L'impatto sanitario delle radiazioni
non ionizzanti sul terr~torio: introduzione al problema
L. DARDANONI
Istituto di Igiene «G. D'Alessandro», II Cattedra, Università di Pa.Z.ermo
Iniziate con le ricerche pionieristiche di D'Arsonval, nel 1893, sugli
effetti biologici delle correnti ad alta frequenza e ampliate con gli studi di
numerosi AA. nel primo quarto del nostro secolo sulle applicazioni mediche
delle radioonde, le acquisizioni scientifiche sulla possibile nocività per la
salute umana delle radiazioni non ionizzanti hanno subito un notev olissimo
impulso dagli anni '40 e particolarmente dopo la fine della seconda guerra
mondiale. Gli sviluppi dell'uso bellico e civile del radar e delle telecomunicazioni hanno portato alla ribalta il problema in maniera sempre più insistente, sia sotto il profilo scientifico e dottrinario che su quello delle possibili
azioni di difesa della salute dei soggetti esposti alle radiazioni non ionizzanti
(NIR).
I risultati degli studi fondamentali, condotti prevalentemente sotto
l'egida delle forze armate dei Paesi occidentali ed orientali, furono raccolti
rispettivamente nelle classiche pubblicazioni di Schwan (l], Osipov (2] e
Gordon [3].
In atto si registra un ampio sviluppo della ricerca fondamentale ed applicata: nel 1976 Glaser e Coll. hanno raccolto 3200 voci bibliografich e sull'argomento, ed è probabile che almeno un migliaio di articoli siano stati
ad esso dedicati nel 1977 e 1978, molti dei quali presentati nel corso di un
gran numero di congressi e simposi nazionali ed internazionali.
Una completa rassegna della letteratura è stata pubblicata da Baranski
e Czerski [4]: utile anche la consultazione della rassegna critica di Michaels on [5].
In linea di massima le fonti di acquisizione di dati sugli effetti nocivi
delle NIR sono:
l) osservazioni occasionali su soggetti casualmente esposti a NI R;
2) osservazioni programmate, trasversali o longitudinali, su soggetti
professionalmente esposti a NIR;
Ann.
1st.
Super.
Sat~ità
(1980) 16, 401-406
402
LA PROTEZIONE DALLE RADIAZIONI NON IONIZZANTI
3) indagini sperimentali su animali da laboratorio esposti acutamente
o cronicamente a NIR;
4) indagini sperimentali sui meccanismi di interazione t ra NIR e
strutture biologiche (cellule, t essuti, organi).
Vi è una sostanziale differenza tra i metodi e i contenuti delle ricerche
svolt e in USA ed in U RSS. Le prime assumono come punto di partenza le
premesse fisiche e vanno alla ricerca degli effetti legati alla dissipazione di
energia nei t essuti viventi con aumento della temperatura, e sulla rigorosa
limitazione delle osservazioni sperimentali negli animali o nell'uomo ai fenomeni più o meno obbiettivamente rilevabili. Le ricerche provenienti dall'area
orient ale invece partono dalle osservazioni biologiche e sanitarie e postulano
possibili meccanismi di interazione non t ermici; riguardano anch e possibili
effetti cronici e sintomi soggettiv amente avvertiti.
Vi è in atto una t endenza alla confluenza degli interessi dei due gruppi
di studiosi con int ensi scambi di informazioni e con adozione di metodi e
obbiettivi di ricerca ispirati alle linee di pensiero del gruppo opposto, oltre
che allo sviluppo della ricerca di base.
Il problema dell'impatto sanitario delle NIR, allo s tato attuale delle
conoscenze, è di difficile definizione.
Le fonti potenziali di inquinamento da NIR sono elencate nella Tab . l (4]
e sono anche citate le condizioni di esposizione potenziale, occupazionale
o di tutta la popolazione.
Lo studio degli aspetti quant itativi, n el nostro Paese, è ostacolato
dalla mancanza di dati ufficiali e dalle difficoltà di rintracciare le piccole
fonti (att rezzature artigianali, emittenti radio TV) oltre ch e le font i cop ert e
dal segreto militare.
L' unica cosa che può essere sicuramente affermata è che si verifica
oggi una v asta espansione del numero e della pot enza delle fonti di inquinamento. Particolare importanza viene attribuita alle saldat rici a microonde,
perchè di alta potenza, ai forni, perchè diffusi capillarmente n el territorio
e non sempre p erfettamente schermati, e agli impianti radar e ai grandi
t rasmettitori p er telecomunicazi one perchè possono essere causa di esposizione indiscriminata di intere popolazioni.
:Rende più complessa la v alutazione dei rischi di esposizion e a NIR la
conoscenza che gli effetti biologici possono essere influenzati in maniera critica
dalla frequenza, con possibili «finestre » di attività esaltata d al tipo di emissione (continua o pulsata), dai rapporti spaziali tra fonte, soggetto espost o,
pareti, altri oggetti presenti, e dalla qualità e quantità delle schermature.
Altra area di incertezza n ella v alutazione degli effetti nocivi delle NIR
è rappresentata dalla apparente v as tità di sintomi morbosi ad esse attribuite
(Tab. 2) . L'elenco d ella tabella comprende sia manifestazioni chiaramente
.Ann. I1t. Super. Sanit4 (1980) 16, 401- 406
403
DAR DA NONI
T ABELLA l
Sorgenti di inquinamento da RF e MW e soggetti esposti
EIPOfJIZJONB POTENZIALE
FREQUENZA
USI
Occupazionale
Della popola:ùone
o occaaionale
3 MHz
Metallurgia: fusione,
saldature, tempera. Trasmissioni,
radioeomunicazioni, radionavigazione.
Addetti alla impiallacciatura, sterilizzazione alimenti,
industria autoveicoli.
Impiegati, custodi.
3- 30 MHz
Riscaldamento, essiccazione, saldatura, incollaggio,
polimerizzazione,
sterilizzazione.
Radioastronomia,
trasmissione.
Addetti alle industrie auto, alimentari, mobili, ehimiche, meccaniche.
Ingegneri
elettronici, equipaggi aeronavali,
medici, paramedici, operatori spaziali, radaristi.
P ersonale portuale,
aeroportuale, abitanti in prossimità
di impianti radar,
TV, radio.
30-300 MHz
Come sopra; diatermia, controllo traffico aereo, radar,
radionavigazione,
trasmissioni radioTV.
Ricercatori
medicina,
gneria).
300-3000 MH z
TV, radar, telcmetria, telecomunicazioni, diatermia,
radarterapia, forni
a MW.
Tecnici elettronici,
operatori sanitari,
alimentaristi.
Utilizzatori di forni
a microonde in
abitazioni private.
3- 30 GHz
Altimetri,
radar
aeronavali, satelliti.
Personale a~ropo~­
tuale, cqu•pagg•,
addetti alle trasmissioni, marittimi, guardacoste.
Pescatori, marinai,
abitanti in prossimità della cost a.
30-300 GHz
Radioastronomia,
radiometeorologia,
ricerca spaziale,
radiospettroscopia
Personale aeroportuale, equipaggi,
addetti alle trasmissioni, marittimi, guardacoste.
Pescatori, marinai,
abitanti io proSSImità della cost a.
(fisica,
inge-
Da: Barautlr:.i e Czcuki, (4) modificata.
.dnn. llt. Suptr. Sanità (1980) 16, 401-406
404
LA PROTEZIONE DALLE RADI AZIONI NON IONIZZANTI
TABELLA
2
Manifestazioni morbose nell'uomo attribuite a R.F e MW
desunte dalla letteratura recente
Occhio:
Sangue:
cataratta;
accelerata opacizzazione del cristal·
lino;
opacità corneali;
congiuntivite;
lesioni retiniche;
aumento della pressione endooculare.
Cuore e circolazione:
linfocitosi assoluta;
«!abilità» dei leucociti;
monocitosi;
modifìcazioni delle proteine plasmatiche;
riduzione dell'istamineruia;
Varie:
bradicardia;
ip otensione;
ipertensione;
!abilità pressoria;
labilità del ritmo car diaco;
alterazione dei test funzionali ;
alterazioni ECG: allungamento del
tratto P-Q e del complesso QRS;
acrocianosi.
iperattività tiroidea;
aumentata iodocaptazione;
diminuzione della portata lattea;
d iminuita risposta in 17-chetosteroidi dopo stimolazione con
ACTH;
oligo- e azospermia;
rash cutanei fugaci;
i peridrosi;
sudorazione notturna;
caduta dei capelli;
fragHità ungueale.
documenta
in l avorato
manifestaz.
di attribui
epistemolo;
ambientale
stifica il di:
della quali
P ertar
e danni ali
epidemiolo
sono elenc:
l'esame de
la frequen:
diversi.
Pri11
ne
Quanti!
Fattori
Scelta •
Sistema nervoso:
Sintomi soggettivi:
alterazioni EEG: onde lente e di·
minuita ampiezza delle onde alfa;
comparsa di onde tela e delta;
compar sa di « Spikes »;
diminuita risposta alla fotostimo·
)azione;
aumentat a sensibilità al cardiazolo;
vago toni a;
tremori alle estremità, alle palpebre;
innalzamento della soglia uditiva,
visiva (notturna), tattile;
dermografismo rosso o bianco.
cefalea.;
nausea, vertigini;
insonnia;
irritabilità;
stancabilità, debolezza;
diminuzione della libido;
riduzione dell'attività sessuale;
dolori toracici;
senso di malessere;
disturbi della memoria;
ri duzione della ideazione.
Quantil
Durata
Masche
Frequenza
Sindromi complesse:
sindrome «astenica» (debolezza, stancabilità, insonnia);
sindrome « da microonde » (vagotonia, bradicardia, ipoteosionc).
Cefalea
Stancabil
Andamento ciclico:
comparsa dei sintomi entro
e al so anno.
I nsonnia
primi tre mesi, e successivamente al 6o- so mese
Irritabili t
Anormale
Da: A•
Da: Daranaki o Czeraki (4); 1\tlchaehon (SJ.
Ann. 111. Super. Sanit4 (1980) 16, 401-406
405
D.ARDANONI
TABELLA
MW
ti;
roteine piamia;
•ne;
•ta lattea;
7-cbetostezione con
2
documentate e sicuramente osservabili, sia pure con decrescente frequenza,
in lavoratori professionalmente esposti, sia anche vaghe c non controllabili
manifestazioni soggettive di lieve entità; ciò comporta da una parte il rischio
di attribuire a torto un nesso di causalità senza su:lftciente fondamento
epistemologico, dall'altra di trascurare una importante causa di insalubrità
ambientale. Infatti la lievità e transitorietà dei sintomi soggettivi non giustifica il disinteresse nei loro confronti perchè essi sono componenti essenziali
della qualità della vita quotidiana.
Pertanto l 'affermazione (e la negazione) del nesso di causalità tra NI R
e danni alla salute è il problema centrale e il compito principale della ricerca
epidemiologica. Le prin cipali difficoltà che si frappongono a tale tipo di studi
sono elen cate n ella Tab. 3. Come esempio delle incertezze che emergono dall'esame delle ricerche pubblicate, la Tab. 4 raccoglie in forma riassuntiva
la frequenza percentuale di sintomi soggettivi osservati in epoche e da AA.
diversi.
TABELLA
3
Principali difficoltà n ella valutazione del rapporto di causalità
n elle indagini epidemiologiche sugli effetti delle RF e MW
Quantificazione dell'esposizione alle radiazioni (acuta e cronica).
Fattori « confondenti ».
Scelta di adeguati controlli.
Quantificazione della sintomatologia soggettiva.
Durata delle indagini longitudinali.
Mascheramento degli eventi «rari >>.
male;
TABELLA
4
Fre'1uenza di sintomi soggettivi in lavoratori esposti a MW e in controlli
l
Cefalea
I nsonnia.
Irritabilità .
Anormale sudorazione
%
25,3 9 7
-
37
Stancabilità
1° mese
Espoati (1451)
4
.
44
46,2
45
36
25,5
l
Non eoJJOtli (434)
%
8 - 15
5, 9 - 22
8,7
o
o - 10
-
o -
4
Da: Autori diversi, 1963-70, citati da Jlorontki e C~erski, [4).
16, 401--406
Ann. /t;l,, Super Sa11ità (1980) 16, 401-406
406
LA PROTEZIONE DALLE RADIAZI ONI NON IONIZZANTI
Di fronte ad una simile variabilità è evidente che nessuna conclusione
può essere validamente tratta, come ha anche osservato Michaelson [5],
il quale ha anche sottolineato la n ecessità di un maggiore rigore scientifico
nella programmazione, conduzione ed elaborazione dei risultati delle ricerche
epidemiologich e sull'argomento. Lo stesso suggerimento v ale per le numerosissime ricerche sperimentali su animali, per le quali, fra l'altro si pone
anche il problema della estensibilità all' uomo dei dati ottenuti.
I problemi più importanti che emergono dallo studio della letteratura
scientifica ai fini della valutazione dell'impatto sanitario delle NIR riguardano, in conclusione, i metodi dosimetrici per la valutazione quantitativa
dell'esposizione e l'impostazione di indagini epidemiologiche sia su soggetti
esposti p er ragioni lavorative che su popolazioni.
D' altra parte non sembra opportuno rinviare ogni provvedimento di
protezione degli esposti in attesa dell' acquisizione di dati certi sulla entità
del rischio. Alcune operazioni sono già programmabili, come ad esempio
il censimento delle fonti di NIR, l'adozione di una legislazione protezionistica
provvisoria e l'incentivazione di programmi di ricerca applicata.
BIBLIOGRAFIA
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Europe, WHO, Copenaghen.
I.
L' assorb
forma di ene.
concatenata
plice ruolo d:
di riaggiustaJ
Gli even
di assorbimex
zione radiazi<
conseguono l;
modifìcazioni
brane, o, add
cosi nuove r~
piati dall'atto
altera le noru
quadri di sol
Le radia:
varia lunghez
suddivisione <
ionizzanti e n
(•) Mentre
descritti partend
opportunamente
fotoni o quanti
conciliazione di <
elettromagnetica.
.d.ttll.
Iu. Super. Sanità (1980) 16, 401--106
\NTl
nessuna conclusione
rato Michaelson [5],
ore rigore scientifico
sultati delle ricerche
' vale per le nume' fra l'altro si pone
ottenuti.
lio della letteratura
> delle NIR riguarlzione quantitativa
iche sia su soggetti
Biofisica delle radiazioni non ionizzanti
e risultati della sperimentazione animale
A. CHECCUCCI
Istituto di Ricerca sulle Onde Elettromagnetiche, C.N.R., Firenze
provvedimento di
:i certi sulla entità
come ad esempio
one protezionistica
pplicata.
·omagnetic energy in
71-400.
tions (in russo). Gig.
tni dati sugli effetti
-29.
Dowden, Hutchinson
Regional Office for
l. LE ONDE ELETI'ROMAGNETICHE
L' assorbimento di energia elettromagnetica, come di qualunque altra
forma di energia, mette in moto nell'organismo vivente assorbitore una serie
concatenata di eventi fisici, chimici, biochimici e biologici che hanno il duplice ruolo di meccanismi di dissipazione dell'energia assorbita e di processi
di riaggiustamento delle strutture da essa perturbate.
Gli eventi fisici, primi in ordine di tempo, comprendono i meccanismi
di assorbimento o - come si sogliono indicare - gli atti primari dell'interazione radiazione-materia, variabili a seconda del tipo di radiazione. Ad essi
conseguono la creazione di specie chimiche particolarmente reattive oppure
modifìcazioni fisico- chimiche di certe strutture, come ad esempio le membrane, o, addirittura, l'inattivazione di composti o strutture. Si determinano
così nuove reazioni chimiche o nuovi equilibri funzionali, ormai disaccoppiati dall'atto primario dell'assorbimento. L'insieme di queste dark reactions
altera le normali vie biochimiche, strutture e funzioni, inducendo particolari
quadri di sofferenza biologica.
Le radiazioni elettromagnetiche, come è noto, comprendono onde di
varia lunghezza e frequenza e quindi di varia energia. Una loro possibile
suddivisione è appunto sulla base del contenuto energetico dei fotoni (*):
ionizzanti e non ionizzanti. I primi, che comprendono raggi X, raggi y e
(*) Men.tre i fenomeni di propagazione dell'energia elettromagnetica sono meglio
descritti partendo dalle sue proprietà ondulatorie, l'emissione e l' assorbimento sono più
opportunamente trattati considerando l'energia concentrata in pacchetti discreti, denominati
fotoni o quanti elettromagnetici. L'elettrodinamica qua.ntistica fornisce le basi per u.na
conciliazione di questo carattere dualistico - corpuscolare c ondulatorio - dell'energia
elettromagnetica.
tà (1980 ) 16, 401-406
.th tn. llt. Supu. Sanil<i {1980) 16, 407-422
408
LA PROTEZIONE DALLE RAD IAZIONI N ON I ONIZZANTI
ultravioletto (UV) lontano, hanno energia sufficie nte per det erminare il
distacco di un elettrone (ionizzazione) dagli atomi assorbenti. I secondi
(UV vicino, visibile, infrarosso, microonde e radiofrequen ze) non ne sono
capaci. In questo secondo gruppo si distinguono poi le r adia zioni UV, visibile
e IR, che definiremo sufficientemente energetiche p er perturbare i livelli
di energia elettronica di atomi e molecole, dalle microonde e radiofrequenze,
che possono inter agire solo con molecole o, meglio, con aggrega ti molecolari.
In linea generale le radiazioni ionizzanti e quelle non ionizzanti sufficientemente energetiche « vedono » gli elettroni e con essi interagiscono.
Per le prime l' assorbimento dipende oltre che dall'ener gia del fotone (effetto
fotoelettrico, effetto Compton, creazione di coppie), dalla composizione atomica dell'assorbitore. Esso è quindi molto m eno selettivo e l'energia assorbita si
dissipa lungo traiettorie la cui dis tribuzione, lunghezza e forma dipendono
dalla natura della radiazione. In conclusione la localizzazione dell' atto primario è in questo caso abbastanza indip~ndente dall'organizzazione delle
strutture biologiche, è equamente ripartita tra le differenti specie molecolari
e determinata dai meccanismi che r egolano il destino degli elettroni provenienti dalle ionizzazioni .
Nel caso di fotoni meno energetici, come quelli interessati nei processi
fotobiologici (fotosintesi, visione, fototassi, fotoperiodis mo, ecc.) l'energia
in entrata segue, nella sua distribuzione, cammini ben determinati, dipendenti in larga parte dal tipo di organizzazione della struttura biologica
irradiata. In alcuni casi, come il trasferimento di eccitazione elettronica dai
pigmenti accessori ai centri di reazione della fotosintesi o come la fotolisi
dei pigmenti visivi, è stato possibile determinare con a ccuratezza le vie di
diseccitazione e la loro localizzazion e nelle strutture cellulari.
Le radiazioni di frequenza ancor a più bassa (microonde e radiofrequenze) «vedono» invece intere molecole o aggregati di molecole e le loro
interazioni non son o di tipo puramente en ergetico. Una consegu enza di ciò
è che in luogo di una descrizione in termini di fotoni, come è quella che si
usa nel caso dei raggi X o della luce visibile, è preferibile una di tipo classico,
in termini cioè di interazioni tra campo e lettromagnetico e m at eria.
La radiazione elettromagnetica è un modo di trasporto di energia da
un punto all'altro dello spazio, senza supporto materiale come avviene, per
esempio, n el caso dell'energia acustica. Tale trasporto è legato alla variazione sinusoidale (onde elettromagnetiche) dell'intensità di un campo elettrico
e di uno magnetico, accoppiati a costituire l'onda. I due campi sono p erpendicolari l'uno all' altro e sono entrambi perpendicolari alla direzione di propagazione dell'onda. Nello spazio libero, e ad una distanza sufficiente dalla
sorgente, le onde hanno un fronte sferico ed av~nzano con la v elocità della
luce (c = 3 X 108 m fs) . L'onda è caratterizzata da una lunghezza ()~o) ,
cioè dalla distan za tra due massimi del campo elettrico o del campo magneAmo. I 1t . Super. Sttnità (1980) 16, 407- 422
tico, e dalla
punto n ell' ,
dove c è la"
dell' onda es
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magnetico n
La potenza
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Lo sp et·
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e carich e ele
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magn etico cl
servativo, ne
(*) Con c
frequenze.
(* *) Asso
409
per det erminare il
;orbcnti. I secondi
enze) non ne sono
iazioni UV, visibile
oerturbarc i livelli
e e radiofrequcnze,
gregati molecolari.
1n ionizzanti suBìessi interagiscono.
del fotone (effetto
mposizione atomi·nergia assorbita si
forma dipendono
ione dell'atto pri;anizzazione delle
sp ecie molecolari
i elettroni prove>sati nei processi
'• ecc.) l 'energia
:erminati, dipenuttura biologica
e elettronica dai
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·atezza le vie di
ri.
ude c radiofre>lecole e le loro
segucnza di ciò
è quella che si
di tipo classico,
materia.
di energia da
te avviene, per
ato alla varia:ampo elettrico
i sono perpen·ezione di protffi.ciente dalla
velocità della
unghezza (ì,),
ampo magne{1980) 16, 407-422
tico, e dalla frequenza (v), ossia il numero di oscillazioni che passano in un
punto n ell'unità di tempo. L e due grandezze sono legate dalla relazione:
À
=
cfv
(l)
dove c è la velocità della luce. Fra la componente elettrica e quella magnetica
dell'onda esiste la seguente relazione quantitativa:
E = Z·H
(2)
dove E è l 'intensità del campo elettrico misurata in V/m e H quella del campo
magnetico misurata in amperespirafm. Il valore di Z è, in aria, di 377 ohm.
La potenza trasportata dall'onda p er unità di superficie è data da:
W = E·H
ed è misurata m watt su metro quadro (Wfm 2) .
Lo spettro elettromagnetico, cioè l'insieme di tutte le radiazioni di questo
tipo è divisibile in varie regioni spettrali in base alle caratteristiche fisiche
(lunghezza, frequenza, energia), ai meccanismi di generazione e, anche, alle
possibili utilizzazioni. In Tab. l sono riportate le principali regioni spettrali,
con l'avvertenza che i loro limiti non sono così netti come potrebbe apparire,
ma che, anzi, per ragioni dipendenti dal progresso tecnologico, tendono ad
un continuo riaggiustamento.
I meccanismi di emissione delle onde elettromagnetiche variano a
seconda del tipo considerato, ma sono tutti riconducibili a modifiche della
struttura del nucleo o del sistema elettronico degli atomi, oppure della distribuzione delle cariche del generatore.
I raggi y, come del resto le particelle <X o (3, si originano nei processi di
decadimento dei nuclei radioattivi. I raggi X derivano dal frenaggio di
elettroni accelerati, ad opera del sistema di elettroni dell'anticatodo. La luce
visibile, infrarossa c ultravioletta è prodotta dalla diseccitazione di elettroni
portati in vario modo (incandescenza, scarica ad arco, scarica n ei gas, fluorescenza, pompaggio ottico) ad alti livelli energetici.
Infine, le radioonde (*) sono generate dall'eccit azione di dipoli (**)
e cariche elettriche del generatore, che creano, nello spazio circostante l'antenna, un campo elettrico variabile. Questo a sua volta gen era un campo
magnetico che ne produce uno elettrico e così via. I campi sono di tipo conservativo, non possono, cioè, estendersi infinitamente ma devono richiudersi.
(*) Con questo termine riassuntivo indich eremo, per comodità, microonde c radiofrequenze.
( ..) Associazione di una carica elettrica positiva c di una negativa.
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x 106
>
x 1011 GHz
1,2
Energia
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-
3
3
l
x 106 - 0,8 x 106 GHz
x 107
>
Frequeoaa
x 1011 -
g... f!~
300
30
3
3
3
0,4
0,8
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3
3
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106 m
104 m
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3, 8 X 102 - 7,8 X 102 nm
2 X 102 - 3,8 X 102 nm
----------- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Frequenze estremamente basse .
Frequenze molto basse
o
•••••
Radiofrequenze
Microonde
Onde submillimetriche . . . . .
Infrarosso
Visibile . . . . . . . . . . . .
UV vicino
•
2 X 102 nm
o
101 -
t
UV lontano
• • • • • • •
100nm
•
Lunghezza d'ondA
10·3 -
t
l
Raggi X . . . . . . . . . . .
Raggi y
RECIONI SPE'M'RALI
Spettro elettromagnetico e regioni spettrali
TABELLA
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Se la richiusura avviene a terra - come è il caso nelle vicinanze della sorgente (•) -la distribuzione dell'energia è tale che campo elettrico e campo
magnetico sono separati e decadono inversamente alla distanza dalla sorgente (campo vicino o induttivo) . I campi possono richiudersi anche su se
stessi e abbandonare la sorgente sotto forma di onde (campo lontano o
radiativo) con le proprietà che ,abbiamo precedentemente indicato. La
r ichiusura dei campi su se stessi è più probabile lontano dalla sorgente mentre
quella a terra è più facile in vicinanza della sorgente. Campi induttivi e campi
radiativi sono quindi presenti ovunque ma l'importanza r elativa dell'uno
o l ' altro tipo varia a seconda della distanza dalla sorgente e della lunghezza
d'onda. La distinzione è di valore notevolissimo perché la misura dell'un
tipo o l 'altro è completamente differente.
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2. MECCANISMI DI ASSORBIMENTO DELL'ENERGIA ELETTROMAGNETICA
Lo schema generale, cui abbiamo accennato all'inizio, è valido per
tutti i tipi di radiazione come è pure egualmente valido quello riguardante
il destino macroscopico dell'onda incidente, in parte riem essa e in parte
assorbita. Tuttavia i meccanismi di interazione, come abbiamo già accennato, variano profondamente a seconda del tipo di radiazione e quindi d'ora
in avanti la trattazione, non solo si limiterà alle radiazioni non ionizzanti,
ma affronterà separatamente i suoi due gruppi fondamentali: radioonde e
radiazioni ottiche .
a) Radioonde
La materia «vista» dalla radioonda può essere schematizzata come
un insieme di carich e elettriche (el ettroni, ioni) che si muovono in un reticolo
di cariche di segno opposto. Vengono a formarsi anche dei dipoli che possono
preesistere all'applicazione di un campo elettrico (dipoli permanenti) oppure
essere creati dal campo stesso (dipoli indotti). L'applicazione del campo (••)
detel'mina in entrambi i casi l 'allineamento dei dipoli, contrastato dall'agitazione termica. La risultante di questi due interventi di segno opposto, ordine
e disordine, è il momento di polarizzazione, P , che è proporzionale al campo
elettrico applicato secondo due fattori di proporzionalità: la costante dielettrica nel v uoto (e0) e la suscettività elettl'ica del materiale (X)· Per quanto
ci riguarda è importante ricordare che quanto più grande è la polarizzazione
tanto minore è la velocità di propagazione e quindi maggiol'i le perdite.
....
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...::l
1::
g'
~
Uà (1 980) 16, 407-122
(•) Questa zona di vicinanza varia con la lunghezza d'onda ed è quindi di pochi
centimetri nel caso delle microonde, di metri nel caso dei riscaldat ori industriali e addirittura
di chilometri per le frequenze radio.
(**) Il campo applicato può essere di tipo radiativo (l'onda incidente) come pure un
campo di tipo induttivo, cioè senza propagazione.
Attn. I•t . Surnr. Sanità (1980) 16, 407-422
412
LA PROTEZIONE DALLE RADIAZIONI l'ON
101\~A.NTI
Se i campi applicati sono oscillanti, anche le cariche mobili e i dipoli
oscillano, dando luogo a correnti di frequenza eguale a quella del campo
applicato. Poiché il moto di cariche e dipoli è ostacolato dagli urti reciproci
e da quelli con le molecole neutre, l'onda p erde energia e riduce la sua velocità e lunghezza. Così una parte dell' ener gia dell' onda viene reirradiata
alla stessa frequenza (scattering) e una parte viene trasformata in energia
termica. Conseguentemente il materiale, se non è in qualche modo raffreddato, si riscalda (effetto termico).
L'interazione campi elettromagnetici- materia nel caso delle radioonde
potrebbe essere descritta anche quantisticamente, come è abit uale nel caso
delle r adiazioni ionizzanti e delle radiazioni ottiche, e cioè utilizzando la caratteristica corpuscolare della luce che la presenta costituita da un insieme di
fotoni, intesi appunto come particelle di energia E = hv (h = 6,625 x 10-3•
J /s è la costante di Planck). La materia è invece vista come un numer o
discreto di livelli energetici. Tuttavia nel caso delle radioonde le energie
sono estremamente basse (Tab. 2) e quindi la densità dei fotoni è alta
e gli stati energetici sono estremamente vicini. Per ques to insieme di
ragioni è preferibile una trattazione di tipo classico mentre utilizzeremo
l' altra nel caso della radiazione ottica.
TABELLA
2
Energia di attivazione
di alcuni fenomeni fisico-chimici
FENO MEMI FISICO-CIDMICI
Ionizzazione
l
Enersio (eV)
lO
Eccitazione elet tronica
1,5- 10
Rottura legami covalenti
5
Cambi conformazionali proteine
0,4
Rottura legami idrogeno
0,08 - 0,2
Agitazione termica
0,026
Per confr·o nto ricordiamo cLe l'ene rgia delle radioonde varia
do 10'11 a lO'' eV.
Abbiamo detto che man mano che l'onda procede n el mezzo materiale
cede parte della sua energia e si attenua esponenzialmente. Si indica con
la profondità a cui l'energia iniziale si è ridotta al 37 %, cioè a l fe. L a pro·
fondità di p enetrazione è tanto maggiore quanto più basse sono l e p erdite
e quanto minore la frequenza. Al limite, quando un corpo non ha « perdite »
o
.A:nn. 1 /fl. Super. Sanità (1980) 16, 407- 422
è traspari
intensità,
l'energia i
di alcuni
I tes~
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con il 90
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Le ca
ticelle coll
'2) acqua;
Abbia
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queste cor
ciazione dt
delle mole
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dell'energi:
dite di enel
quanto m~
nel corpo
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20,45 cm.
Tutto
omogeneo.
omogenei J:
e l'altra. P.
addirittura
stica teorie.
del corpo 1
informazioi
sulla possil
modelli esa
Oltre .
elettro magi
selettivi di
zioni trasla
int erazioni
elettromagn
raddrizzatri
.ANTl
che mobili" e 1· d ipoli
a que1la del campo
o dagli urti r eciproci
e riduce l a sua velola vien e reirradiata
.sformata in energia
al che modo raffredaso delle radioonde
è abitual e nel caso
1è u tilizzando la cata da un insieme di
(h = 6,625 x Io -a•
' come un numero
lioonde l e en ergie
dei fotoni è alta
ruesto insieme di
entre utilizzeremo
ezzo materiale
ii indica con ~
a I fe. La proono le perdite
ha « perdite »
(1990) 16, ~07-422
CHECCUCCI
413
è trasparente alla radiazione e l'onda incidente n e riemergerà con la stessa
intensità, a parte la quota riemessa come scattering. Ad altissime frequenze
l'ener gia è praticamente dissipata in strati dell'ordine del mm, mentre onde
di alcuni MHz pen etrano per oltre 10 cm.
I t essuti viventi possono essere schematicament e divisi in base al contenuto di acqua in: l ) sosp ensioni di cellule e proteine (sangue, linfa, ecc.)
con il 90 % e più di acqua; 2) . sospensioni in stato condensato (mu scoli,
pelle, fegato, ecc.) con contenuto di acqua inferiore all'SO %; 3) tessuti a
basso contenuto acquoso (ossa e grasso) con circa il 50 % di acqua.
Le cariche elettriche dei tessuti sono rappresentate da: l ) cellule, particelle colloidali, molecole proteiche (se sospese in soluzioni di elettroliti);
2) acqua; 3) ioni elettroliti.
Abbiamo visto che l'applicazione di campi oscillanti det ermina la creazion e di correnti all'interno del mezzo materiale. Nel caso dei t essuti viventi
queste correnti sono in buona parte dovut e agli ioni provenienti dalla dissociazione degli elettroliti. Ad esse si aggiungono le oscillazioni di orientamento
delle molecole d' acqua, che sono dipoli p ermanenti di momento tanto elevato da conferire all' acqua un'alta costante dielettrica. Correnti ioniche e
oscillazioni dei dipoli dell'acqua sono le cause principali della conversione
dell'energia elettromagnetica in energia termica. Conseguentemente le perdite di energia, e quindi in definitiva gli effetti t ermici, saranno tanto maggiori
quanto maggiore è il contenuto d' acqua del t essuto. Così mentre nel sangue,
nel corpo vitreo, n el muscolo, ~ v ale t ra 2 e 3 cm (100 MHz), alla st essa
frequenza la profondità di penetrazione n el cristamno è 9,4 cm e nel grasso
20,45 cm.
Tutto quanto si è detto fino ad ora è valido per un mezzo infinito ed
omogeneo. I tessut i biologici reali non sono infiniti e soprattutto non sono
omogenei ma presentano, anzi, numerosissime interfaccc tra una componente
e l' altra. Anch e l'assorbimento diviene pertanto disomogeneo e si possono
addirittura creare particolari punti di accumulazione (hot spots) . La modellistica t eorica c sperimentale costruendo appr ossimazioni sempre più complesse
del corpo umano, posto in varie condizioni di irraggiamento, ha ottenuto
informazioni importanti sulla potenza media assorbita dall'intero corpo e
sulla possibilità di formazione di hot spots. In particolare si sono ottenuti
modelli esaurienti p er la descrizione degli effetti t ermici nell' occhio.
Oltre alle conversioni in en ergia termica, l ' assorbimento di energia
elettromagnetica può dar luogo, eventualmente mediante assorbimenti
selettivi di risonanza, a p erturbazioni delle strutture protoniche e transizioni trasl azionali intorno a legami di idrogeno. Accanto a ques to tipo di
interazioni ve ne potrebbero essere altre come, per esempio, quelle tra i campi
elettromagn etici e certe strutture come le mem brane, le cui ca1·atteristich e
raddrizzatrici e capacitative potrebbero spiegare le influenze sui neuroni.
.l nn. 111. Supu. Sanilà (Jil 0) 16, 407-422
414
LA PROTEZIONE DALLE RADIAZlONI NON IONlZZANTI
Nell'insieme tutte queste azioni potrebbero fornire la base fisica dei cosiddetti effetti non termici.
b) Radiazioni ottiche.
L'energia dei sist emi materiali può assumere solo un certo numero di
livelli o st ati e l'assorbimento di nuova energia durante un irraggiamento,
corrisponde al passaggio da un livello più basso ad uno più alto, mentre
l'inverso avviene p er l'emissione. I livelli energetici interessati n ell'assor·
bimento di luce ultravioletta o visibile sono quelli degli elettroni atomici
o molecolari di legame mentre l'infrarosso interagisce con i livelli rotazionali
e vibrazionali delle molecole o parti di esse.
L'elettrone eccitato - che ha cioè assorbito un fotone o quanto di
energia- può p erdere l'energia acquisita: a) riemettendo un fotone di eguale
frequenza (scattering) o di più bassa energia (fluorescenza e fosforescenza);
b) per processi di dissipazione non radiativa (conversione interna, intersystem
crossing, reazioni chimiche tra st ati eccitati, trasferimento di energia) .
Attraverso uno di questi meccanismi l'el ettrone ritorna allivello energetico
fondamentale, cioè quello della molecola non illuminata, mentre a livello
macroscopico l 'energia assorbita in parte si converte in calore e in parte
dà luogo a reazioni fotochimiche varie.
U n caso particolare è quello della luce laser, la quale è caratterizzata
da un' alta intensità (anche centinaia di kWJcm2) ed ha un parallelismo quasi
p erfetto cosicchè può propagarsi praticamente senza decremento. Inoltre,
essendo altamente monocromatica, può, in combinazione con la proprietà
del parallelismo, essere focalizzata al massimo. Infine la luce laser è una
luce coerente. La rapida elevazione della temperatura conseguente all'assorbimento di luce laser provoca denaturazione delle proteine, evaporazione
d'acqua e formazione di vapore (particolarmente pericoloso in cavità chiuse
come il cranio e l' occhio) che assieme agli shock pressori e ai transienti sonici
può lacerare i tessuti e addirittura disperderli. Secondo alcuni autori si
avrebbe anche produzione di radicali liberi, cioè frammenti di molecole
altamente reattivi, anche se di breve durata.
3. RISULTATI DELLA SPERIMENTAZIONE ANIMALE
La conversion e in calore appare come una delle vie più importanti nel
destino dell'energia elet tromagnetica assorbita come radiazione non ionizzante. Addirittura, nel caso delle radioonde, secondo alcuni autori esisterebbe
solo l'effetto di riscaldamento. Accanto a questo sono da tenere presenti
altri tipi di effetti più specifici e pertanto variabili con il t ipo di radiazione.
Questo ci impone una trattazione separat a degli effetti della radiazione ottica
e delle radioonde.
Ann. /Il. S uptY. Sanit<i (1980) 16, 4.07-422
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in cavità chiuse
transienti sonici
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LE
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.en ere presenti
di radiazione.
liazione ottica
(l 980) 16, 407-422
415
Prima di affrontare questa problematica occorre fare alcune considerazioni generali sul valore e limiti della sp erimentazione animale in questo particolar e settore della biologia e biofisica.
Il trasferimento all'uomo dei dati acquisiti sp erimentalmente n egli
animali è operazione che esige sempre una notevole cautela. Nel caso della
patologia da radioonde tale prudenza deve essere ancora maggiore. Infatti
gli effetti termici sono tipici effetti di volume e sono inoltre la risultante di
un equilibrio tra la trasformazione di energia elettromagnetica in calore e
i m eccanismi di termoregolazione dell' aninlale. Ecco allora che fattori come
il metabolismo basale, il peso corporeo, la superficie corporea e il suo rapporto con il volume divengon() particolarmente importanti e rendono meno
lecito un trasferimento tout C()urt di dati ottenuti, per esempio, su piccoli
animali.
Un secondo aspetto della sperimentazionc che è sta to in passato, ma
lo è tuttora in qualche caso, trascurato è una standardizzazione razionale
delle condizioni dell'esperimento. n risultato più deludente è la non con&ontabilità di molte osservazioni, o perché addirittura non riferite le condizioni
di sperimcntazione o perché gli autori non hanno curato una rigorosa impostazione dell'esperimento. I risultati sono così spesso inutilizzabili o si prestano a strumentalizzazioni di vario segno.
La sperimentazione animale nel campo degli effetti delle radioonde si
è sviluppata nell'Unione Sovietica fino dagli anni trenta. L'influsso pavloviano, c la generale impostazione degli studi di fisiologia sensoriale, spiegano l'interesse dei ricercatori russi p er le radioonde, intese come una
importante componente dell'ambiente esterno, in grado di influenzare
profondamente il sistema nerv oso e in particolare i canali di trasmissione dell'informazione. Interesse quindi p er un meccanismo di iuterazione notevolmente diverso da quello di tipo energetico, base dell'approccio sperimentale della ricerca occidentale in generale e statunitense
in particolare.
Secondo gli autori americani, infatti, l'energia dei fotoni di microonde e
radiofrcqueoze, essendo molto più piccola dell'energia t ermica m edia, non
può interagire con la materia se non attraverso la sua conversione in calore.
Il primo problema che la sperimentazione deve quindi affr ontare è se oltre
gli effetti termici, sulla cui esistenza sono tutti d' accordo, siano osscrvabili
e dimostrabili anche altri effetti, non t ermici, prodotti cioè dalla conversione dell'energia elettromagnetica in una forma diversa da quella termica.
Un elem ento di ambiguità è dato dai cosiddetti effetti sclettivi o microtermici conseguenti al riscaldamento non uniforme di microstrutture in un
t essuto biologico eterogeneo e p ertanto non rilevabili da un aumento globale
di temperatura. Tali effetti, per difficoltà tecniche, sono difficilmente separabili
da quelli non t ermici.
"'""· ! st. Super. Sa11ittl (1980) 16, 407-422
416
LA PROTEZIONE DALLE RADIA.Z lONI NON ION IZZANTI
Un secondo interrogativo, assai importante anche ai fini delle misure
preventive, rigu arda la dimostrazione dell'esistenza o meno di effetti cumulativi, derivanti cioè dall'accumulo di dosi subliminali.
g)
a) Radioonde: effetti termici
I quadri di surrisealdamento maggiorm ente studiati sono quelli dell'azione let ale e le degenerazioni oculari e delle gonadi. La morte per sur riscaldamento da esposizione a radiofrequen ze e mieroonde interviene quando
la t emperatura corporea supera i 41-42
nei grandi animali e i 42-43
nei piccoli. Nell'evoluzione delle variazioni di temperatura corporea durante
l'irraggiamento sono riscontrabili tre fasi successive: una crescita iniziale,
uno st ato di equilibrio e un aumento rapido sopra i valori di sopravvivenza.
Gli autori russi hanno voluto vedere in questa s uccessione una corrispondenza con i tre stati di azione dello stressore ter mico (reazione di allar me,
stato di resist enza e stato di esaurimen to) .
Sebbene siano state descritte lesioni r etiniche e stati infìammatori acuti
della congiuntiva e dei tessuti periorbitali, il cristallino sembra l'organo di
elezione per un'eventuale azione dannosa delle microonde, tanto che si è
parlato addirittura di cataratta da microQnde. Un a serie di studi sistematici
ha permesso di megli() definire il quadro di questa cataratta sp erimentale.
Le prove sono state effettuate sul coniglio, sia perché il suo occhio è strutturalmente simile a quello umano, anche dimensionalmente, sia perché la
t emperatura corporea di quest o animale è di poco superiore a quella umana.
Sulla base di questa sperimentazione si sono t ratte le seguenti conclusioni:
oc
f)
torno de.
sempre
appaion<
oc
a) il periodo di latenza varia da l a 8 giorni (in media 3-4 giorni);
b) a seconda che si irradi con onde guidate o no la localizzazione della
lesione, sempre sottocapsulare, è rispettivamente anteriore o posteriore;
c) l' assorbimento di radioonde si traduce in un aumento di temperatura che dipen de anche dalla capacità del tessuto a dissipare calore. Il cristallino, privo di v ascolarizzazione, può dissipare calore solo scambiando
col vitreo e con l'acqueo ed è quindi sede preferenziale della lesione
termica;
d) la minima densità di potenza con effetti catarattogeni è di 100
mWJem2 ;
e) la cur va intensità- durat a, che rappresenta la linea di separazione
tra irraggiamen ti efficaci e non, dimostra che p er tutte le frequenze usate
esiste una proporzionalità inversa t ra densità di pot enza e durata dell'esposizione;
.4nn. I 1t. Super. Sanità (1980) 16, 407-422
di intene
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relazione
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CHECCUCCI
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sono quelli dell morte per surrint erviene quando
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'
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oc
'
ammatori acuti
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t sp erimentale.
chio è struttusia perché la
quella umana.
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3- 4 giorni);
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posteriore;
di tempera~lore . n criscambiando
ella lesione
tl
è di 100
eparazione
~nze usate
dell'esp o-
417
f) la lesione inizia con la comparsa di granuli c vacuoli sopra e all'int orno della sutura ed evolve poi verso opacità, prima circoscritte e in seguito
sempre più diffuse e p en etranti. Istopatologicamente le cellule irradiate
appaiono rigonfiate, con nucleo picnotico;
g) opacità del cristallino P.ossono essere provocat e da irraggiamenti
di intensità c durata inferiori ai v alori di soglia, purché rip etuti con det erminate cadenze. La ripet izione d ell' irraggiamento ha un effetto cumulativo
(non ammesso da tutti gli autori) se l' intervallo n on è sufficientemente
grande da permettere un recupero;
h) a differenza di quanto accade con le radiazioni ionizzanti, nessuna
relazion e è stata dimostrata tra età dell'animale e sensibilità alle radioonde;
i ) dal punto di vista biochimico l'irraggiamen to produce diminuzione dell' acido ascorbico, aumento del contenuto acquoso e di sodio, perdita
di potassio;
l) non si osservano differenze significat ive tra gli effetti prodotti da
un irraggiamento continuo o pu lsato.
I risultati della sperimentazionc animale, per quant o riguarda la patol ogia delle gonadi, possono essere così riassunti:
a) gli effetti sono visibili in ratti, conigli e cani per esposizioni variabili tra i 2,45 e i 24 GHz e potenze superiori ai 50 m W fcm 2;
b) l'esposizione dell'area scrotal e risulta in danni testicolari di varia
intensità: edema, ingrossamento, atrofia, fibrosi, necrosi e degenerazione dei
tuhuli seminiferi; meno evidenti le alterazioni della spermatogenesi;
c) l'irraggiamento delle ovaie (diverso p er potenza usata, due volte
inferiore, e p er la durata di esposizione, molto più lunga) mostra lesioni dei
follicoli di Graaf, allungamento d el ciclo sessuale, diminuizioni della prole
e del n um ero di cuccioli.
Questa rapida rassegna dei tre principali quadri del surriscaldamento
non pret ende di esaurire il sommario degli effetti termici osservabili sperimentalmente. Praticamente tutti i sistemi ed apparati, dall'endocrino al
nervoso, dall'emopoietico al cardiovascolare, mostrano segni di sofferenza
p er l 'elevazione della t emperatura, conseguente ad inaggiamento con radioonde, anche se la maggiore efficienza dei loro meccanismi di t ermoregolazione
li r ende più t ermoresis tenti. Tuttavia, nonostante la notevole quantità di
risultati accumulati, non solo non è possibile p er venire, come nel caso della
patologia oculare o delle gon adi, a quadri morbosi dotati di un minimo di
coerenza sintomatologica e di strutturazione p atogenetica, ma addirittura i
dati, anche p er un difetto di impostazione e s t andardizzazione delle ricerche,
sono contrastanti. Non a caso negli Stati Uniti si sta dando vita a complessi
programmi di ricerca, con ingenti finanziamenti.
) 16. 40i-422
.ilt&n. l at. Supu. Sanità (1980) 16, ~07-422
418
LA PROTEZIONE DALLE RADIAZIONI NON IONIZZAN'J'I
b) Radioonde: effetti no" temtici
Buona parte della sperimcntazione è stata condotta per dimostrare,
o n egare, l'esistenza dei cosiddetti effetti non termici, di quegli effetti cioè
che, pur simili n ella sintomatologia e anatomo-patologia a quelli da surriscaldamento, ne riconoscessero diversi meccanismi patogenetici. n problema
è complesso e reso difficile da una serie di fattori non facilmente eliminabili
o dominabili.
In primo luogo è impossibile eliminare la conversione di energia elettromagnetica in energia termica in quanto, come abbiamo visto in precedenza,
tale conversione è un meccanismo obbligato di dissipazione dell'en ergia assorbita. È vero che l'uso di piccole dosi evita un riscaldamento misurabile come
effetto globale, ma è altresì vero che i meccanismi di creazione di punti caldi
possono, per esempio, determinare microriscaldamenti altrettanto efficienti
quanto non evidenziabili p erché di dimensioni molto più piccole delle nostre
sonde termiche.
L'uso delle dosi suhtermiche non garantisce quindi che si sia in condi·
zioni esenti da surriscaldamento. È d' obbligo, allora, il ricorso alla sperim entazione in ipoterrnia per assicurare la normalità termica anche in caso di
presunto surriscaldamento. Però il raffreddamento dei preparati o dell'animale non è esente da effetti collaterali che possono infiuenzare in vario modo
la funzionalità di organi ed apparati.
Infine potrebbe essere molto utile p er dirimere la vexata questio dell'esistenza dei meccanismi di danno non termico, l'uso di radioonde il cui
assorbimento fosse responsabile selettivamente di precisi fenomeni fisicochimici-biologici- cui abbiamo accennato nella parte di biofisica - diversi
da quelli che hanno come via finale comune il riscaldamento. Purtroppo,
allo stato attuale delle conoscenze v i sono solo alcune ipotesi di lavoro,
non suffragate da alcun risultato sperimentale.
Mediante l'uso, separato o combinato, delle dosi subtermiche e della
sperimentazione in ipotermia, vari autori, e non solo sovietici, ritengono
di aver ottenuto chiare indicazioni dell'esistenza di effetti non termici.
c) Radiazioni ottiche
Gli effetti delle radiazioni ottiche sono in parte dovuti ad assorbimenti
selettivi, rientrando allora n el novero degli .effetti fotochimici e fotobiologici,
ed in grande parte alla dissipazione termica dell'energia assorbita. Questo
è soprattutto il caso della luce laser sulla quale ci soffermeremo brevemente
per un confronto con l e radioonde. La sua trattazione completa, infatti,
come quella dell' ultravioletto, troverà spazio in apposite lezioni che seguiranno. Qui preme mettere in evidenza che la localizzazione degli effetti
Ann. lat. St<per. Sanità (l 080) 16, 407-422
419
CDECCUCCI
termici dipende fortem ente dalle caratter istiche del tessuto assorbent e e
dalla fye qucnza della luce laser. Limiter emo la nostra breve anaLsi all'occhio
sia perché è uno degL or gani più facilmente colpiti, sia per ché l a sua costituzione disomogenea si prest a b ene ad illustr are i fattori di localizza zione
del danno termico.
L'ultravioletto è assorbito quasi esclusivamente dalla cornea e, per le radiazioni tra 300 e 400 nm, dall'umo1· a cqueo e dal cristallino. I laser UV provocano quindi lesioni t ermiche della cornea e, con minori probabilità, dell'acqueo
e del cristallino, con modahtà assai simili a quelle delle lampade ad arco.
La retina assorbe ìl 90 % della luce visibile con un massimo nell'epitelio
pigmentato nel quale si localizza prevalentement e la dissipazione t ermica.
La patogenesi del danno r etinico è t uttavia assai controversa e si invocano
meccanismi concomitanti al danno t ermico quali l'azione esplosiva del vapore, le onde di pressione, la ionizzazione, la cavitazione da ultrasuoni.
Infine, l'infrarosso è prevalentemente assorbito dall'umor acqueo e dal
corpo vitreo mentre la cornea assorbe prevalentem ente il lontano infrarosso.
Accanto ai risultati della sperimentazione animal e si collocano quelli,
non m eno imponenti per quantità e rilevanza, delle indagini epidemiologiche
e delle osservazioni di patologia umana.
4. SORGENTI DI RADIAZIONI NON IONIZZANTI
a) Radioonde
L'ambiente che ci circonda non è certamente esente da radioonde. Vi
sono le radiazioni da sorgenti naturali (sole, stelle, galassie), la cui potenza
è tuttavia minima (< 10-9 mWfcm2 ). Po tenze molto più elevate si raggiungono con i fulmini, di effetto tuttavia Lmitato nel tempo e nello spazio.
Il nostro ambiente si arricchisce p er ò in radioonde per la presenza di
emit tenti radio e t elevisive, d ei radioamatori, dei ponti radio. Le potenze
emesse da tali sor genti variano da pochi watt a milioni di watt, e variano
anche p erché le radioonde p ossono essere em esse in maniera direttiva o circolare, continuamente o a impulsi. Se si escludono i luoghi vicini a tali sorgenti e in considerazione del fatto che esse sono gen eralmente puntate verso
l' alto, con conseguente grande diluizione, le misure densitometriche a terra
riscontrano valori di potenza generalmente assai piccoli.
Condizioni assai diverse si verificano con le sorgenti utilizzate per il
riscaldamento di materiali (l'applicazione forse più importante in campo
industriale). Il riscaldamento con radiofrequenzc o microonde sta divenendo
sempre più competitivo con i sist erni tradizionali. I riscal datori industriali
sono di due tipi:
a) a perdite dielettriche (frequenze caratteristiche: 13- 27-40- 70 MHz)
con potenze fino a 150 kW, u sati per essiccamento, scongelam ento, cottura ,
111111.
Ju. SuJHr. S•nilà (198 0 ) 16. 407-422
420
LA PIIOTEZIONE DALLE IIAOIAZIONI NON IONIZZANT I
pastew·izzazione, sterilizzazione, evaporazione, estrusione, etc. m industrie
della plastica, del legno, alimentare, chimica, farmaceutica , ceramica, co·
smetica, tessile;
b) generatori a induzione (frequenze da 50 a 500 k.Hz) con potenze
fino a 700 kW, u sati p er tempera e saldatura nelle industrie metallurgiche.
Un'applicazione abbastanza diffusa è quella della diatermia per la terapia da calore. Olt re alle consuete radiofrequenze (13 e 27 MHz) si usano
anche l e microonde (2,5 GH z) con pot enze attorno a 0,5 kW.
Assai numerosi gli usi delle radioonde nella ricerca accademica: risonanze paramagnetich e, accelerazione di particelle, fusione, etc., e quelli in
fase di ricerca di sviluppo: fragilizzazion.e delle rocce; disinfezione, vulcanizzazione, misura del conten uto d'acqua, etc.
Infine, nella Tab. 3 sono riportati i principali tipi di laser e nelle Tabb. 4
e 5 le loro applicazioni medicali e non medicati.
TABELLA
3
Principali tipi di laser
Lunghezza
d•oncla
Eleme.nto
M:ATRICE
di eminioae
(A)
Cristalli ionici.
Gas atomici neutri
!
·l
Rubino
Neodimio
6.943
10 .600
Elio- neon
6.328
11.500
33.900
Argon, elio, neon, kripton
Xenon, iodio, cloro
!
10.000
100.000
Gas ionizzati
!
4.765
4.880
5.145
Gas molecolari
co2
l
5.208
5.682
6.471
Semiconduttori
Arseniuro di gallio
Coloranti
Xnnteni o cuma:rine
Argon+
Kripton+
4. 762
10.600
8.400
variabile
I laie:r pou~n.o avtre emiujone continua (C\V - do roseo a nlÌQuti). i_.1 uu unico impuJso di brevbsima
du rato (Q-•witch•d - d a 10·• Il 10· ,. tec) o di media durata (normol multiplo •pii'" mode - da 100 sec a
1- 2 msec).
;hm. lll. Super. San®
(10~)
16, i 07-422
421
CHECCVCCI
TABELLA
4
PrincipaJi applicazioni non medicali del laser
Ricerca:
Effet ti ottici non lineari.
Reazioni fotochimiche (transienti veloci).
bticrospettrofotometria.
Spettroscopia « light scatteri ng >>.
D istruzione selettiva.
Industria:
Metallurgia (foratura, taglio, saldatura).
Edilizia (allineamento, esame ma t eriali).
Ecologia:
Monitoraggio inquinanti.
Distruzione rifiuti.
Te.lecomunica::ioni:
Linee di trasmissione.
LI.D.A.R. (Light D et ection and Raoging).
TABELLA
5
Principali applicazioni medicali del laser
Oculistica:
Distacco reti na.
F otocongulazione ret inopat ie p roliferative {diabete).
Neurochirurgia:
Incisione, trapanazione, cauterizzazione.
Distruzione vie di conduzion e in sind romi dolorose.
Lami nectomia in affezioni discali.
Digerente:
Endoscopia.
Cauterizzazione.
Dermatologia:
Asportazione tumori vascolarizzati.
Comedoni e depilazione.
' " "'· l f/
.''"IX''·
,,a,.ità (19SO) 16. 40;-122
Campi elettrici, campi magnetici, campi elettromagnetici:
apparecchiature per la generazione e la misura
M. BINI, A. lGJ ESTI, L. MILLANTA, N. RUBINO c R. VANNI
Tstitttto di Ricerca sulle Onde Elettrom(lgneticlre, C.N.R., F'iren:e
l. 11\"TRODUZIO:\E
Quando si trattano problemi di protezione dalle radioonde, il primo
compito che si affronta è quello della misura dell'agente potenzialmente
dannoso. Questo in pratica significa: a) misurare un campo elettrico quasi
statico (nella zona di prossimità); b) misurare un campo magnetico quasi
statico (nella zona di prossimità); c) misurare un campo elettromagnetico
(nella zona di radiazione) .
Vediamo queste tre circostanze in una visione semplificata, schematica,
didattica se vogliamo, di quello che capita nella pratica sperimentale.
2. CAMPO ELETTRICO
«Campo elettrico» vuol dire «condensatore». Condensa tori sono, nel
campo protezionistico, gli applicatori delle macclùne industriaH a riscaldam ento elettrico. Lo sch ema essenziale è r affigurato in Fig. l. Il generatore
è colJegato ad una a rmatura con un solido collegamento di massa, e il tutto
è messo a terra. Il campo elettrico è prevalentemente racchiuso fra le armature, e se V è la tensione a.i morsc tlì del generatore e d la distanza fra le piastre,
il campo a l centro risulta proprio Vfd, come n e l caso statico (è un po' maggiore
vicino all'armatura superiore, e un po' minore vicino alla inferiore perchè
il sistema non è simmetrico e bilanciato risp etto a terra). Il campo elettrico
che sfugge nella frangia al difuori dei bordi del condensatore è un tipico campo reattivo, quasi statico, se le dimensioni sono piccole rispetto alla lunghezza
d' onda, c mostra il caratteristico rapido decrem ento dei camp.i reattivi
allontanandosi dai bordi. In stretta prossimità decade con il cubo della distanza (campo di dipolo elettrostatico). TI campo magnetico può osservarsi
.dtm. 1st. Super. S1111ità (1080) 16, 428-432
424
LA PROTEZIONE DALLE RADIAZIONl NON IONIZZANTI
quasi esclusivamente in prossimità del conduttore che alimenta la piastra
superiore, specie se, come spesso accade, è relativamente lungo e sottile.
Anche ques to campo è in pratica quello che si può prevedere con le leggi
dei campi statici: H = l /2m: = (dQ/dt)/2m: = C (dV/ dt)/2m: = wCVJ2m:,
e lo si può sommariamente verificare con una piccola sonda di campo magnet ico, misuundo V e C (ft·equenza nota) oppure misurando direttamente I
con una ordinaria sonda oscilloscopica ad accoppiamento magnetico.
Con il sempl ice modellino di Fig. l si può dunque verificare il comportamento quasi statico di un applicatore di tipo elettrico (condensatore) .
comportamento potrà essere considerato quasi statico fìntantochè le
dimensioni della struttura (L e D in figura) saranno piccole rispetto alla
lunghezza d'onda (orientativamente, diciamo L + D < 0,1 ).. Se vale
L ) ) D , la bontà dell' approssimazione può essere verificata con la condizione
tan (2 7tLf"J..) C2 2 7tLj).). Contemporaneamente, le dimensioni delle sonde
usate per saggiare il campo dovranno essere piccole rispetto alla struttura
in esame, sia p er non perturbarla, sia per non mediare i dettagli della s truttura
del campo su volumi troppo vasti.
Di una struttura del tipo di Fig. l ben realizzata ci si può anche servire
come cella di taratura per sonde di campo elettrico, ed è una soluzione semplicissima e versatile.
n
L
COU EGAM.
DI MASS A
v
E
D
-.
Fig. l. -
Semplice modello di applicatore di campo elettrico quasi statico, di cui ci si può
servire anche come cella di taratura.
Per la misura ci si serve solitamente di sonde del tipo « dipolo a rivelazione diretta». Lo schema base è quello adottato al National Bureau
of Standards una dozzina d'anni fa, riprodotto in Fig. 2. Come si vede, si
tratta di un' antenna a filo, sull'asse della quale è inserito un diodo rivelatore
seguiti da una semplice rete di filtraggio a resistenza e capacità e da uno
strumento che indica la tensione continua rivelata . Il collegamento fra
.d nn. / t !.
Su~r.
Sani!d (191l0)
16, 423-432
BINI , I.GNESTI , i.\ULLANTA. R UBINO. VANr-. 1
4.25
cella di filtraggio e stm.mento indicatore viene effettu ato mediante una coppia
di fili attorcigliati: ques to è un semplice accorgimcnlo pratico per ridurre
a valori trascurahili il segnale raccattato dalla linea di collegamento. Si
possono adottare accorgimenti addizionali, ma ques to sistema è in pratica
sufficiente allo scopo, che è quello di tenere lo strumenlo indicatore separato
dalla sonda, e in posizione comoda per la lettura. Il dipolo può esser e molto
corto, visto che i campi elettrici che hanno interesse per la protezionistica
sono molto forti (risp etto a quelli che banno interesse' p er l e telecoml.lllÌcazioni). In definitiva, con un dipolo di pochi cm , un diodo m iniatura sotto
vetro (6 o 7 mm) e una piccola cella di filtraggio , si realizza una sonda che
s.i può considerare « invisibile » in tutti i casi di interesse pratico. Sonde di
questo tipo possono esser e agevolm ente r ealizzate p er coprire un campo di
frequenze dal MHz al centinaio di MHz e oltre, che è quello in cui si riscontra
Ja m assima concentrazione di pmhlemi di igiene ambientale (macchine per
riscaldamento industriale). Per salire in frequenza è necessario miniaturizzar e ultc1·.iormente il dipolo; si incontrano problemi di sensibilità del rivelatore e di immunità dai disturbi , e il rivelatore diviene delicato rispetto ai
sovraccarichi, tanto da renderne p rohlematico l'uso da parte di persone non
particolarmente esperte e caute. Inutile dire ch e anche il costo cresce enormemente. Comunque con sonde a film sottile e rivelazione a pila di termocoppie si arriva a frequenze hen oltre i 10 GHz. In quel campo, tuttavia,
ha in pratica ben poco senso misurare un campo elettrico: è impensabile
di trovars i a d avere a che fare con campi reattiv i, e si ha invariabilmente
Diodo
Antenna
dipolare ----.--+4----.-- - -
c
R1=Rt 5DOO Q
R3=R4=500 Q
C;;; 1000pF
(disco cerami:oj
Fig. 2. -
Schema base di una souda del tipo dipolo a rivelazione diretta.
.·hltl. 181. .S'!t!JCr. Sanit4 (1080) 16, 423-4 32
426
LA PROTEZIONE DALLE RADrAZIOril NON IONrZZAI\"Tl
a che fare con campi radiativi, ch e si possono misurare più economicamente
con sonde non miniaturizzate, cioè con antenne di dimensioni dell'ordine
della lunghezza d' on da. La miniaturizzazione h a comunque il vantaggio di
consentire la realizzazione di sonde a larga banda.
Una sonda del tipo di Fig. 2 è sensibile ad una sola componente del
campo elettrico: quella parallela al dipolo. Se il campo elettrico è polarizzato r e ttilineamente bisogna cercare la direzione di massima indicazione
dello strumento; se il campo elettrico è polarizzato ellitticamente, bisogna
cercarne gli assi; se il campo elettrico è non polarizzato (può accadere n el
caso della sovrapposizionc di più sorgenti incoer enti), bisogna e ffettuare
tre letture in tre direzioni mutuamente ortogonali (e peraltro qualsiasi).
In genere si tratta di procedure complicate (un poco) e lung he (molto),
tanto che se la sorgente non ha una certa semplicità stxuttuule e una certa
s tabilità, non si riesce ad arrivare in fondo. La soluzione adatta è rappresentata dalla sovrapposizione di tre dipoli del tipo di Fig. 2, mutuamente ortogonali, con le tre t ensioni rivelate che si sommano. Se si ha cura (come sempre
si fa) di far sì che la t ensione rivelata sia proporzionale al quadrato del campo
elettrico, l'indicazione ci dà un campo risultante che è la somma dei quadrati
delle tre componenti spaziali: in sostanza si misura il valore efficace del campo
complessivo, e si è ottenuto una sonda isotropa. Questo principio è a dottato
n ei più affermati misuratori di campo pe1· usi protezionistici, tipici esempi
il TE 307 dell'Aeritalia e 1'8316 della Narda. Nel primo, i rivelatori sono
diodi, secondo lo schema di Fig. 2 (nel circuito di filtro è però inserito, in
aggiunta, un equalizzatore capacitivo che consente di controllare, in sede
di progetto, la banda passante della sonda e la sua sensibilità [1]). Nel secondo,
i rivelatori sono a pila di termocoppie.
Come si fa a t·isalire dalla tensione raddrizzata che viene misurata dallo
strumento indicatore al campo elettrico in cui è immersa la sonda? Del
dipolo e del rivelatore sono noti i circuiti equivalenti. La det erminazione dci
parametri dci cir cuit i equivalenti può farsi c on il calcolo o con misure elettroniche ordinarie. Concettualmente è una faccenda semplice risalire dalla
tensione rivelata al campo pr esente. I n pratica è p iù semplice, più rapido,
più preciso c più sicuro tarare le sonde in un campo elettrico campione, ot t en uto mediante apposit e celle di taratura.
3. CAMPO MAGNETICO
« Campo magne tico » vuoi dire « spira », « solenoide ». Gli applicatori
delle macchine a induzione magnetica sono una qualch e forma di spira o
di solenoide. Nello schema di Fig. l si er a visto un campo elettr ico localizzato
prevalentement e fra le piastre e un campo magnetico localizzat o prevaAn11. 181. Suptr. SmriliÌ (1980) 16, 423-432
lentemente
g netico, ci
il campo n
e il campo
zione. Nell
ch e non u1
in evidenz
carica elet
d i vista si
rispetto al
stanze picc
con il cam
l'asse della
dove I è l
raggio r e
L 'errore n
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Un Cl
ì../8 (talvol
cioè per I
su distanz
la correzi•
H s (l +~:.:
p er tutto
può avere
Uno f
la presenz
fatto che i
di una co
mox-setti <
t ena, e n<
con una <
t ensione ~
rapporto
428
LA PROTEZIONE DALLE RADIAZION I NON IONIZZANTI
di simmetria della spira, per non comprometterne il bilanciamento (si noti
che il punto dove è piazzata la sonda è a potenziale di terra).
Lo schema di Fig. 3 può servire per dimostrazioni sulle proprietà del
campo magnetico a RF, per verifiche del comportamento delle sonde di
misura, e anche come campo campione a RF p er tarature.
campo m:
trovare c;
losità con
« Car
OSCill.
SONDA
di
CO RRENTE
dipende02
n ecessaria
arandi
riE
b
magneti
0
alla lungl
La pi
a mezz' on
Il dipolo
un camp<
La realiz;
stretta (è
quenza eh
gare ~l ge•
senza sco•
RETE di
BllANC IA M.
Fig. 3. -
Schema a spira singola per dimostrazioni sulle proprietà del campo magnetico
a RFe p er taratura di sonde di misura.
Per la misura del campo magnetico ci si ser ve essenzialmente di sonde
costituite da spire piccole (nel senso detto prima, nel contesto delle equazioni
(l) e (2), con rivelatore incorporato (diodi o termocoppie) e cella di filtraggio,
in una struttura strettamente corrispondente a quella di Fig. 2, con una
spira al posto del dipolo. La maggio1· parte delle considerazioni circuitali
e operative già svolte per il campo elettrico si applicano anche a questo caso,
per cui non ci dilunghiamo. D'altronde si può anche dire che la misura del
.i n11. l •t. S!<pn. Sa11ità ( I OSO) 16, ~23-~32
Fig. 4. -
l
BI:-II , ICNESTI , MILLANTA , R UBI NO, VANN I
nciamento (si noti
·rra).
;ulJe proprietà del
to delle sonde di
campo magnetico è in pratica meno importante, perchè è molto improbabile
trovare campi magnetici di v alori che possano competere quanto a pericolosità con i v alori dei campi elettrici contemporaneamente presenti.
+. CAMPO
J
•mpo magnetico
nte di sonde
Ile equazioni
di filtraggio,
2, con una
ni circuit ali
quest o cas o,
misura del
429
ELETTROMAG ETICO
« Campo elettromagnetico » v uoi dire contemporanea presenza e interdipendenza del campo elettrico c d el campo magnetico. Questo si verifica
necessariamente e inevitabilmente quando si ha a che fare con strutture
grandi rispetto alla lunghezza d'onda. Nei casi precedenti (campi elettrici
o magnetici quasi statici) si aveva a ch e fare con dimensioni piccole rispetto
a lla lunghezza d'onda.
La più piccola fra le strutture di dimensioni dell'ordine di À è il dipolo
a mezz'onda, essenzialmente un conduttore lungo 'A/2, più o m eno filiforme.
Il dipolo a mezz'onda può .esser e convenientemente utilizzato p er generare
u n campo e.m. noto (campo campione) o per misurare un campo ignoto.
La realizzazione è semplice ed economica, ma l 'antenna risulta a banda
tretta (è risonante) per cui bisogna r ealizzarla appositamente per la frequenza che ci interessa. L'unico ver o problema costru ttivo è quello di collegare il generatore all' antenna, o meglio la linea di alimentazione all' antenna,
senza scombinare la distribuzione di campi c correnti sull' antenna (ricevente
430
LA PROTEZION E DALLE RADIAZIONI NON IONIZZA ' T !
o trasmittente che sia). È un problema analogo a quello della x·et e di bilanciamento vista in Fig. 3, problema sul quale non ci possiamo dilungare.
La maniera probabilmente più semplice di collegare un cavo coassiale a
un dipolo di lunghezza dell' ordine dei cm è quella che sfrutta il blocco in
quarto d'onda, in una configurazione in cui l' antenna è coassiale con il cavo
(detta dipolo «bazooka» o « skirt dipole »). Due esemplari sono mostrati
in Fig. 4. Il più grosso è per 981 MHz (la frequenza di un canale della banda
assegnata ai r adiofari), ed è costruito su cavo coassiale da 7 mm. Il più
piccolo è per 2450 MHz (forni a microonde, radarterapia) ed è costruito su
cavo coassiale da 3 rom. In entrambi i casi, come si vede, le dimensioni della
linea di alimentazione non sono trascurabili rispetto a quelle dell' antenna.
Come si può capire dalla figura , un'ala del dipolo è costituita dal conduttore
interno del cavo coassiale, lasciato sporgere dal conduttore esterno per una
lunghezza di "A./4. Il conduttore interno è lasciato avvolto nel suo dielettrico
p er maggiore solidità. L'altra ala del dipolo è costituita da un tubo di ottone,
lungo anch'esso "A./4, che costitujsce contemporaneamente, nel suo interno,
una trappola a "A./4 che blocca il flusso di correnti fra antenna e conduttore
esterno del coassiale. Il coassiale, così, non interagisce con l'antenna, disturbandola, ma vi è collegato solo nel punto voluto, al centro del dipolo "A.f2.
In sede di progetto, introducendo correzioni che t engono conto dj scostamenti da un dipolo ideale a "A./ 2 (effetti degli estremi, effetto delle dimensioni trasversali non infìnitesime, presenza del djelettrico) si arriva molto
vicini al risultato voluto. In fase dj prova, poi, si a ggius ta la lunghezza della
parte spor gente del conduttor e interno, fìnchè l'impedenza misurata (ovviamente l'impedenza al centr o dell'antenna, non al connettore) x·isulta reale
(risonanza). Essa risulta poi in pratica anche molto v icina a 50 .0, e ques to
è un effetto (favor evole) della r elativa tozzezza ch e è venuta ad assumer e
l'antenna. Non è in pratica necessario ritoccare la lunghezza del tubo di
ottone (la « gonna»), ma può essere opportuno inserire entro la gonna un
manicotto di buon dielettrico (Teflon, R e xolite ... ) p er aggiustare la risonanza
della trappola, indipendentemente dalla lunghezza dell'ala dell' antenna.
Se non si hanno esigenze dj precisione, si può anche fare a meno di tarare
un'antenna cosl r ealizzata, e questo non è un vantaggio da poco per chi ha
limitate djsponibilità di s truroentazione. Risulta ch e le cause di scostamento
dall'idealità tendono a compensarsi per quanto riguarda la lunghezza equivalente, così che questa risulta dj fatto molto vicina a quella del dipolo
ideale "A./ 2, che è "A./n:
l<q
(3)
La tensione che eccita il cavo coassiale è dunque E · l«~, e questo ci
consente di risalire al campo elettrico dell'onda incidente sull' antenna,
Atln . I st. Suptr. Slmitù (1\lSO) 16, 423-432
suppost l
r elazioni
(sempre
resistenz
dove "1) c
Poichè l'
R., si h a
e questa
Se i
di potem
ad essa
e, nel no~
alla nost1
Con l
il campo
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Abbi:
o un cam
antenne À
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denti, il •
Con esse
m entali d
stazionari•
alle equa2
.\l'\TI
BINI, IGNESTI, MI LLANTA, RUBI ' 0, VA N ' l
o della rete di bilanpossiamo dilungare.
un cavo coassiale a
sfrutta il blocco in
coassiale con il cavo
lplari sono mostrati
1 canale della banda
le da 7 mm. II più
a) ed è costruito su
, le dimensioni de1la
quelle dell'antenna.
uita dal conduttore
•re esterno per una
nel suo dielettrico
un tubo di ottone,
', nel suo interno,
enna e conduttore
l'antenna, disturro del dipolo ì.f2.
·ono conto di scoAetto delle dimen) si arriva molto
a lunghezza della
misurata (ovviaore) risulta reale
a 50 n, e questo
uta ad assumere
:zza del tubo di
t r o l a gonna un
tare la risonanza
eli' antenna.
3 meno di tararc
poco per chi ha
di scostamento
lunghezza equitella del dipolo
(3)
"' e questo ci
sull'antenna,
• (19 0) 16, 423-132
431
supposta riceven te (N.B.: vale solo per il ca mpo lontano). Se si v ogliono
relazioni in termini di potenza e guadagn o, una relazione del tutto generale
(sempre campo lontano) ci dà il guadagno G in funzione della 1., e della
resist enza di radiazione, R,:
{4)
dove "l)
377 .Q ~ 1207t Q è la cosiddetta impcndenza dello spazio libero.
Poich è l'impedenza della nostra antenna alla risonanza è in pratica la sola
R,, si ha, come già visto:
(5)
e questa, ms1eme alla (3) e alla (4) ci dà:
G
~
2,4
(6)
Se infine si vuole l'area equivalent e, A.,, quella che lega la densità
di potenza dell'onda incidente alla potenza che l'antenna cede ad un carico
ad essa adattato, si ha:
(7)
e, nel nostro caso, in cui con la (5) l'antenna risulta praticamente adattat a
alla nostra strumentazione di misu ra, si può assumere:
(8)
Con le (3), (5), (6), e (8) si può risolvere qualunque problema che riguardi
il campo lontano, con errori cer tamente accettabili in lavori orientativi,
o in dimost razioni, o in casi - piuttosto frequenti - in cui si abbiano altre
e maggiori incertezze sperimentali .
Se poi si vuole una vera taratura, è conveniente fabbricare due esemplari
strutturalmente identici e tararli, l'uno contr o l'altro, semplicemente misuA
rando la potenza che alimenta l' antenna tras mittente, la potenza ricevuta
dall'altra antenna e la distanza fra le due. Dalle (3) , (7) e (8) si vede che si
potranno avere problemi di sensibilità alle lunghezze d' onda più corte.
Abbiamo visto che un campo elettromagnetico noto si può generare,
o un campo elettromagnetico ignoto si può misurare ser vendosi di semplici
antenne À/ 2 del tipo « bazooka ». Esse h anno, fra gli altri vantaggi che deriv ano dalla semplicità, quello di essere mancggcvoli c s t rutturalmente e videnti, il ch e le rende attraent i anche per dimostrazioni ed esercitazioni.
Con esse si possono mettere in evidenza con chiarezza le proprietà fondamentali del campo e.m .: polarizzazionc, dipendenza dalla distanza, onde
stazion arie ... oltre a varie relazioni quantitative, per cui si può far ricorso
alle equazioni dalla (3) alla (8) .
.ila11.
! st . S 1111tt. 8tmitti (191!0) 16, 423-!32
432
LA PROTEZIONE DALLE RADIAZIONI NON IONIZZA!STI
5. CONCLUSIONI
Abbiamo visto come con mezzi relativamente semplici si possa dimo·
s trare il comportamento essenziale dei v ari apparati a RF che possano
avere interesse p er problemi di salute umana derivanti dai campi elett1·ici
e magnetici. Abbiamo illustrato delle semplici, e p erciò st esso evidenti,
s trutture che possono essere considerate dei modellini di macchine a riscaldamento dielettrico, o di macchine a induzione magnetica, o radiatori elet·
tromagnetici. Abbiamo inoltre illustrato i più semplici e convenienti tipi
di sonde per la misura di campi induttivi (elettrici e magnetici) o radiativi.
Con apparecchiature di questo tipo si può anche formare una base
essenziale, ma sufficiente, per fornire un addestramento tecnico ai concetti
e ai metodi di misura dei campi elettdci e magnetici, in un settore che è
solitamente fonte di preoccupazione p er gli sperimentatori che vi si av vici·
nano inesperti. Con una certa cura costruttiva, poi, le stesse strutture possono adempiere la funzione di utili, seppur non raffinati, generatori di
campi campione, e relative sonde di misura.
BIBLIOGRAFIA
l. BOLLA, L. &
GERBI, G. 1978. Atti della
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Rirmione N azionale di Elettromogneti,smo
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