precauzione di cui
all’articolo 174, paragrafo 2, del Trattato istitutivo dell’Unione
Europea
c) assicurare la tutela dell’ambiente e del paesaggio e
promuovere l’innovazione tecnologica e le azioni di risanamento
volte a minimizzare l’intensità e gli effetti dei campi elettrici,
magnetici, ed elettromagnetici secondo le migliori tecnologie
disponibili
Legge n.36 22 febbraio 2001
il limite di esposizione è il valore di campo elettrico, magnetico
ed elettromagnetico definito ai fini di tutela della salute da
effetti acuti, che non deve essere superato in alcuna condizione
di esposizione della popolazione e dei lavoratori
il valore di attenzione è il valore di campo che non deve essere
superato negli ambienti abitativi, scolastici e nei luoghi adibiti a
permanenze prolungate; costituisce misura di cautela ai fini
della protezione da possibili effetti a lungo temine e deve
essere raggiunto nei tempi e nei modi previsti dalla legge
gli obiettivi di qualità sono
1) criteri localizzativi, standard urbanistici, prescrizioni e
incentivazioni per l’utilizzo delle migliori tecnologie disponibili,
indicati dalle leggi regionali
2) valori dei campi definiti dallo Stato ai fini della progressiva
minimizzazione dell’esposizione ai campi medesimi
Legge n.36 22 febbraio 2001


definizione di esposizione dei lavoratori
 specifica attività lavorativa
determinazione dei limiti, valori, e obiettivi, nonchè
del regime di sorveglianza medica
 decreto del Presidente del Consiglio dei Ministri, su
proposta del Ministero della Sanità, sentiti i
Ministeri dell’Ambiente e del Lavoro

norma di raccordo con il D.lgs. 626/94

promozione di intese ed accordi di programma

funzioni di controllo e vigilanza nei luoghi di lavoro
Legge n.36 22 febbraio 2001



sanzioni pecuniarie e amministrative nei confronti dei
contravventori al rispetto dei limiti di esposizione e
valori di attenzione
sanzioni per le inadempienze nei confronti delle
attività di risanamento, che nella legge sono definite
e articolate solo per l’esposizione della popolazione
per il pubblico sono in vigore le disposizioni dei
D.P.C.M. 8 luglio 2003, che sono espressamente non
applicabili alle esposizioni professionali
Attuazione della legge 36/2001



a differenza delle comuni esposizioni ambientali, negli
ambienti di lavoro può sussistere la realistica
esigenza di protezione dagli effetti acuti
unico strumento: livelli dei campi ambientali
 protezione dal SAR locale ?
 protezione dalle correnti di contatto ?
l’assenza di restrizioni nei confronti delle grandezze
di base può tradursi in un quadro meno protettivo
rispetto all'adozione completa delle prescrizioni
ICNIRP, specie per esposizioni disomogenee o
localizzate
Attuazione della legge 36/2001


restrizioni sulle correnti di contatto, in relazione alla
possibilità di scosse e ustioni dovute al contatto con
oggetti conduttori
restrizioni sulle correnti indotte negli arti, che
rappresentano l’unico strumento di protezione da
assorbimenti di energia localizzati nelle caviglie
Attuazione della legge 36/2001



definizione di valori di attenzione
 arbitrarietà
valori tecnologicamente fattibili
la previsione dei tempi e dei modi di raggiungimento
dei valori di attenzione è intrinseca alla definizione
stabilita nella legge 36/2001
 la previsione è definita per quel che riguarda i
valori di attenzione per la popolazione (art.9)
mentre nulla è stabilito in merito ai tempi e
modi di raggiungimento dei valori di attenzione
per i lavoratori, il cui superamento è
sanzionato al pari del superamento dei limiti di
esposizione
La direttiva 2004/40/CE


nel 1993 la Commissione Europea presentò una
proposta di direttiva, ai sensi della 89/391/CEE
sulla sicurezza dei lavoratori nei confronti
dell’esposizione ad agenti fisici, che prendeva in
considerazione rumore, vibrazioni, e radiazioni non
ionizzanti non ottiche (campi elettromagnetici 0
Hz – 300 GHz) e ottiche (infrarosso, visibile, e
UV).
la proposta fu modificata nell’anno successivo a
seguito di parere del Parlamento Europeo, ma l’iter
rimase fermo
La direttiva 2004/40/CE



la Commissione ha ripresentato al Consiglio l’esame
della direttiva scorporando i singoli agenti fisici
 direttiva sulle vibrazioni (2002/44/CE)
 direttiva sul rumore (2003/10/CE)
alla fine del 2002 è stato posto all’ordine del
giorno del gruppo “Affari sociali” l’esame di un
draft di direttiva sui campi elettromagnetici non
ionizzanti (0 - 300 GHz)
la discussione del documento è stata finalizzata
sotto la presidenze italiana alla fine del 2003 ed
approvata anche dal Parlamento nei primi mesi del
2004
La direttiva 2004/40/CE
punti fondamentali:
 scopo della direttiva
 protezione dagli effetti considerati
accertati
 linee guida ICNIRP 1998 quale riferimento
tecnico-scientifico per la definizione dei
limiti di esposizione (Raccomandazione sulla
protezione della popolazione del luglio 1999)


a differenza della Raccomandazione la direttiva
affronta il merito degli obblighi datori di lavoro,
dei provvedimenti per ridurre l’esposizione, e della
sorveglianza sanitaria
indicazione della titolarità delle azioni
General concept
• the exposure limit values are those limits that can never
be exceeded in any condition of exposure
•the action values are intended as practical threshold levels:
• when they are exceeded, the employer must
undertake some action
La direttiva 2004/40/CE

definizione di “limiti di esposizione” e di “valori di
azione”
valori limite di esposizione: limitazioni all’esposizione
a campi elettromagnetici che sono direttamente
basate su effetti sanitari accertati e su
considerazioni biologiche. Il rispetto di questi
limiti assicura che i lavoratori esposti siano
protetti da tutti gli effetti nocivi noti;
(restrizioni di base ICNIRP)

valori di azione: il valore di parametri
direttamente misurabili a cui si devono
intraprendere una o più delle misure specificate in
questa direttiva. Il rispetto di questi valori
assicura il rispetto dei pertinenti limiti di
esposizione.
La direttiva 2004/40/CE


il datore di lavoro deve in primo luogo valutare e,
se necessario, misurare e calcolare i livelli di
campo elettromagnetico a cui i lavoratori sono
esposti, e se su tale base i valori di azione
risultano superati, si deve stabilire e, se
necessario, calcolare se vengono superati i limiti di
esposizione
al di sotto dei valori di azione non è necessario
intraprendere alcuna iniziativa
 ove questi siano superati, l’azione è quella di
verificare se sono superati o rispettati i
limiti di esposizione
La direttiva 2004/40/CE

a differenza dalla normativa quadro nazionale
(legge 36/2001) la direttiva prevede che in alcuni
casi si proceda alla valutazione dell'esposizione in
termini delle grandezze di base, e non solo in
termini delle intensità dei campi ambientali


problema di armonizzazione
le valutazioni dosimetriche sono notevolmente
complesse e richiedono metodi di calcolo molto
sofisticati, disponibili solo presso centri di ricerca
altamente specialistici
La direttiva 2004/40/CE





il datore di lavoro, nell’ambito della valutazione del
rischio, deve prendere in considerazione anche la
possibilità di rischi indiretti per la salute quali:
 interferenza con attrezzature e dispositivi
medici elettronici (compresi stimolatori cardiaci e
altri dispositivi impiantati)
 rischio propulsivo di oggetti ferromagnetici per
campi magnetici statici con induzione magnetica
superiore a 3 mT
 innesco di dispositivi elettro-esplosivi
(detonatori)
 incendi ed esplosioni dovuti all'accensione di
materiali infiammabili provocata da scintille
prodotte da campi indotti, correnti di contatto o
scariche elettriche
Implications
• no clear arrangement for health surveillance is given
(noise and vibration: exceeding of action values)
•medical examination when exposure above limit values is
detected
•what is the meaning of the action level for exposure to
static magnetic fields (200 mT), when no limit of exposure
is given ?
Il ruolo del CENELEC
•il CENELEC, più volte richiamato nel testo della
direttiva 2004/40/CE, si è riservato un periodo di
quattro anni per mettere a punto le norme tecniche
di attuazione della direttiva, come richiestogli in
apposito mandato della Commissione Europea
•la standardizzazione sui prodotti riguarderà anche
le attrezzature di lavoro che producono esposizione
•già è in corso di messa a punto un documento
sulle saldatrici ad arco (bassa frequenza)