UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI CATANIA REGIONE SICILIANA Assessorato Regionale dell'Istruzione e della Formazione Professionale Dipartimento Regionale dell'Istruzione e della Formazione Professionale Unione Europea Fondo Sociale Europeo Ministero del Lavoro e delle Politiche Sociali SICILIA FONDO SOCIALE EUROPEO PROGRAMMA OPERATIVO 2007-2013 "Investiamo per il vostro futuro" UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI CATANIA FACOLTÀ DI SCIENZE MATEMATICHE, FISICHE E NATURALI DIPARTIMENTO DI FISICA ED ASTRONOMIA Master Universitario di II livello in MONITORAGGIO DELLE RADIAZIONI IONIZZANTI E NON IONIZZANTI E RISCHIO AMBIENTALE PROGETTO CIP n. 2007.IT.051.PO.003/IV/12/F/9.2.14/1368 - CUP n. E65C10000850009 Direttore: Prof. Antonio Triglia PROTEZIONE DELLA POPOLAZIONE DALLE ESPOSIZIONI A CAMPI ELETTROMAGNETICI GENERATI A FREQUENZE COMPRESE TRA I 100KHZ E 300GHZ. VALUTAZIONE PREVENTIVA DI PROGETTI PER IMPIANTI RADIOELETTRICI CARMELO ANTONINO SALINARO Tutor: Dott.ssa C. Reitano A.R.P.A. Catania Prof.ssa G. Immè Università degli Studi di Catania A.A. 2010-2011 Catania - luglio 2012 INDICE INDICE ELENCO DELLE FIGURE ELENCO DELLE TABELLE SOMMARIO RINGRAZIAMENTI vi vii viii ix 1. CAPITOLO 1 LE AGENZIE REGIONALI PER LA PROTEZIONE AMBIENTE (A.R.P.A) 1.1. Istituzione delle Agenzie Regionali Protezione Ambiente (A.R.P.A) 1 1.2. A.R.P.A Sicilia................................................................................ 1 1.3. Attività di controllo dell’A.R.P.A Sicilia nel campo delle radiazioni non Ionizzanti ........................................................................................ 2 2. CAPITOLO 2 GENERALITÀ SUI CAMPI ELETTROMAGNETICI 2.1 Introduzione ..................................................................................... 7 2.2. Il campo elettrico ............................................................................ 7 2.3. Il campo magnetico ......................................................................... 7 2.4. Il campo elettromagnetico e le sue proprietà .................................... 8 2.5 Calcolo del campo magnetico e del campo elettrico.........................10 3 CAPITOLO 3 INTERAZIONE DEI CAMPI ELETTROMAGNETICI CON LA MATERIA VIVENTE 3.1. Introduzione .................................................................................13 3.2 Effetti biologici dei campi elettromagnetici ...................................15 3.3. Effetti sulla salute dei campi elettromagnetici a radiofrequenze ......15 3.4 La risposta dall'Organizzazione Mondiale della Sanità ....................17 iii INDICE CAPITOLO 4 RIFERIMENTI NORMATIVI 4.1. Introduzione ................................................................................ 19 4.2 La normativa nazionale 4.2.1 Evoluzione della normativa sui campi elettromagnetici ................ 19 4.2.2 Il D.P.C.M. 8 luglio 2003 ............................................................ 21 4.2.3 Il codice delle comunicazioni elettroniche Dlgs.N° 259 del 2003 . 22 4.3. Riferimenti europei 4.3.1 Raccomandazione UE n.519 1999 ............................................... 23 4.3.2 La Direttiva 2004/40/CE .............................................................. 25 4.4.Linee guida internazionale ICNIRP ................................................ 26 4.5 Riferimenti tecnici: Le Norme CEI ................................................. 27 CAPITOLO 5 PARERE PREVENTIVO DI COMPATIBILITA’ 5.1 Studio preliminare dei documenti progettuali.................................. 29 5.2 Il software WinEDT ....................................................................... 30 5.3.Il modello territoriale usato da WinEDT ......................................... 30 5.4 Obiettivi del calcolo ....................................................................... 31 5.5 Valutazione dell’intensità dei campi elettromagnetici in relazione alla distanza dell’elemento radiante ...................................................... 34 5.6 Modello di calcolo .......................................................................... 35 CAPITOLO 6 IMPOSTAZIONE APPLICATIVA DI WinEDT E CASO STUDIO 6.1.Inserimento e creazione del file dati per il popolamento degli archivi37 iv INDICE 6.2 Caso studio .....................................................................................40 6.3 Classificazione delle sorgenti presenti .............................................42 6.4 Ipotesi per il calcolo dei livelli di campo elettromagnetici ...............43 6.5 Risultati ..........................................................................................44 6.6 Discussione risultati e considerazioni conclusive .............................55 BIBLIOGRAFIA ......................................................................................57 APPENDICE PLANIMETRIA AREA STUDIO ........................................59 v INDICE Elenco delle figure Figura 1: Numero di misure effettuate sugli impianti a Radio frequenza nelle 9 Province siciliane ........................................................................ 5 Figura 2: Numero di controlli per impianti a radio frequenza nelle 9 Province siciliane .................................................................................. 6 Figura 3: Linee di forza che interessano due cariche .............................. 8 Figura 4: Definizione delle zone di campo ............................................ 9 Figura 5: Fronti d’onda del campo elettromagnetico di radiazione ....... 10 Figura 6: Spettro delle onde elettromagnetiche alle diverse frequenze . 14 Figura 7: Rappresentazione 3D dei volumi di rispetto ......................... 33 Figura 8: Interfaccia del software WinEDTper l’impostazione del modello di calcolo ................................................................................ 36 Figura 9: Interfaccia archivi WinEDT ................................................. 38 Figura 10: Localizzazione area studio con il software WinEDT........... 41 Figura 11: Rappresentazione in 3D dell’area studio e dei lobi di irradiazione degli impianti .................................................................... 49 Figura 12: Rappresentazione in 3D dell’area studio e dei lobi di irradiazione degli impianti ................................................................... 50 Figura 13: Rappresentazione in 3D dell’area studio e dei lobi di irradiazione degli impianti ................................................................... 51 Figura 14: Rappresentazione dei lobi di irradiazione degli impianti ..... 52 Figura 15: Sezione piano verticale punto di simulazione numero 3 ...... 53 Figura 16: Sezione piano verticale punto di simulazione numero 6 ...... 54 Figura 17: Planimetria area studio ....................................................... 60 vi INDICE Elenco delle tabelle Tabella 1: Dati del monitoraggio in continuo delle sorgenti a radio frequenza ............................................................................................... 4 Tabella 2: Classificazione standardizzate IARC ...................................18 Tabella 3: Limiti di esposizione ...........................................................21 Tabella 4: Limiti valori di attenzione ...................................................22 Tabella 5: Limiti obiettivi di qualità .....................................................22 Tabella 6: Caratteristiche SRB1 (preesistente) .....................................42 Tabella 7: Caratteristiche nuova Stazione radio base (SRB2) ...............42 Tabella 8: Valori dei CEM prodotti dalla SRB1 nei diversi punti di simulazione ...........................................................................................44 Tabella 9: Valori dei CEM prodotti dalla SRB1 e SRB2 nei diversi punti di simulazione .......................................................................................44 Tabella 10: Contributo dei CEM dei singoli trasmettitori per il punto di simulazione 1 ..........…………………………………………………....45 Tabella 11: Contributo dei CEM dei singoli trasmettitori per il punto di simulazione 2 . ……………………………………………………….....45 Tabella 12: Contributo dei CEM dei singoli trasmettitori per il punto di simulazione.3 . …………………………………………………………..46 Tabella 13: Contributo dei CEM dei singoli trasmettitori per il punto di simulazione 4. .......................................................................................46 Tabella 14: Contributo dei CEM dei singoli trasmettitori per il punto di simulazione 5 . ......................................................................................47 Tabella 15: Contributo dei CEM dei singoli trasmettitori per il punto di simulazione 6 . ………………………………………………………….47 Tabella 16: Contributo dei CEM dei singoli trasmettitori per il punto di simulazione 7. .......................................................................................48 Tabella 17: Contributo dei CEM dei singoli trasmettitori per il punto di simulazione 8. .......................................................................................48 vii SOMMARIO Sommario In tempi relativamente recenti si è diffusa una maggiore attenzione sulle possibili conseguenze per la salute derivanti dalle esposizioni a campi elettromagnetici. In quest’ottica si sono sviluppate linee guide a livello internazionale e normative specifiche nazionali per la tutela della popolazione e dell’ambiente. La normativa nazionale cui si fa riferimento è la Legge Quadro n. 36 del 2001 che detta i principi fondamentali per la prevenzione e protezione dai campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici, statici o variabili, assicurandone la tutela dei lavoratori e della popolazione. Inoltre, l’articolo 14 della su detta normativa indica esplicitamente gli enti deputati alle funzioni di controllo e di vigilanza ambientale all’interno del quale ritroviamo le Agenzie Regionali per la Protezione Ambiente “A.R.P.A”. Le A.R.P.A, oltre al controllo e alla vigilanza provvedono secondo quando previsto dall’articolo 87 (Dlgs.N° 259 del 2003) al rilascio del parere preventivo di compatibilità per l’installazione o la modifica di un impianto radio-emittente, valutando sulla base delle caratteristiche tecniche dell’impianto e del contesto territoriale, le immissioni di campo elettromagnetico che saranno prodotte dall’impianto alla sua massima potenzialità. Il presente elaborato si propone di descrivere le attività di stage svolte presso l’Agenzia Regionale per la Protezione Ambiente A.R.P.A Sicilia, Settore Territoriale della Provincia di Catania. Le attività hanno riguardato le valutazioni dei campi elettromagnetici prodotti da stazioni radio emittenti per telefonia mobile, focalizzando in particolar modo l’attenzione sulla procedura per il rilascio del parere preventivo di compatibilità e sull’utilizzo del software di simulazione WinEDT. Infine, sono state eseguite delle valutazioni sui campi elettromagnetici prodotti da un impianto per telefonia mobile, scelto come caso studio. viii RINGRAZIAMENTI Ringraziamenti Desidero qui Ringraziare: · L’ente A.R.P.A Sicilia S.T. della Provincia di Catania, per la cordiale ospitalità offertami all’interno delle loro strutture; · Il Direttore dell’A.R.P.A Sicilia della Provincia di Catania Dott. A. Brancato; · Il Comitato di gestione del Master; · Il Direttore del Master Prof. A. Triglia; · IL Tutor Aziendale Dott.ssa M. C. Reitano; · Il Tutor di Stage Prof. F. Falciglia; · Il Tutor Didattico Prof.ssa G Immè; · Il cortese Personale dell’A.R.P.A Sicilia; A tutti esprimo la mia più sincera gratitudine per il loro contributo. . ix CAPITOLO 1 LE AGENZIE REGIONALI PER LA PROTEZIONE AMBIENTE (A.R.P.A) CAPITOLO 1 LE AGENZIE REGIONALI PER LA PROTEZIONE AMBIENTE (A.R.P.A) 1.1 – Istituzione delle Agenzie Regionali Protezione Ambiente (A.R.P.A) Le Agenzie Regionali per la Protezione Ambientale sono state istituite a livello nazionale dal parlamento italiano con la Legge n. 61 del 21 gennaio 1994, promulgata dopo il referendum abrogativo del 18 aprile 1993, il quale abolì le competenze del Servizio Sanitario Nazionale (SSN) e delle Unità Sanitarie Locali (USL) nel campo ambientale. Successivamente la legge 61/94 istituì l'ANPA (Agenzia Nazionale per la Protezione dell'Ambiente), divenuta poi APAT (Agenzia per la Protezione dell'Ambiente e per i servizi Tecnici) e oggi confluita nell'ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale), ente di indirizzo e di coordinamento delle Agenzie regionali e delle Agenzie delle Province autonome. L'ISPRA è vigilato dal Ministero dell'Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare e coopera con l'Agenzia Europea dell'Ambiente e con le istituzioni ed organizzazioni nazionali ed internazionali operanti in materia di salvaguardia ambientale. Negli anni successivi all'entrata in vigore della Legge n. 61 del 21 gennaio1994, tutte le regioni italiane e le province autonome si sono dotate di proprie Agenzie, istituite con apposite Leggi Regionali, Provinciali, organizzate, secondo le finalità ed i compiti istituzionali, in dipartimenti provinciali, osservatori ambientali e centri tematici. Oggi sul territorio nazionale esistono 9 Agenzie regionali e 2 Agenzie delle province autonome che costituiscono con l'ISPRA la rete delle Agenzie per l'Ambiente. 1.2 A.R.P.A Sicilia La Regione Sicilia istituisce con la legge Regionale n.6 del 3 maggio 2001 la propria Agenzia Regionale Protezione Ambiente,denominata “A.R.P.A Sicilia”. Tale Agenzia, dotata di personalità giuridica pubblica, di autonomia tecnica, gestionale e amministrativa, è costituita da nove strutture territoriali (ST), il cui ambito territoriale corrisponde a quello delle 1 CAPITOLO 1 LE AGENZIE REGIONALI PER LA PROTEZIONE AMBIENTE (A.R.P.A) rispettive provincie, e da una struttura centrale, nel capoluogo di regione, in cui ha sede la Direzione Generale. Le attività dell’A.R.P.A Sicilia riguardano: il controllo il supporto e la consulenza tecnico scientifica correlate ad altre attività utili alla Regione, alle Province, ai Comuni ed ai singoli cittadini. Nello specifico, le attività di controllo riguardano la qualità dell’ambiente nella totalità delle sue matrici, acqua aria e suolo, al fine sia del rispetto della normativa vigente sia delle eventuali prescrizioni contenute nei provvedimenti rilasciati dalle Autorità competenti. Alle attività di controllo si affiancano le attività di monitoraggio ambientale effettuate tramite la rilevazione di fattori fisici, geologici, chimici e biologici. Le attività di controllo e monitoraggio sono supportate da analisi di laboratorio, su campionamenti idonei, e da misure in campo. Infine, A.R.P.A Sicilia realizza programmi e progetti in materia di Formazione, Aggiornamento Scientifico, divulgazione ed Educazione Ambientale. 1.3 Attività di controllo dell’A.R.P.A nel campo delle radiazioni non ionizzanti La normativa riguardante i campi elettromagnetici cui si fa riferimento è la Legge n. 36/2001, all’art. 14 (Controlli) indica esplicitamente che “Le amministrazioni provinciali e comunali, al fine di esercitare le funzioni di controllo e di vigilanza sanitaria e ambientale per l'attuazione della presente legge, utilizzano le strutture delle Agenzie regionali per la protezione dell'ambiente”. In questo quadro l’A.R.P.A Sicilia, oltre al controllo della conformità degli impianti radioelettrici, eseguito con misure puntuali, effettua anche il monitoraggio in continuo del campo elettromagnetico eseguendo campagne di misura utilizzando centraline fisse removibili, alimentate a batterie solari. Inoltre il D.Lgs 259/03 (Codice delle comunicazioni elettroniche), prevede all’art. 87 (Procedimenti autorizzatori relativi alle infrastrutture di comunicazione elettronica per impianti radioelettrici) che “ L'installazione di infrastrutture per impianti radioelettrici e la modifica delle caratteristiche di emissione di questi ultimi (…) viene autorizzata dagli Enti locali, previo accertamento, da parte dell'Organismo competente ad effettuare i controlli, di cui all'articolo 14 della legge 22 febbraio 2001, n. 36, della compatibilità del progetto con i limiti di 2 CAPITOLO 1 LE AGENZIE REGIONALI PER LA PROTEZIONE AMBIENTE (A.R.P.A) esposizione, i valori di attenzione e gli obiettivi di qualità, stabiliti uniformemente a livello nazionale in relazione al disposto della citata legge 22 febbraio 2001, n. 36, e relativi provvedimenti di attuazione”. Le attività di A.R.P.A Sicilia per quanto riguarda le radiazioni non ionizzanti includono, pertanto, le seguenti attività: Valutazioni preventive – Rappresentano la fase in cui l’A.R.P.A valuta i progetti presentati dagli enti gestori che richiedono l’autorizzazione alla realizzazione o alla modifica di un impianto radioemittente, come previsto dal D.Lgs 259/03 . In questa fase si valutano, sulla base delle caratteristiche tecniche dell’impianto, del contesto territoriale del suo sito d’installazione e del campo elettromagnetico di fondo presente, le immissioni di campo elettromagnetico che sarebbero prodotte dall’impianto alla sua massima potenza nei punti individuati come i più esposti. In base alle valutazioni effettuate l’Agenzia emette un parere tecnico nel quale può indicare eventuali prescrizioni. Controlli ad impianto attivo – Rappresentano la verifica del rispetto dei limiti dell’immissione di campo elettromagnetico prodotto dall’impianto secondo la legge quadro 36/2001. Le misure sono condotte in campo utilizzando misuratori a banda larga o misuratori a banda stretta. In questa fase è possibile verificare anche la conformità della realizzazione dell’impianto al progetto presentato. Monitoraggio – Quest‘ultima attività affianca le attività di controllo e valutazione preventiva permettendo di tenere sotto controllo diverse aree del territorio antropizzato, caratterizzate dalla concomitanza di più sorgenti che possono produrre un deterioramento della qualità ambiente e della salute umana. Le sorgenti a radio frequenza, quali gli apparati radiotelevisivi e per telefonia mobile, vengono monitorate con centraline removibili posizionate in luogo aperto con finalità di uno screening ambientale sulle emissioni di campo elettromagnetico. Le centraline, alimentate a batterie solari, effettuano un controllo in continuo delle emissioni, acquisendo e trasferendo via modem i dati ad un elaboratore elettronico localizzato presso la sede dell’A.R.P.A [1]. 3 CAPITOLO 1 Provincie AG CL CT EN ME PA RG SR TP TOT. LE AGENZIE REGIONALI PER LA PROTEZIONE AMBIENTE (A.R.P.A) Numero Numero Numero Numero Numero Numero Comuni Comuni Siti Siti Misure Misure 2004 2005 2004 2005 2004 2005 4 5 15 11 124160 169624 1 5 2 30 8390 120990 3 9 40 115 271820 1086620 0 2 0 6 0 38582 5 2 13 15 69550 128463 6 18 34 157 144630 865119 1 3 1 13 1860 81060 1 2 1 7 2500 60194 5 1 8 1 82460 86570 26 47 114 355 705370 2761362 Tabella 1: Dati del monitoraggio in continuo delle sorgenti a radio frequenza [3] 4 CAPITOLO 1 LE AGENZIE REGIONALI PER LA PROTEZIONE AMBIENTE (A.R.P.A) 900000 2004 2005 800000 700000 600000 500000 400000 300000 200000 100000 0 AG CL CT EN ME PA RG SR TP Figura 1: Numero di misure effettuate sugli impianti a radio frequenza nelle 9 Province siciliane [2] 5 CAPITOLO 1 LE AGENZIE REGIONALI PER LA PROTEZIONE AMBIENTE (A.R.P.A) 70 2004 2005 60 50 40 30 20 10 0 AG CL CT EN ME PA RG SR TP Figura 2: Numero di controlli per impianti a radio frequenza nelle 9 Province siciliane[2] 6 CAPITOLO 2 GENERALITÀ SUI CAMPI ELETTROMAGNETICI CAPITOLO 2 GENERALITÀ SUI CAMPI ELETTROMAGNETICI 2.1 Introduzione Lo studio dell’elettromagnetismo risale al XIX secolo, a seguito di una serie di osservazioni e ipotesi che correlavano fenomeni di natura elettrica a fenomeni di natura magnetica fino ad allora trattati e studiati separatamente. I campi elettromagnetici sono presenti ovunque nel nostro ambiente di vita, basta pensare che in natura esistono delle sorgenti naturali come la terra stessa, ed il sole rappresentano il cosi detto livello naturale di fondo, al quale però deve essere aggiunto il contributo delle innumerevoli sorgenti artificiali presenti ormai nel nostro ambiente. 2.2 Il campo elettrico Il campo elettrico è una grandezza fisica attraverso la quale descriviamo una regione dello spazio le cui proprietà sono perturbate dalla presenza di una distribuzione di carica elettrica. Il campo elettrico r viene descritto mediante un vettore E (detto vettore campo elettrico) che in ogni punto della regione di spazio indica la direzione, l’intensità, e il verso della forza che agisce su una carica puntiforme unitaria positiva che venga messa in quel punto. L’ intensità di campo elettrico si misura in V/m. Se indichiamo con F la forza esercitata sulla carica q, E risulta definito come il rapporto tra la forza e la carica elettrica [6] r E =F/q 2.3 Il Campo magnetico Le cariche elettriche producono un campo elettrico nello spazio ad esse circostante; quando le cariche elettriche sono in movimento l’esperienza ha dimostrato che esse danno origine ad un campo magnetico. Le cariche dunque sono la sorgente sia del campo elettrico sia del campo magnetico. Ogni volta che una corrente percorre un conduttore, si genera un campo magnetico (H). Il campo magnetico si misura in ampere su metro A/m, ma spesso è espresso in termini di una grandezza corrispondente, l’induzione magnetica B che si misura in Tesla (T). Tra il campo magnetico e l’induzione magnetica sussiste la seguente relazione: 7 CAPITOLO 2 GENERALITÀ SUI CAMPI ELETTROMAGNETICI r r B = m H dove il fattore di proporzionalità μ detto permeabilità magnetica del mezzo [27]. Figura 3: Linee di forza che interessano due cariche 2.4 Il campo elettromagnetico e le sue proprietà L’esperienza mostra che un campo magnetico variabile nel tempo,produce un campo elettrico nelle zone ad esso circostanti. Il campo elettrico ha la stessa realtà fisica e le stesse proprietà dinamiche (cioè esercita una forza sulle cariche elettriche) del campo originato da cariche elettriche. L’intensità di questo campo elettrico varia con la stessa frequenza f del campo magnetico inducente e le sue linee di forza si concatenano in circuiti chiusi attorno alle linee del campo magnetico generatore. A seconda delle caratteristiche della sorgente e del tipo di frequenza alla quale questa emette, lo spazio circostante irradiato può essere suddiviso in due zone di campo, la cui distinzione si basa sull’approssimazione matematica che viene fatta nello studio delle onde che sono presenti in esse. Le due zone sono definite regione di campo vicino e regione di campo lontano. Il confine tra le due zone non è netto ma è convenzionalmente assunto come il valore massimo tra le quantità λ e d2/λ, dove λ è la lunghezza d’onda della radiazione considerata e d è la 8 CAPITOLO 2 GENERALITÀ SUI CAMPI ELETTROMAGNETICI dimensione lineare massima della sorgente. Nella regione di campo vicino, non si ha presenza di un campo elettromagnetico propriamente detto, ma c’è la presenza di un campo elettrico e un campo magnetico indipendenti e non correlati l’uno con l’altro. Figura 4: Definizione delle zone di campo Nella regione di campo lontano i campi elettromagnetici sono rappresentabili come onde sferiche non uniformi centrate sulla sorgente. La propagazione avviene in direzione perpendicolare al fronte d’onda. Il r r campo elettrico E ed il campo magnetico H sono vettori perpendicolari r fra loro e perpendicolari alla direzione di propagazione. I versi di E , r H sono tali da costituire, nell’ordine, una terna destrorsa. Anche se le ampiezze del campo elettrico e magnetico variano il rapporto tra i loro moduli η, noto come impedenza d’onda rimane costante. Quest’ ultima si misura in Ω come la resistenza elettrica: η= E/H. L’impedenza d’onda dipende dalle caratteristiche elettriche e magnetiche del mezzo in cui l’onda si propaga secondo la formula: η= (µ/ε) ½ dove ε rappresenta la costante dielettrica nel vuoto e µ definisce la permeabilità magnetica del mezzo. Nello spazio vuoto il valore di µ è circa 377 Ω. Nelle applicazioni di nostro interesse, l’impedenza d’onda si può considerare praticamente uguale a quella del vuoto. Alla propagazione del campo elettromagnetico corrisponde un trasporto di energia elettromagnetica, 9 CAPITOLO 2 GENERALITÀ SUI CAMPI ELETTROMAGNETICI che avviene nella stessa direzione e con la velocità v dei fronti d’onda. Se indichiamo con S la potenza per unità di superficie ( detta anche densità di potenza) trasportata dall’onda, essa è definita come S= E*H(W/m2) Dato che E ed H sono legati fra di loro dalla relazione η = E/H la densità di potenza si può anche esprimere in funzione del solo H o del solo E: [6] S= µH2= E2/η Figura 5: Fronti d’onda del campo elettromagnetico di radiazione 2.5 Calcolo del campo magnetico e del campo elettrico Per il calcolo del campo magnetico e campo elettrico generato da una o più sorgenti si fa riferimento all’algoritmo di calcolo riportato nella norma CEI 211-10. Si tratta in particolare di un metodo di calcolo semplificato del campo elettromagnetico in un punto generico dello spazio. La semplificazione consiste nel calcolare il campo ipotizzando di trovarsi in zona di campo lontano e di spazio libero, non considerando cosi le riflessioni da parte del terreno, di infrastrutture, vegetazione e strutture orografiche eventualmente presenti. Tale procedura di calcolo risulta tuttavia di estrema utilità in termini protezionistici in quanto 10 CAPITOLO 2 GENERALITÀ SUI CAMPI ELETTROMAGNETICI porta, nella quasi totalità dei casi, a sovrastimare i valori di campo, ed è pertanto da intendersi di tipo cautelativo[9]. Nelle condizioni sopra ricordate il valore efficace del campo elettrico e campo magnetico prodotto da un’antenna in un punto dello spazio è dato dalle seguenti formule: E( r, θ, ) = [30*P alimentazione * G( , )]1/2 /r H( r, θ, ) =1/4πr* [P alimentazione * G( , )] 1/2 /30 dove r, θ e rappresentano il punto di valutazione in un sistema di coordinate sferico riferito al centro elettrico della sorgente, P la potenza di alimentazione dell’antenna e G(θ, ) la funzione guadagno che può essere espressa come: G(θ, ) GMAXDV(θ)DH( ) dove DV(θ) e DH( ) sono il diagramma di irradiazione dell’antenna normalizzato a 1, rispettivamente nel piano verticale e orizzontale e GMAX è il valore di guadagno nella direzione di massima irradiazione. Quando ci si trova in presenza di più antenne trasmittenti è necessario operare le valutazioni di campo elettromagnetico considerando contemporaneamente le emissioni di tutte le antenne che contribuiscono al valore di campo. Considerando che le sorgenti di segnale risultano essere non correlate, i contributi di campo di ogni antenna vengono sommati quadraticamente secondo la formula: E= [ΣMi=1 * Ei2]1/2 H= [ΣMi=1 * Hi2]1/2 dove M è il numero di sorgenti che contribuiscono al valore di campo elettrico[5]. 11 CAPITOLO 3 INTERAZIONE DEI CAMPI ELETTROMAGNETICI CON LA MATERIA VIVENTE Capitolo 3 INTERAZIONE DEI CAMPI ELETTROMAGNETICI CON LA MATERIA VIVENTE 3.1 Introduzione Le onde elettromagnetiche prodotte da varie sorgenti sono state e sono tutt’ oggi oggetto di studio per individuare le possibili correlazioni tra l’esposizione ad esse e l’insorgere di effetti o danni su organismi biologici. I potenziali effetti, a cui possono dare origine su organismi biologici dipende essenzialmente dalla loro intensità e dalla loro frequenza. Per questo motivo possiamo suddividere lo spettro elettromagnetico nelle seguenti tipologie principali di radiazioni: · Radiazioni ionizzanti: Sono classificati come ionizzanti in quanto riescono una volta a contatto con la materia di fornire una energia tale da “staccare” dalla loro struttura singoli elettroni, rompere dei legami chimici tra molecole con formazione di composti particolarmente “reattivi” che a loro volta possono causare danni rilevanti al sistema biologico. · Radiazioni non ionizzanti: Sono classificati non ionizzanti in quanto anche in presenza d’intensità di campo assai elevate non sono in grado di ionizzare gli atomi delle molecole di cui è costituito il nostro corpo. L’effetto biologico dipende molto dalla loro frequenza. Il principale effetto che riescono a produrre sulle molecole è quello di farle oscillare con conseguente produzione di calore. Il fenomeno del riscaldamento è proprio l’effetto principale delle radiazioni non ionizzanti. 13 CAPITOLO 3 INTERAZIONE DEI CAMPI ELETTROMAGNETICI CON LA MATERIA VIVENTE Figura 6: Spettro delle onde elettromagnetiche alle diverse frequenze 14 CAPITOLO 3 INTERAZIONE DEI CAMPI ELETTROMAGNETICI CON LA MATERIA VIVENTE 3.2 Effetti biologici dei campi elettromagnetici Quando un organismo biologico viene immerso in un campo elettromagnetico si ha una perturbazione dell’equilibrio elettrico a livello molecolare, in quanto tali campi generano campi elettrici variabili nel tempo che a loro volta inducono una stimolazione diretta delle cellule eccitabili, come quelle dei tessuti nervoso e muscolare. Una prima e importante distinzione va fatta tra effetti sanitari e effetti biologici. Quest’aspetto è stato precisato dall’OMS organizzazione mondiale della sanità nel promemoria n. 182 del 1998: Si verifica un effetto biologico quando l’esposizione alle onde elettromagnetiche provoca qualche variazione fisiologica notevole o rilevabile in un sistema biologico. Si ha invece un effetto sanitario quando l’effetto biologico è tale da non poter essere compensato naturalmente dall’organismo portando a qualche condizioni di danno alla salute, intesa come stato di completo benessere fisiologico e socio-comportamentale. Tra gli effetti sanitari possiamo distinguere: - Effetti a breve termine o immediati, di natura acuta o deterministica dove si individua una soglia di esposizione a cui un organismo biologico deve essere esposto affinchè si manifesti l’effetto; - Effetti a lungo termine o stocastici, di natura cronica, senza la presenza di soglia di esposizione. 3.3 Effetti sulla salute dei campi elettromagnetici a Radiofrequenze: I campi a radiofrequenza e microonde (RF), vengono utilizzati soprattutto nelle telecomunicazioni, per esempio nei trasmettitori, nella telefonia mobile o anche a livello domestico nei forni a microonde. Alle alte frequenze, soprattutto in presenza di elevate intensità di campo, predominano gli effetti cosiddetti termici, ossia il riscaldamento dei tessuti corporei dovuto all’assorbimento delle radiazioni che può interessare il corpo intero, oppure può riguardare singoli organi, tessuti provocando in essi aumenti localizzati della temperatura. Un incremento della temperatura corporea comporta l’attivazione di meccanismi di termoregolazione da parte dell’organismo, al fine di abbassare la temperatura entro determinati limiti. Il sistema interessato per la termoregolazione è il sistema circolatorio sanguigno che svolge la 15 CAPITOLO 3 INTERAZIONE DEI CAMPI ELETTROMAGNETICI CON LA MATERIA VIVENTE funzione di trasportare il calore in eccesso dalle zone interne del corpo a quelle superficiali dove avviene lo scambio termico con l’ambiente circostante. La quantità di calore rimossa in un dato sito biologico è legata alla portata sanguigna : maggiore è la quantità di calore da espellere e maggiore dovrà essere la portata del fluido in circolo. La portata sanguigna è regolata dalla pompa cardiaca essa può essere incrementata entro determinati limiti modificando la frequenza e gettata cardiaca. L’incremento delle pulsazioni del cuore comporta un maggiore lavoro meccanico a carico del sistema cardiovascolare e respiratorio. In relazione allo sforzo compiuto dalla pompa cardiaca e all’intervallo di tempo di attivazione del sistema regolazione si generano nell’individuo disturbi termici di lieve, moderata o elevata gravità. In particolare, gli effetti sanitari osservati si manifestano sovente nelle seguenti forme: tachicardia, aritmia e bradicardia. Per esposizione a campi e.m. di sufficiente intensità, i tessuti irradiati possono subire incrementi significativi. Il pericolo connesso all’esposizione ai campi a radio frequenza consiste nel fatto che la temperatura superi il limite di tolleranza specifico per il tessuto, danneggiandolo in maniera irreparabile. Per esempio, temperature finali dell’ordine dei 44-48 °C sono dannose rispettivamente per il tessuto nervoso e cardiaco. Per tale motivo gli organi poco vascolarizzati (occhio e gonadi) sono anche i più sensibili all’instaurarsi del danno termico indotto dalle radiazioni a radio frequenza come ad esempio il cristallino dell’occhio che risente in misura maggiore degli effetti del riscaldamento conseguente all’esposizione a campi elettromagnetici a radio frequenza. Infatti, la quantità di calore in eccesso nel cristallino, organo non vascolarizzato,viene scambiata solo per contatto termico con l’umor acqueo e con il corpo vitreo. Il surriscaldamento può determinare l’opacità del cristallino. Indagini epidemiologiche hanno evidenziato che le radioonde sono tra le cause che determinano un invecchiamento precoce del cristallino. 16 CAPITOLO 3 INTERAZIONE DEI CAMPI ELETTROMAGNETICI CON LA MATERIA VIVENTE 3.4. La risposta dall'Organizzazione Mondiale della Sanità Uno dei primi studi avviato nel 1996, dall'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) che ha avuto come oggetto l’analisi dei problemi sanitari associati all'esposizione a campi elettromagnetici. All’interno dello studio, chiamato Progetto internazionale Campi elettromagnetici (CEM), sono attualmente in corso revisioni critiche sui risultati della ricerca e valutazioni dei rischi connessi all'esposizione a campi elettrici, magnetici statici a bassa ed alta frequenza. Un recente ultimo studio datato maggio 2011, a cui hanno preso parte 31 esperti provenienti da 14 paesi, si è effettuato presso l’Agenzia Internazionale per la Ricerca sul Cancro (IARC); dopo vari esami sulla letteratura scientifica disponibile, il Gruppo di lavoro ha classificato i campi elettromagnetici a radiofrequenza come “possibilmente cancerogeni per l’uomo”, allocandoli così nel Gruppo 2B del sistema di classificazione della IARC. La classificazione è stata effettuata in base ai risultati di alcuni studi epidemiologici che mostrano alcune associazioni tra l'uso dei telefoni cellulari e il rischio di tumori intracranici (gliomi e neurinomi del nervo acustico). Queste associazioni potrebbero essere dovute ad un reale effetto dei campi elettromagnetici emessi dai telefoni cellulari, ma potrebbero invece essere dovute alle modalità con cui sono stati effettuati tali studi, basati sul ricordo di persone malate (casi) e persone sane (controlli) circa il loro utilizzo del telefono cellulare anche più di dieci anni prima. La IARC ha giudicato l’evidenza scientifica di cancerogenicità proveniente dagli studi epidemiologici come “limitata” è stata cioè osservata un’associazione positiva tra esposizione e tumori, ma si deve tener presente di alcuni fattori definiti di confondimento che non possono essere esclusi con ragionevole certezza e ciò ha condotto alla classificazione dei campi elettromagnetici a radio frequenza nel Gruppo 2B. 17 CAPITOLO 3 INTERAZIONE DEI CAMPI ELETTROMAGNETICI CON LA MATERIA VIVENTE Gruppo 1 Descrizione Cancerogeno per l’uomo 2° Cancerogeno probabile 2B Cancerogeno possibile 3 Non classificabile per la cancerogenicità per l’uomo Probabile non cancerogeno per l’uomo 4 Effetti Cancerogeni per l’uomo Da considerare cancerogeno per l’uomo Da considerare con attenzione per i possibili effetti cancerogeni per l’uomo Sostanze non valutabili per la cancerogenicità Sostanze probabilmente non cancerogene per l’uomo Tabella 2: Classificazione standardizzate IARC 18 CAPITOLO 4 RIFERIMENTI NORMATIVI CAPITOLO 4 RIFERIMENTI NORMATIVI 4.1 Introduzione Il quadro normativo sull’esposizione a campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici è nato e si sta sviluppando in una situazione caratterizzata da grande incertezza. Tutto ciò in quanto, ad oggi, gli studi in corso sono arrivati a provare esclusivamente gli effetti diretti di tipo acuto, mentre non è stato ancora dimostrato il rischio legato ad esposizioni prolungate alle radiazioni non ionizzanti. 4.2 La normativa nazionale 4.2.1 Evoluzione della normativa sui campi elettromagnetici Una prima regolamentazione a livello nazionale, nel settore dei campi elettromagnetici, si è avuta con il D.P.C.M 23 aprile 1992, il quale si proponeva di fissare i limiti massimi di esposizione ai campi elettrici e magnetici generati alla frequenza industriale di 50 Hz negli ambienti abitativi e nell’ambiente esterno. Molti anni dopo l’entrata in vigore del D.C.P.M. 23 aprile 1992, nel 1998 si assiste all’emanazione del Decreto del Ministero dell’Ambiente n°381 del 10 settembre 1998, il quale stabiliva i valori limite di esposizione della popolazione ai campi elettromagnetici, connessi al funzionamento ed esercizio dei sistemi fissi delle telecomunicazioni e radiotelevisivi operanti nell’intervallo di frequenza compresa fra 100 KHz e 300 KHz. Successivamente, nel Febbraio del 2001 viene emanata la “ Legge Quadro sulla protezione della popolazione dall’ esposizione ai campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici” n 36 entrata in vigore il 23 marzo 2001. Il provvedimento legislativo detta i principi fondamentali per la prevenzione e protezione dai campi elettrici, magnetici e elettromagnetici, statici o variabili, ed in particolare si prefiggeva i seguenti scopi: · assicurare la tutela della salute dei lavoratori, delle lavoratrici e della popolazione dagli effetti dell'esposizione a determinati livelli di campo; 19 CAPITOLO 4 RIFERIMENTI NORMATIVI · promuovere la ricerca scientifica per la valutazione degli effetti a lungo termine e attivare misure di cautela da adottare in applicazione al principio di precauzione; · 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, secondo le migliori tecnologie disponibili. Un aspetto importante della norma è stato anche quello di definire i compiti e le funzioni degli organi centrali e periferici individuando le funzioni che lo Stato deve esercitare per la determinazione dei: · limiti di esposizione, · valori di attenzione; · obiettivi di qualità; Inoltre, assegnava alle Regioni sia il compito di individuare i siti per gli impianti per telefonia mobile, radioelettrici e quelli per la radiodiffusione; sia il compito di stabilire le modalità per il rilascio delle autorizzazioni alla installazione degli impianti e le azioni per il raggiungimento degli obiettivi di qualità. Uno degli aspetti più importante sia per i cittadini che per i lavoratori è che la legge stabiliva tre livelli di riferimento, i cui valori vennero quantificati in appositi decreti interministeriali: 1. Limite di esposizione: valore di immissione di campo (elettrico, magnetico ed elettromagnetico), definito ai fini della tutela della salute da effetti acuti, che non deve essere superato in alcuna condizione per l’esposizione della popolazione e dei lavoratori; 2. Valore di attenzione: valore di immissione di campo, che non deve essere superato negli ambienti abitativi, scolastici e nei luoghi adibiti a permanenze prolungate e che costituisce misura di cautela ai fini della protezione da possibili effetti a lungo termine; 3. Obiettivi di qualità: sono i criteri localizzativi, gli standar urbanistici, le prescrizioni e le incentivazioni per l’utilizzo delle migliori tecnologie disponibili, che hanno il fine di consentire la minimizzazione progressiva dell’intensità e degli effetti, nonché dei valori numerici da rispettare nelle aree all’aperto[11]. 20 CAPITOLO 4 RIFERIMENTI NORMATIVI 4.2.2 Il D.P.C.M 8 luglio 2003 I provvedimenti attuativi di maggiore rilevanza della legge 36/2001 sono sicuramente quelli che definiscono numericamente i valori limite per le diverse tipologie di sorgente. Nel luglio 2003 sono stati emanati due D.P.C.M per la fissazione dei limiti di esposizione, dei valori di attenzione e degli obiettivi di qualità riguardando i campi elettrici e magnetici generati sia alle basse frequenze (ELF 50 Hz) sia alle alte frequenze (100 KHz÷300 GHz). Per quando riguarda le alte frequenze le disposizioni presenti nel D.P.C.M 2003 fissano i limiti di esposizione ed i valori di attenzione per la prevenzione degli effetti a breve temine e dei possibili effetti a lungo termine nella popolazione dovuti alla esposizione ai campi elettromagnetici generati da sorgenti fisse. Sono presenti inoltre gli obiettivi di qualità che devono essere perseguiti, ai fini della progressiva minimizzazione dell’esposizione ai campi medesimi e l’individuazione delle tecniche di misurazione dei livelli di esposizione. Nel caso di esposizione ad impianti che generano campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici con frequenza tra 100 KHZ e 300 GHZ, non devono essere superati i limiti di esposizione riportati in tabella intesi come valore efficaci: Limiti di esposizione 0.1<f<_ 3MHZ 3<f<_3000MHZ 3<f<_300GHZ Intensità di campo Intensità di campo elettrico E (V\m) magnetico H (A|m) 60 0.2 20 0.05 40 0.1 Tabella 3: Limiti di esposizione Densità di potenza D (W\m2) 1 4 Come misure di cautela per la protezione da possibili effetti a lungo termine eventualmente connessi con le esposizioni ai campi generati alle suddette frequenze all’interno di edifici adibiti a permanenze non inferiori a quattro ore giornaliere, e loro pertinenze esterne, che siano fruibili come ambienti abitativi quali balconi, terrazzi e cortili esclusi i lastrici solari si assumano i valori riportati in tabella[8]: 21 CAPITOLO 4 RIFERIMENTI NORMATIVI Valori di attenzione Intensità di campo Intensità di campo elettrico E (V\m) magnetico E (V\m) 0.1 MHZ÷300 GHz 6 0.16 Tabella numero 4: Limiti valori di attenzione Densità di potenza D (W\m2) 0.1 Obiettivo di qualità Densità di potenza D (W\m2) 0.1 0.1 MHZ÷300 Intensità di campo Intensità di campo elettricoE (V\m) magnetico E (V\m) 6 0.16 Tabella 5: Limiti obiettivi di qualità 4.2.3 Il codice delle comunicazioni elettroniche Dlgs.N° 259 del 2003 Il campo di applicazione del presente codice ha come oggetto le disposizioni in materia di: - Reti e servizi di comunicazione elettronica ad uso pubblico, ivi comprese le reti utilizzate per la diffusione Circolare sui programmi sonori, televisivi e le reti della televisione via cavo; - Attività di comunicazione elettronica ad uso privato; - Tutela degli impianti sottomarini di comunicazione elettronica - Servizi radioelettrici; Precisamente all’articolo 87 si definiscono i procedimenti autorizzatori relativi alle infrastrutture di comunicazione elettronica per impianti radioelettrici, individuando i tempi in cui i soggetti richiedenti possono ricevere l’autorizzazione. La titolarità del rilascio dell’autorizzazione è delle amministrazioni locali mentre l’ istruttoria tecnica rimane in capo alle Agenzie regionali e provinciali per l’ambiente, che devono comunque esprimersi entro trenta giorni. Inoltre, sono definite le procedure semplificate, consistenti nella denuncia di inizio attività in sostituzione della richiesta di autorizzazione alla installazione, per impianti UMTS o comunque con potenze in antenna inferiori ai 20 Watt, nonché disposizioni in materia di condivisione di siti o infrastrutture. 22 CAPITOLO 4 RIFERIMENTI NORMATIVI Da ricordare, infine che il 26 maggio 2010 è entrata in vigore la legge 73 del 22 maggio 2010 conversione in legge con modificazioni del decreto-legge 25 marzo 2010 n. 40 che ha modificato il D.Lgs 259/2003 Codice delle comunicazioni elettroniche, introducendo l’articolo 87 bis “Procedure semplificate per determinate tipologie di impianti” al fine di semplificare le autorizzazione per gli impianti di telefonia mobile che utilizzano la tecnologia UMTS. Il nuovo articolo prevede che per accelerare la realizzazione degli investimenti per il completamento della banda larga mobile nel caso di installazione di apparati con tecnologia UMTS sue evoluzioni o altre tecnologie su infrastrutture per impianti radioelettrici preesistenti, è sufficiente la denuncia di inizio attività. L’iter semplificato può essere comunque interrotto entro trenta giorni a seguito di eventuali provvedimenti da parte dell’ente locale oppure per parere negativo espresso dall’ ente di controllo individuato dall’articolo 14 legge 2001 n. 36 nelle Agenzie regionali per protezione ambientale A.R.P.A.[7] 4.3 Riferimenti europei 4.3.1 Raccomandazione UE n.519 1999 Questa raccomandazione fa capo a tutte le leggi che hanno interessato gli stati membri. Essendo solo una raccomandazione non pone nessun genere di limiti, ma cerca di dare un’idea sui valori dei campi che potrebbero alterare le condizioni fisiche dell’uomo. Invita gli Stati membri a considerare sia i rischi che i benefici nel decidere se sia necessaria o meno un'azione nell’adottare provvedimenti relativi all'esposizione della popolazione ai campi elettromagnetici. Inoltre, allo scopo di migliorare la comprensione dei rischi e la protezione dall'esposizione ai campi elettromagnetici, i Paesi membri devono dare appropriate informazioni alla popolazione sulle conseguenze per la salute e sui provvedimenti adottati per ovviare ad esse. Completa, inoltre, le linee guida ICNIRP (Commissione internazionale per la protezione dalle radiazioni non ionizzanti) e ne è sostanzialmente allineata ed è rivolta solo alla protezione della popolazione tralasciando i casi dei lavoratori. Precisa sostanzialmente dove le indicazioni fornite dal’ICNIRP vanno applicate, come ad esempio dove vi sia una reale esposizione significativa del pubblico ai campi. La raccomandazione 23 CAPITOLO 4 RIFERIMENTI NORMATIVI introduce due tipi di limiti al fine di applicare delle limitazioni basate sulla valutazione dei possibili effetti sulla salute. Dal testo si esprimono: Limiti di base. Sono le limitazioni all'esposizione ai campi elettrici magnetici ed elettromagnetici variabili nel tempo, che si fondano direttamente su effetti accertati sulla salute e su considerazioni di ordine biologico; Livelli di riferimento. Questi livelli sono indicati a fini pratici di valutazione dell'esposizione in modo da determinare se siano probabili eventuali superamenti dei limiti di base. I limiti di base e i livelli di riferimento per limitare l'esposizione sono stati elaborati sulla scorta di un approfondito esame di tutta la letteratura scientifica pubblicata negli anni antecedenti alla raccomandazione. I primi sono stati suddivisi a seconda della frequenza e danno dei limiti a grandezze fisiche in gioco. Fra 0 e 1 Hz sono stati definiti limiti di base per l'induzione magnetica relativamente ai campi magnetici statici (0 Hz) e per l'intensità di corrente relativamente ai campi variabili nel tempo fino a 1 Hz, al fine di evitarne effetti sul sistema cardiovascolare e sul sistema nervoso centrale, - fra 1 Hz e 10 MHz sono stati definiti limiti di base per l'intensità di corrente, in modo da evitare effetti sulle funzioni del sistema nervoso, - fra 100 kHz e 10 GHz sono stati definiti limiti di base per il SAR (tasso di assorbimento specifico W/kg), in modo da evitare lo stress da calore su tutto il corpo e l'eccessivo riscaldamento localizzato dei tessuti. - fra 100 kHz e 10 MHz, i limiti di base previsti si riferiscono sia all'intensità di corrente che al SAR, - fra 10 GHz e 300 GHz sono stati definiti limiti di base per la densità di potenza al fine di evitare il riscaldamento dei tessuti della superficie del corpo o in prossimità della stessa [12]. 24 CAPITOLO 4 RIFERIMENTI NORMATIVI 4.3.2 Direttiva 2004/40/CE La direttiva europea 2004/40/CE “Prescrizioni minime di sicurezza e di salute relative all’esposizione dei lavoratori ai rischi derivanti agli agenti fisici”, emanata il 29 aprile 2004, ha indicato le prescrizioni minime di sicurezza e di salute relative all'esposizione dei lavoratori ai rischi derivanti dagli agenti fisici (campi elettromagnetici) con particolare riferimento alle radiazioni da 0 Hz a 300 GHz. Questa direttiva è servita per la scrittura delle disposizioni relative alla protezione dai campi elettromagnetici indicate al titolo VIII, capo IV del decreto legislativo 9 aprile 2008 n.81. La direttiva riguarda i rischi per la salute e la sicurezza dei lavoratori dovuti agli effetti derivanti dalla circolazione di correnti indotte e dall'assorbimento di energia, nonché da correnti di contatto; non riguarda invece gli effetti a lungo termine. Come nella legge quadro n.36/2001, vengono diversificati i campi in base alle precauzioni da adottare. In seguito si riportano le suddivisioni suddette: valori limite di esposizione: limitazioni 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; valori di azione: il valore di parametri direttamente misurabili a cui si devono intraprendere una o più delle misure specificate nella direttiva. Il rispetto di questi valori assicura il rispetto dei pertinenti limiti di esposizione. Il datore di lavoro deve valutare e, se necessario, misurare e/o 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. La direttiva 2004/40/CE è stata modificata dalla 2008/46/CE, che ha tra i suoi obiettivi quello di salvaguardare la possibilità di eseguire ancora esami importanti come le risonanze magnetiche. La direttiva 2008/46/CE riporta al primo articolo: “all’articolo 13, paragrafo 1, della direttiva 2004/40/CE, il primo comma è sostituito dal seguente: “Gli Stati membri mettono in vigore le disposizioni legislative, regolamentari e amministrative necessarie per conformarsi alla presente direttiva entro il 30 aprile 2012. Essi ne 25 CAPITOLO 4 RIFERIMENTI NORMATIVI informano immediatamente la Commissione”. Dunque la direttiva 2008/46/CE posticipa di quattro anni l’obbligo di attivare le prescrizioni minime di sicurezza e di salute relative all’esposizione dei lavoratori ai rischi derivanti dagli agenti fisici (campi elettromagnetici). 4.4 Linee guida internazionale ICNIRP Una linea guida a cui si può fare riferimento è rappresentata dall’ ICNIRP (Internationali Commision on Non- Ionising Radiation Protection) L’ICNIRP, dopo aver studiato la letteratura scientifica del settore e revisionato le linee guida pubblicate nel 1988 dall’IRPA/INIRC, ha emanato nel 1998 le linee guida sulla protezione dalle esposizioni a campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici con frequenze comprese tra 1Hz e 300 GHz (Guidelines for limiting of exposure to timevarying electric, magnetic, and electromagnetic fields up to 300 GHz). I limiti proposti dall’ICNIRP sono basati, come già detto, su effetti acuti accertati sperimentalmente, come la stimolazione di muscoli e nervi periferici, scosse ed ustioni derivanti dal contatto con conduttori ed un aumento della temperatura dei tessuti dovuti all’assorbimento di energia. L’ICNIRP ha adottato, per l’individuazione dei limiti di base, criteri scientifici diversi per i vari intervalli di frequenza, basati sui dati attualmente disponibili sugli effetti biologici e sanitari delle esposizioni a campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici dipendenti dal tempo. I limiti di base, per frequenze comprese tra 1 Hz e 10 MHz, sono espressi mediante grandezze fisiche (grandezze dosimetriche), strettamente correlate agli effetti sanitari. Il loro valore numerico viene determinato in base a valori di soglia relativi a risposte acute accertate sperimentalmente, come la stimolazione di muscoli e nervi periferici, scosse ed ustioni derivanti dal contatto con conduttori, l’aumento della temperatura dei tessuti dovuti all’assorbimento e pesati con opportuni fattori di sicurezza. Quindi vengono stabiliti ulteriori valori definiti limiti derivati quale seconda fase del processo di limitazione delle esposizioni. Tali livelli sono rappresentati mediante grandezze radiometriche che caratterizzano l’ambiente in cui avviene l’esposizione. Sono facilmente misurabili con 26 CAPITOLO 4 RIFERIMENTI NORMATIVI una strumentazione adeguata e non sono correlate alla presenza di un corpo umano[10]. 4.5 Riferimenti tecnici Le Norme CEI Il comitato elettrotecnico italiano (CEI), si è proposto di preparare delle norme sull'esposizione umana ai campi elettromagnetici. Già in vigore dal 2001 due documenti normativi fondamentali (le Guide CEI 211-6 e CEI 211-7), che definiscono i criteri di misura e di valutazione dei campi elettromagnetici rispettivamente a bassa e ad alta frequenza. Nel 2002 è inoltre entrata in vigore la Guida CEI 211-10, riguardante i criteri di installazione sistemi di telecomunicazione fisso (la stazione radio base per la telefonia cellulare) particolarmente diffuso. Tali guide hanno costituito, negli ultimi anni, il principale riferimento normativo tecnico per i decreti 23 aprile 1992 e 10 settembre 1998, riguardanti la limitazione dell'esposizione della popolazione ai campi elettromagnetici prodotti rispettivamente dagli elettrodotti e dai sistemi fissi di telecomunicazione, in vigore fino al luglio 2003. La Guida CEI 211-10 è stata peraltro tenuta in particolare conto in successivi decreti, contenenti disposizioni volte ad accelerare la realizzazione dei sistemi di telecomunicazione più strategici. L’obiettivo della guida CEI è quello di indicare i criteri che devono essere seguiti affinchè una stazione radio base o una stazione punto, multi punto sia realizzata in modo da rispettare i limiti e gli obiettivi richiesti dalla legislazione italiana per l’esposizione dei cittadini ai campi elettromagnetici in alta frequenza generati intenzionalmente da apparati per telecomunicazione. La guida utilizza ampiamente criteri e modalità di progetto, di misura e di calcolo seguiti in ambito europeo ed internazionale [5]. 27 CAPITOLO 5 PARERE PREVENTIVO DI COMPATIBILITÀ CAPITOLO 5 PARERE PREVENTIVO DI COMPATIBILITA’ 5.1 Studio preliminare dei documenti progettuali Il parere preventivo di compatibilità si propone di verificare il rispetto dei limiti di esposizione, dei valori di attenzione e degli obiettivi di qualità fissati dal D.P.C.M 8 Luglio 2003 sulla base delle caratteristiche tecniche dell’impianto e del contesto territoriale in cui sarà ubicato, valutando le immissioni di campo elettromagnetico che saranno prodotte dall’impianto alla sua massima potenzialità nei punti più esposti. Una prima fase che possiamo definire preliminare, consiste nell’analisi dei documenti progettuali presentati dall’ente gestore che intende installare o modificare un impianto emittente. La maggior parte di tali progetti è rappresentato dalle stazioni radio base (SRB) a radio frequenze. I documenti progettuali riportano informazioni sul sito individuato per l’installazione come le quote al livello del mare, le altezze degli edifici, il progetto architettonico dell’impianto, la descrizione tecnica dell’impianto comprendendo i tipi di antenne, la potenza emessa, la loro inclinazione (tilt elettrico-meccanico), le misure di campi elettromagnetici (CEM) di fondo e le valutazioni sui punti più esposti. All’interno dello studio preliminare con specifici software di calcolo vengono eseguite le simulazioni che permettono di effettuare un’ indagine spaziale del CEM prodotto dall’impianto con lo scopo di individuare l’eventuale esistenza di punti particolarmente esposti in cui potrebbe non essere rispettato quanto disposto nel sopra citato D.P.C.M. Fra i software utilizzati, ricordiamo ALDENA è di particolare utilità WinEDT, della VECTOR, che è quello più in uso nelle varie A.R.P.A. Tale software contiene le informazioni territoriali, relative anche all’edificato, necessarie alla valutazione e permette di valutare contemporaneamente il contributo complessivo di tutti i sistemi radianti presenti nella zona d’interesse. Ovviamente potrà essere valutato solo il contributo dei sistemi radianti che siano stati opportunamente inseriti nel database del software WinEDT. 29 CAPITOLO 5 PARERE PREVENTIVO DI COMPATIBILITÀ 5.2 Il software di simulazione WinEDT WinEDT è un ambiente interattivo destinato all’analisi e alla verifica sia di campi radio elettrici generati da trasmettitori a radio frequenza, sia di campi elettromagnetici a bassa frequenza generati dalle linee di distribuzione elettrica. Grazie all’ambiente di modellazione solida interattiva su cui WinEDT è basato, l’Utente può navigare sul modello, aggiungere nuove informazioni, modificare quelle esistenti, ed eseguire operazioni di analisi e verifica. Per ottenere le prestazioni descritte, WinEDT si serve di un data base misto, grafico e alfanumerico; è inoltre in grado di gestire informazioni aventi sia formato vettoriale (cioè composte da vertici di coordinate note, connessi attraverso un grafo di segmenti, o meglio di archi di geodetica) che matriciale (cioè composte da un insieme di valori, ad esempio di quota, disposti in forma di matrice rettangolare). Tutte le informazioni costituiscono il modello territoriale e sono riferite al geoide, e quindi intrinsecamente tridimensionali. Esse sono combinate da WinEDT per eseguire le presentazioni su video senza eseguire proiezioni, ma assumendo le coordinate geografiche latitudine e longitudine. 5.3 Il modello territoriale usato da WinEDT Il modello territoriale utilizzato da WinEDT si basa su data base definito mediante una serie di file di tipo testuale. Tali file possono quindi essere modificati, con un editor di testo, rendendo così possibile la definizione e il caricamento di dati da parte dell’utente. Le matrici utilizzate sono basate sulla tessitura IGM della cartografia al 25000 (tavolette, quadranti, fogli). In pratica vengono usate due matrici concatenate: la prima descrive celle della dimensione di un quadrante, la seconda della dimensione finale (pixel). I sistemi di riferimento geografici e proiettati utilizzati dal modello territoriale sono i seguenti: - WGS84. Utilizzato per i dati provenienti da ricevitori GPS che non siano stati preventivamente configurati per produrre coordinate ED50 Greenwich; - GSE (Geografico Sistema Europeo). Utilizza l’ellissoide internazionale (ED50), con Origine meridiana a Greenwich; 30 CAPITOLO 5 PARERE PREVENTIVO DI COMPATIBILITÀ - GSI (Geografico Sistema Italiano). Utilizza l’ellissoide E40, sistema nazionale (utilizzato tra l’altro come base dalla cartografia 1:25'000 dell’Istituto Geografico Militare Italiano IGMI), con Origine meridiana a Greenwich; - Roma. Utilizza l’ellissoide Ellissoide E40, con Origine meridiana a Roma Monte Mario. Sono affetti solo i valori di longitudine che vengono decrementati rispetto a Greenwich, cioè spostati verso ovest, di 12 gradi, 27 primi e 8.4 secondi; - U.T.M.–WGS84. Sono ottenute da dati WGS84 (che – come è noto – non si riferiscono ad un vero e proprio ellissoide). Vengono indicati il fuso e i valori Est e Nord. WinEDT utilizza il metro come unità di misura; - U.T.M.–ED50, con indicazione separata delle coordinate. Vengono indicati il fuso e i valori Est e Nord. WinEDT utilizza il metro come unità di misura; - Gauss-Boaga. Analoghe alle U.T.M., sono però coordinate piane riferite all’E40 e utilizzabili solo per la regione italiana. A seconda del fuso, la X (longitudine) è incrementata della così detta falsa origine, che vale 1500 km per il fuso Est (32) e 2520 km per il fuso Ovest (33). Non occorre dunque l’indicazione del fuso, che si deduce direttamente dal valore delle X; - U.T.M. –ED50, con reticolato chilometrico. Sono coordinate piane riferite all’ED50. Per il passaggio da coordinate riferite ad un ellissoide a coordinate riferite ad altro ellissoide, WinEDT utilizza una tabella di dati sperimentali disponibile solo per la regione italiana. 5.4 Obiettivi del calcolo L’algoritmo utilizzato valuta il campo elettromagnetico globale prodotto da tutti gli elementi radianti selezionati secondo criteri geometrici e radioelettrici. L’Utente può definire un’area di ricerca ove sono situati gli elementi radianti da prendere in considerazione nel calcolo. Tale area può essere costituita da una zona rettangolare oppure da una zona circolare di centro e raggio assegnati. L’Utente individua l’area di ricerca attraverso uno dei metodi messi a disposizione, che includono la selezione puntuale del suo centro mediante indicazione delle coordinate, per trasferimento delle coordinate stesse da altra funzione, oppure in 31 CAPITOLO 5 PARERE PREVENTIVO DI COMPATIBILITÀ via interattiva (con puntamento del mouse). Anche l’estensione della zona viene determinata in modo analogo. Una volta stabilita la posizione e la morfologia dell’area di ricerca, vengono ricercate nel data base degli apparati le informazioni relative a tutti gli impianti radianti di caratteristiche opportune inclusi in tale area. Il calcolo può essere effettuato in modo puntuale (cioè in un singolo punto indicato dall’Utente) oppure esteso ad una zona (sempre selezionabile dall’Utente) secondo criteri assegnati. È evidente che la seconda modalità operativa è semplicemente una iterazione automatica della prima. L’algoritmo di calcolo si basa infatti sulla valutazione puntuale degli effetti cumulativi del campo irradiato da ciascuna antenna. Il software inoltre calcola per ogni sistema radiante il volume di rispetto, costituito dal parallelepipedo contenente il sistema dimensionato in modo tale che, all’esterno di esso, il livello di campo generato risulti sicuramente al di sotto di un certo valore di soglia prefissato. Sovrapponendo tale volume ad una rappresentazione 3D dell’ambiente dove risulta installato il sistema di antenne (tipicamente alture e/o tetti di edifici) è possibile verificare l’intersezione o meno del volume di rispetto con zone interessate dalla presenza di popolazione. 32 CAPITOLO 5 PARERE PREVENTIVO DI COMPATIBILITÀ Figura 7: Rappresentazione 3D dei volumi di rispetto Per poter procedere alla applicazione dell’algoritmo di calcolo, il modulo estrae dal data base le seguenti informazioni, per tutti gli impianti che si trovano nell’area di ricerca: - Coordinate geografiche e quota sul terreno dell’antenna; - Potenza nominale dell’apparato; - Diagramma di irradiazione azimutale dell’antenna impiegata; - Diagramma di irradiazione zenitale dell’antenna impiegata (se disponibile); - Guadagno massimo dell’antenna impiegata; - Diametro o dimensioni massime lineari (cioè diagonale per i pannelli rettangolari) dell’antenna impiegata; - Frequenza di lavoro. In funzione dei dati elencati nelle liste precedenti, il software provvede al calcolo del valore quadratico medio, ottenuto estraendo la radice quadrata della somma dei quadrati dei singoli contributi energetici di ciascuna delle antenne considerate. In questo modo è possibile valutare l’effetto di impianti già esistenti, oppure non ancora installati. 33 CAPITOLO 5 PARERE PREVENTIVO DI COMPATIBILITÀ L’area di influenza delimita la zona ove viene eseguito il calcolo del livello del campo elettromagnetico presente, come effetto cumulativo prodotto dagli apparati preventivamente selezionati. Tale area può avere una forma rettangolare, con assi paralleli agli assi coordinati, oppure essere costituita da un settore di corona circolare, di cui l’Utente può selezionare il raggio minimo e quello massimo, e l’azimut (riferito al Nord geografico) di inizio e di fine. La zona di influenza e la zona di ricerca sono completamente indipendenti, e la loro definizione geometrica non ha alcuna relazione. Il software WinEDT per poter effettuare i calcoli sull’intensità di campi elettromagnetici utilizza algoritmi in conformità con le direttive riportate nella norma CEI 211-10 dell’aprile 2002, dal titolo “Guida alla realizzazione di una Stazione Radio Base per rispettare i limiti di esposizione ai campi elettromagnetici in alta frequenza” Inoltre il software dispone di diversi modelli di calcolo che differiscono in base al contesto analizzato. 5.5 Valutazione dell’intensità dei campi elettromagnetici in relazione alla distanza dell’elemento radiante Il campo elettromagnetico emesso da un qualsiasi elemento radiante (antenna) assume caratteristiche sensibilmente diverse man mano che ci si allontana dall’elemento stesso. Nelle sue immediate vicinanze il campo elettrico e quello magnetico sussistono separatamente; tali campi sono descrivibili in termini di accoppiamenti induttivi e capacitivi anziché in termini di propagazione. Si parla in questo caso di campo vicino reattivo. Allontanandosi dall’antenna cominciano a manifestarsi e quindi rapidamente a prevalere i fenomeni radianti: i vettori E ed H sono legati da relazioni spazio-temporali complesse, e non sono in generale ortogonali tra loro e con la direzione di propagazione. L’onda elettromagnetica non ha pertanto le caratteristiche di onda piana, e si parla di campo vicino radiativo. In questa zona il rapporto tra i moduli di E ed H varia da punto a punto. Allontanandosi ulteriormente, il campo elettromagnetico assume dapprima le caratteristiche di un’onda sferica (vale a dire senza componenti di H ed E nella direzione di propagazione) e quindi, definitivamente, le caratteristiche di un’onda piana uniforme, in quanto i 34 CAPITOLO 5 PARERE PREVENTIVO DI COMPATIBILITÀ vettori E ed H sono sempre ed ovunque ortogonali tra loro, giacenti su un piano ortogonale alla direzione di propagazione, con tali piani che si mantengono paralleli nello spazio. In queste condizioni per valutare la densità di potenza in un punto dello spazio è sufficiente conoscere il valore di E (o di H). Tale zona è detta di campo lontano. Le tre zone così individuate sono costituite, nello spazio, dal luogo di punti tali che la loro distanza R dall’antenna soddisfi le seguenti condizioni D è la massima dimensione lineare dell’antenna e λ la lunghezza d’onda. Per ogni zona di campo si assume per R il maggiore dei valori che soddisfano le diseguaglianze indicate): Zona di campo vicino reattivo: R≤ 0.62 √D3/ λ (R< λ per dipoli corti) Zona di campo vicino radiativo: R 0.62 √D3/ λ ≤ R<2 D2 / λ Zona di campo lontano formule: R>2 D2 / λ oppure R≥3 λ 5.6 Modelli di calcolo Tra i modelli di calcolo utilizzati correttamente da WinEDT ritroviamo il “modello spazio libero”, il quale effettua il calcolo mediante le formule, che forniscono la densità di potenza S e l’intensità di campo elettrico E nello spazio, note la potenza all’antenna P, il diagramma di radiazione di questa nello spazio, G( , ) e la distanza d dal centro antenna del punto in cui si vuole calcolare l’intensità di campo: S= P* G( , )/ 4 π*d2 E= [30*P* G( , )]1/2/d Oltre, al modello spazio libero l’utente può utilizzare altri modelli di calcolo che prendono in considerazione le caratteristiche dell’ambiente come la presenza di edifici, la densità di popolazione etc. Tra questi modelli possiamo ricordare: Modello di Okumura – Hata Che permette il calcolo in condizione di campo lontano consentendo il calcolo dell’attenuazione di propagazione in ambiente urbano tra due punti distanti tra loro. Per effettuare il calcolo sono necessari i seguenti parametri: - frequenza di lavoro (centro-banda) (150 – 1500 MHz) - hT : Altezza Trasmettitore (30 – 200 metri) - hR : Altezza Ricevitore (1 – 10 metri) - d : Distanza tra Trasmettitore e Ricevitore (1 – 20 km) L’ attenuazione è espressa dalla seguente formula [dB]: 35 CAPITOLO 5 PARERE PREVENTIVO DI COMPATIBILITÀ AOku- Hot = 69.55+26.16logf – 13.82loghT-{[(1.1*logf-0.7)* *hR-(1.56* logf - 0.8]}+[44.9-6.55log(hT)]*logd Come si vede, l’attenuazione dipende unicamente dall’altezza dell’antenna hT, dall’altezza del punto di ricezione hR e dalla frequenza f. Modello COST 231 – Hata di campo lontano in ambiente urbano Si tratta di un ulteriore modello propagativo valido in ambiente urbano nell’intervallo difrequenze da 1.5 GHz – 2 GHz. L’attenuazione ACOST-231 tra due punti Tx ed Rx distanti d (km) è espressa da: ACOST_231 = 46.3+33.9*logf-13.82loghT-[(1.1*logf-0.7)* *hR-(1.56*logf-0.8)]+[44.9-6.55log(hT)]*logd+C Gli intervalli di validità dei diversi parametri del collegamento (hTX, hRX e d) sono gli stessi indicati nel precedente caso del modello di Okumura-Hata. La costante C è posta a 3 dB in ambienti urbani caratterizzati da un’elevata densità di edifici, altrimenti assume il valore zero. Le unità di misura sono le stesse utilizzate in precedenza [25]. Figura 8: Interfaccia del software WinEDT per l’impostazione del modello di calcolo 36 CAPITOLO 6 POPOLAMENTO ARCHIVIO DI WINEDT E CASO STUDIO CAPITOLO 6 POPOLAMENTO ARCHIVIO DI WINEDT E CASO STUDIO 6.1 Inserimento e creazione del file dati per il popolamento degli archivi Il software di simulazione WinEDT prodotto dalla Vector, prevede tra le sue molteplici funzioni l‘inserimento da parte dell’utente di dati tecnici sulle stazioni radio base (SRB). Il programma base, dispone di ampi archivi che possono essere popolati dall’utente. WinEDT consente la gestione di archivi dati quali: 1. Archivio dei siti, al cui interno si devono inserire dati che individuano il centro elettrico come, il comune di ubicazione, eventuale codice identificativo, le coordinate geografiche ecc; 2. Archivio degli elementi radianti, nel quale si devono inserire dati sui trasmettitori, come l’orientamento, la potenza, l’altezza dal livello del mare, la frequenza, il tipo di antenna utilizzata e il tipo di sistema usato (es. GSM,UMTS, DCS etc.). 3. Archivio delle antenne, in cui si devono inserire il modello delle antenne, il tilt elettrico, i diagrammi di irradiazione, il guadagno e la potenza. 37 CAPITOLO 6 POPOLAMENTO ARCHIVIO DI WINEDT E CASO STUDIO Figura 9: Interfaccia archivi WinEDT Per poter inserire queste informazioni si può scegliere tra due metodi di inserimento: il metodo manuale, utilizzato nel caso in cui si abbia la necessità di inserire singoli centri elettrici e singoli trasmettitori o il metodo automatico, adoperato quando si vogliono inserire una quantità consistente di dati. Quest’ultimo metodo si è reso utile nel nostro caso, in quanto ci proponevamo l’obiettivo di trasferire i dati sulle SRB attive ubicati nella Provincia di Catania ed Enna (gestiti dai diversi gestori di telefonia radiomobile) in possesso della ARPA Sicilia. Per inserire automaticamente tutti i dati, il programma prevede la creazione di files con estensione .xls realizzati con l’applicativo di appoggio Excel di Microsoft. 38 CAPITOLO 6 POPOLAMENTO ARCHIVIO DI WINEDT E CASO STUDIO I dati debbono essere inserite in una tabella in cui le righe e le colonne identificano i campi che dovranno contenere specifiche informazioni. Alcuni campi sono facoltativi a discrezione dell’utente ed altri obbligatori per permettere di inserire negli archivi di WinEDT le informazioni desiderate. Nel nostro caso sono stati creati una coppia di files (una per ogni gestore) che riguardavano rispettivamente i centri elettrici e i rispettivi trasmettitori. Per arrivare alla realizzazione di questi files definitivi si sono dovute risolvere alcune problematiche che riguardavano la compatibilità dei dati in nostro possesso con il format previsto da WinEDT. La prima operazione effettuata è stata una rielaborazione e selezione dei dati in modo da raggruppare in un primo file excel solo i dati utili per la compilazione dei files definitivi. Infatti, i dati originali riportavano un numero di informazioni aggiuntive che non potevano essere inserite nei file con estensione .xls. Questa operazione è stata effettuata per tutti e quattro i gestori di telefonia mobile presenti sul territorio nazionale. Effettuato questa prima selezione iniziale di dati utili si è proceduto successivamente alla creazione dei files definitivi che riguardavano i relativi centri elettrici. Il foglio Excel predisposto nel format di WinEDT è costituito da colonne contenenti informazioni relative: al comune di ubicazione, l’indirizzo, l’altezza dal livello del mare e le coordinate geografiche Per poter inserire le coordinate geografiche nella forma sessagesimale prevista da WinEDT 000E00’00’’ per la longitudine e 000N00’00” per la latitudine è stato necessario ricorrere a specifiche funzioni di excel, poiché i dati originali non si presentavano nella forma su menzionata. Dopo tale modifica è stato possibile con un unica operazione inserire tutti i valori in nostro possesso e nella forma prevista nei rispettivi files definitivi. Analoga problematica è stata affrontata e risolta per inserire il campo nominato Azimut nei files che riguardavano i trasmettitori. I valori degli Azimut infatti devono essere espressi in gradi sessagesimali nella forma 000g00’00”. Un’altra problematica di inserimento dati si è manifestata nella importazione dei dati sui trasmettitori, impostati nel formato excel previsto da WinEDT. 39 CAPITOLO 6 POPOLAMENTO ARCHIVIO DI WINEDT E CASO STUDIO Tale impostazione, infatti, è correlata alla presenza di un completo data base delle antenne trasmittenti. Questo data base, che potrebbe essere compilato in excel a spese di un enorme dispendio di tempo, può essere popolato con l’importazione di files con estensione .ant, utilizzate per esempio dal software ALDENA o con l’importazione di files in formato .txt. Si è scelto di importare singolarmente i dati delle antenne (guadagno, diagrammi di radiazione orizzontale e verticale, etc) in formato . ant a disposizione della S.T. di Catania, poiché i dati disponibili in formato .txt per antenne identificate dalla stessa sigla, ma con caratteristiche diverse, venivano copiati l’uno sull’altro sullo stesso files, rendendo inutile l’operazione. Alla fine delle operazioni relative all’inserimento dei dati delle antenne, dei trasmettitori e dei centri elettrici è stato cosi disponibile per l’utilizzo di WInEDT l’intero data base necessario per la valutazione di impianti radio emittenti presenti nelle provincie di Catania ed Enna. 6.2 Caso Studio Uno dei casi studio svolti con il software WinEDT ha riguardato la valutazione preventiva per l‘installazione di una nuova stazione radio base (SRB) per telefonia mobile, sui cui posizionare dei trasmettitori sulle frequenze GSM (900MHz) e UMTS (2000MHz) in un’ area dove era già attiva una analoga SRB di altro gestore. L’impianto preesistente (SRB1) era costituito da due settori trasmissivi rispettivamente sulle frequenze UMTS (2000 MHz) e DCS (1800 MHz) , orientati in modo da coprire sul piano orizzontale tutti i 360° dell’area d’interesse. 40 CAPITOLO 6 POPOLAMENTO ARCHIVIO DI WINEDT E CASO STUDIO Figura 10: Localizzazione area studio con il software WinEDT 41 CAPITOLO 6 POPOLAMENTO ARCHIVIO DI WINEDT E CASO STUDIO 6.3 Classificazione e caratterizzazione delle sorgenti presenti Prima di procedere ad analizzare e calcolare l’impatto che i CEM possono avere sulle aree vicine è stato necessario individuare le caratteristiche tecniche degli impianti considerati. Tali informazioni sono contenute nei progetti presentati dagli enti gestori in sede di richiesta di autorizzazione o possiamo ritrovarle, come nel nostro caso, per la SRB1 già autorizzata negli archivi dell’A.R.P.A Sicilia. Tipo Tx DCS DCS DCS UMTS UMTS UMTS Tabella 6: Caratteristiche SRB1 (preesistente) Frequenza Potenza Tipo Azimuth (MHz) (W) antenna 1800.000 58.750 K742236 tilt 160° 0° 1800.000 58.750 K742236 tilt 285° 1800.000 58.750 K742236 tilt 65° 2000.000 33.500 K742236 tilt 160° 2000.000 33.500 K742236 tilt 285° 2000.000 33.500 K742236 tilt 65° Tabella 7: Caratteristiche nuova Stazione radio base (SRB2) Tipo Tx Frequenza. Potenza Tipo Azimuth (MHz) (W) antenna GSM 900.000 49.000 DBXLH180 6565°-VTM Tilt 3 GSM 900.000 49.000 DBXLH275 6565°-VTM tilt 2 GSM 900.000 49.000 DBXLH50 6565°-VTM tilt 3 UMTS 2000 30.000 DBXLH180 6565°-VTM tilt 2 UMTS 2000 30.000 DBXLH275 6565°-VTM tilt 2 UMTS 2000 30.000 DBXLH50 6565°-VTM tilt 3 42 CAPITOLO 6 POPOLAMENTO ARCHIVIO DI WINEDT E CASO STUDIO 6.4 Ipotesi per il calcolo dei livelli di campi elettromagnetici L’attività di valutazione teorica del campo elettromagnetico è stata condotta con il programma di simulazione WinEDT che consente la valutazione puntuale dei CEM prodotti da un’antenna nelle approssimazioni di spazio libero e campo lontano. In tal modo, partendo dai dati radioelettrici e di georeferenziazione delle SRB progettuali e pregressi è stato possibile ricavare il contributo di ogni antenna e il livello di CEM presente nella zona attorno agli impianti. Tutte le antenne considerate sono state simulate alla massima potenza di funzionamento; tale ipotesi è stata assunta per garantire un miglior livello di protezione dall’esposizione ai campi elettromagnetici. Il rispetto dei limiti in queste condizioni di funzionamento ne garantisce il rispetto anche nelle normali condizioni di esercizio. Le caratteristiche topografiche dei punti di valutazione e i risultati ottenuti sono riportati nelle seguenti tabelle. Inoltre, sono state riportate nelle figure di seguito allegate le rappresentazioni in 3D (da vari punti di vista) dei lobi d’irradiazione prodotti dalle SRB e le sezioni sul piano verticale per i punti, di valutazione numero 3 e numero 6. 43 CAPITOLO 6 POPOLAMENTO ARCHIVIO DI WINEDT E CASO STUDIO 6.5 Risultati Tabella 8: Valori dei CEM prodotti dalla SRB1 nei diversi punti di simulazione. Punto Latitudine Longitudine Quota Valore cem Valore n° s.l.m.[m] [v/m] limite [v/m] 1 2 3 4 5 6 7 8 015e12'36"10595 015e12'34"80470 015e12'32"36201 015e12'33"75457 015e12'36"06029 015e12'35"90049 015e12'33"27517 015e12'35"12431 37n45'27"06923 37n45'25"69754 37n45'27"26776 37n45'28"31458 37n45'27"79117 37n45'26"79850 37n45'28"67555 37n45'28"81994 4.41 4.00 3.82 12.13 7.00 8.00 15.50 13.50 1.135 1.262 1.188 4.596 1.50 1.182 2.449 2.125 6 6 6 6 6 6 6 6 Tabella 9: Valore dei CEM prodotti dalla SRB1 e SRB2 nei diversi punti di simulazione. Punto Latitudine Longitudine Quota Torre Cem Valore n° s.l.m.[m] [m] tot limite [v/m] [v/m] 1 015e12'32"86542 37n45'28"07996 13.99 1.50 2.735 6 2 3 4 5 6 7 8 015e12'33"45207 015e12'33"15874 015e12'33"78365 015e12'32"07472 015e12'33"42656 015e12'35"90068 015e12'34"43406 37n45'28"26145 37n45'27"74723 37n45'28"35219 37n45'27"12210 37n45'28"55385 37n45'29"81420 37n45'29"34031 44 5.46 13.99 4.11 7.64 12.13 14.31 10.22 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 2.756 3.171 2.952 2.219 5.856 2.942 4.233 6 6 6 6 6 6 6 CAPITOLO 6 POPOLAMENTO ARCHIVIO DI WINEDT E CASO STUDIO Tabella 10: Contributo dei CEM dei singoli trasmettitori per il punto di simulazione 1 Tipo Frequenza Potenza CEM %CEM Gestore Nome Tx Tx (MHz) (W) Tx tot SRB1 DCS CT5024_1800_160 1800.00 58.75 0.09 0.13 SRB1 DCS CT5024_1800_285 1800.00 58.75 0.21 0.60 SRB1 DCS CT5024_1800_65 1800.00 58.75 1.46 28.71 SRB1 UMTS CT5024_2000_160 2000.00 33.50 0.08 0.10 SRB1 UMTS CT5024_2000_285 2000.00 33.50 0.23 0.75 SRB1 UMTS CT5024_2000_65 2000.00 33.50 0.77 8.10 SRB2 GSM CT5024_900_180 900.00 49.00 0.71 6.75 SRB2 GSM CT5024_900_275 900.00 49.00 0.93 11.58 SRB2 GSM CT5024_900_50 900.00 49.00 0.78 8.28 SRB2 UMTS CT5024_2000_180 2000.00 30.00 1.13 17.21 SRB2 UMTS CT5024_2000_275 2000.00 30.00 1.13 17.21 SRB2 UMTS CT5024_2000_50 2000.00 30.00 0.20 0.57 Tabella 11: Contributo dei CEM dei singoli trasmettitori per il punto di simulazione 2 Tipo Frequenza Potenza CEM %CEM Gestore Nome Tx Tx (MHz) (W) Tx tot SRB1 DCS CT5024_1800_160 1800.00 58.75 0.28 1.05 SRB1 DCS CT5024_1800_285 1800.00 58.75 0.35 1.67 SRB1 DCS CT5024_1800_65 1800.00 58.75 2.00 52.76 SRB1 UMTS CT5024_2000_160 2000.00 33.50 0.10 0.13 SRB1 UMTS CT5024_2000_285 2000.00 33.50 0.14 0.26 SRB1 UMTS CT5024_2000_65 2000.00 33.50 1.06 14.88 SRB2 GSM CT5024_900_180 900.00 49.00 0.48 3.06 SRB2 GSM CT5024_900_275 900.00 49.00 0.63 5.26 SRB2 GSM CT5024_900_50 900.00 49.00 0.60 4.85 SRB2 UMTS CT5024_2000_180 2000.00 30.00 0.77 7.81 SRB2 UMTS CT5024_2000_275 2000.00 30.00 0.77 7.81 SRB2 UMTS CT5024_2000_50 2000.00 30.00 0.19 0.48 45 CAPITOLO 6 POPOLAMENTO ARCHIVIO DI WINEDT E CASO STUDIO Tabella 12: Contributo dei Cem dei singoli trasmettitori per il punto di simulazione 3 Gestore Tipo Tx Nome Tx Frequenza (MHz) Potenza (W) CEM Tx %CEM tot SRB1 SRB1 SRB1 SRB1 SRB1 SRB1 SRB2 SRB2 SRB2 SRB2 SRB2 SRB2 DCS DCS DCS UMTS UMTS UMTS GSM GSM GSM UMTS UMTS UMTS CT5024_1800_160 CT5024_1800_285 CT5024_1800_65 CT5024_2000_160 CT5024_2000_285 CT5024_2000_65 CT5024_900_180 CT5024_900_275 CT5024_900_50 CT5024_2000_180 CT5024_2000_275 CT5024_2000_50 1800.00 1800.00 1800.00 2000.00 2000.00 2000.00 900.00 900.00 900.00 2000.00 2000.00 2000.00 58.75 58.75 58.75 33.50 33.50 33.50 49.00 49.00 49.00 30.00 30.00 30.00 0.19 0.11 1.40 0.14 0.08 0.74 0.92 1.20 0.76 1.48 1.48 0.40 0.37 0.12 19.58 0.21 0.07 5.52 8.43 14.46 5.77 21.91 21.91 1.66 Tabella 13: Contributo dei Cem dei singoli trasmettitori per il punto di simulazione 4 Tipo Frequenza Potenza CEM %CEM Gestore Nome Tx Tx (MHz) (W) Tx tot SRB1 DCS CT5024_1800_160 1800.00 58.75 0.25 0.71 SRB1 DCS CT5024_1800_285 1800.00 58.75 0.10 0.13 SRB1 DCS CT5024_1800_65 1800.00 58.75 2.35 63.66 SRB1 UMTS CT5024_2000_160 2000.00 33.50 0.12 0.18 SRB1 UMTS CT5024_2000_285 2000.00 33.50 0.05 0.03 SRB1 UMTS CT5024_2000_65 2000.00 33.50 1.26 18.24 SRB2 GSM CT5024_900_180 900.00 49.00 0.41 1.94 SRB2 GSM CT5024_900_275 900.00 49.00 0.53 3.34 SRB2 GSM CT5024_900_50 900.00 49.00 0.20 0.50 SRB2 UMTS CT5024_2000_180 2000.00 30.00 0.65 4.96 SRB2 UMTS CT5024_2000_275 2000.00 30.00 0.65 4.96 SRB2 UMTS CT5024_2000_50 2000.00 30.00 0.34 1.35 46 CAPITOLO 6 POPOLAMENTO ARCHIVIO DI WINEDT E CASO STUDIO Tabella 14: Contributo dei Singoli trasmettitori per il punto di simulazione 5 Tipo Frequenza Potenza Gestore Nome Tx CEM Tx Tx (MHz) (W) SRB1 DCS CT5024_1800_160 1800.00 58.75 0.14 SRB1 DCS CT5024_1800_285 1800.00 58.75 0.13 SRB1 DCS CT5024_1800_65 1800.00 58.75 0.74 SRB1 UMTS CT5024_2000_160 2000.00 33.50 0.02 SRB1 UMTS CT5024_2000_285 2000.00 33.50 0.02 SRB1 UMTS CT5024_2000_65 2000.00 33.50 0.39 SRB2 GSM CT5024_900_180 900.00 49.00 0.25 SRB2 GSM CT5024_900_275 900.00 49.00 1.04 SRB2 GSM CT5024_900_50 900.00 49.00 0.91 SRB2 UMTS CT5024_2000_180 2000.00 30.00 0.06 SRB2 UMTS CT5024_2000_275 2000.00 30.00 0.25 SRB2 UMTS CT5024_2000_50 2000.00 30.00 1.45 %CEM tot 0.42 0.40 11.12 0.02 0.02 3.14 1.29 22.13 17.06 0.07 1.34 43.00 Tabella 15: Contributo dei Singoli trasmettitori per il punto di simulazione 6 Tipo Frequenza Potenza Gestore Nome Tx CEM Tx Tx (MHz) (W) SRB1 DCS CT5024_1800_160 1800.00 58.75 2.77 SRB1 DCS CT5024_1800_285 1800.00 58.75 2.80 SRB1 DCS CT5024_1800_65 1800.00 58.75 2.77 SRB1 UMTS CT5024_2000_160 2000.00 33.50 1.46 SRB1 UMTS CT5024_2000_285 2000.00 33.50 1.19 SRB1 UMTS CT5024_2000_65 2000.00 33.50 1.46 SRB2 GSM CT5024_900_180 900.00 49.00 0.42 SRB2 GSM CT5024_900_275 900.00 49.00 0.56 SRB2 GSM CT5024_900_50 900.00 49.00 1.96 SRB2 UMTS CT5024_2000_180 2000.00 30.00 0.68 SRB2 UMTS CT5024_2000_275 2000.00 30.00 0.68 SRB2 UMTS CT5024_2000_50 2000.00 30.00 0.18 %CEM tot 22.50 22.85 22.50 6.24 4.14 6.24 0.53 0.92 11.28 1.36 1.36 0.10 47 CAPITOLO 6 POPOLAMENTO ARCHIVIO DI WINEDT E CASO STUDIO Tabella 16: Contributo dei singoli trasmettitori per il punto di simulazione 7 Tipo Frequenza Potenza CEM %CEM Gestore Nome Tx Tx (MHz) (W) Tx tot SRB1 DCS CT5024_1800_160 1800.00 58.75 0.87 8.86 SRB1 DCS CT5024_1800_285 1800.00 58.75 0.87 8.86 SRB1 DCS CT5024_1800_65 1800.00 58.75 0.28 0.96 SRB1 UMTS CT5024_2000_160 2000.00 33.50 0.46 2.50 SRB1 UMTS CT5024_2000_285 2000.00 33.50 0.46 2.50 SRB1 UMTS CT5024_2000_65 2000.00 33.50 0.33 1.30 SRB2 GSM CT5024_900_180 900.00 49.00 0.17 0.35 SRB2 GSM CT5024_900_275 900.00 49.00 0.22 0.59 SRB2 GSM CT5024_900_50 900.00 49.00 1.70 33.63 SRB2 UMTS CT5024_2000_180 2000.00 30.00 0.27 0.88 SRB2 UMTS CT5024_2000_275 2000.00 30.00 0.27 0.88 SRB2 UMTS CT5024_2000_50 2000.00 30.00 1.82 38.67 Tabella 17: Contributo dei Singoli trasmettitori per il punto di simulazione 8 Gestore Tipo Nome Tx Frequenza Potenza CEM %CEM Tx (MHz) (W) Tx tot SRB1 DCS CT5024_1800_160 1800.00 58.75 1.94 21.20 SRB1 DCS CT5024_1800_285 1800.00 58.75 1.94 21.20 SRB1 DCS CT5024_1800_65 1800.00 58.75 0.69 2.70 SRB1 UMTS CT5024_2000_160 2000.00 33.50 1.03 5.98 SRB1 UMTS CT5024_2000_285 2000.00 33.50 1.03 5.98 SRB1 UMTS CT5024_2000_65 2000.00 33.50 1.28 9.27 SRB2 GSM CT5024_900_180 900.00 49.00 0.24 0.34 SRB2 GSM CT5024_900_275 900.00 49.00 0.32 0.59 SRB2 GSM CT5024_900_50 900.00 49.00 1.93 20.96 SRB2 UMTS CT5024_2000_180 2000.00 30.00 0.39 0.87 SRB2 UMTS CT5024_2000_275 2000.00 30.00 0.39 0.87 SRB2 UMTS CT5024_2000_50 2000.00 30.00 1.34 10.05 48 CAPITOLO 6 POPOLAMENTO ARCHIVIO DI WINEDT E CASO STUDIO Figura 11: Rappresentazione in 3D dell’area studio e dei lobi di irradiazione degli impianti 49 CAPITOLO 6 POPOLAMENTO ARCHIVIO DI WINEDT E CASO STUDIO Figura 12: Rappresentazione in 3D dell’area studio e dei lobi di irradiazione degli impianti 50 CAPITOLO 6 POPOLAMENTO ARCHIVIO DI WINEDT E CASO STUDIO Figura 13: Rappresentazione in 3D dell’area studio e dei lobi di irradiazione degli impianti 51 CAPITOLO 6 POPOLAMENTO ARCHIVIO DI WINEDT E CASO STUDIO Figura 14: Rappresentazione dei lobi di irradiazione degli impianti 52 CAPITOLO 6 POPOLAMENTO ARCHIVIO DI WINEDT E CASO STUDIO Figura 15: Sezione piano verticale punto di simulazione numero 3 53 CAPITOLO 6 POPOLAMENTO ARCHIVIO DI WINEDT E CASO STUDIO Figura 16: Sezione piano verticale punto di simulazione numero 6 54 CAPITOLO 6 POPOLAMENTO ARCHIVIO DI WINEDT E CASO STUDIO 6.6 Discussione risultati e considerazioni conclusive Dall’analisi dei punti di valutazione effettuati si può notare che i campi elettromagnetici prodotti dagli impianti presentano valori da un minimo di 2,7 [V/m] a un massimo di 5,8 [V/m]. Nel complesso per il caso in esame, possiamo dedurre che l’installazione del nuovo impianto cosi come previsto dal progetto presentato dalla società di gestione di telefonia mobile, produrrà nelle aree limitrofe, a diverse altezze valori di CEM che non superano il valore di attenzione massimo di 6 [V/m], valore valevole per i luoghi in cui sia possibile una permanenza umana superiore alle quattro ore giornaliere. Tuttavia però, il valore riscontrato nel punto stimato numero 6 è uguale a 5,8 [V/m] che arrotondato all’unità, diventa pari al limite massimo di 6 [V/m] previsto dalla normativa di riferimento. Sapendo inoltre che la stima è stata eseguita a un’altezza di metri 12,13 dal livello del mare e notando dalla sezione effettuata sul piano verticale (figura 16) che il lobo d’irradiazione prodotto sembra interessare la superficie di un edificio presente nell’area oggetto di studio, in una prospettiva di valutazione cautelativa per tale punto sarebbe opportuna una verifica preventiva in modo da individuare la possibilità di permanenza umana superiore alle quattro ore giornaliere. In caso affermativo prima di procedere al rilascio del parere preventivo di compatibilità, l’impianto dovrà subire delle modifiche per ricondurre i valori dei CEM sotto il limite massimo previsto. Si possono ipotizzare interventi sull’impianto quali la riduzione di potenza e/o la modifica dell’orientamento delle antenne. Infine, possiamo affermare che nel complesso anche se con qualche difficoltà iniziale, il software di simulazione utilizzato WinEDT si è rivelato adeguato a una completa valutazione del campo elettrico prodotto da più impianti emittenti presenti nelle aree d’interesse grazie anche alla possibilità di poter visualizzare la cartografia regionale ufficiale e utilizzare la 55 CAPITOLO 6 POPOLAMENTO ARCHIVIO DI WINEDT E CASO STUDIO simulazione in 3D che permette di ottenere una panoramica più completa delle immissioni di CEM sulle aree oggetto di studio. Possiamo concludere dicendo che l’esperienza svolta è stata molto interessante e utile permettendo di acquisire delle conoscenze e abilità che possono essere ulteriormente sviluppate. 56 BIBLIOGRAFIA BIBLIOGRAFIA [1] APAT, Annuario dei dati ambientali 2002; [2] APAT, Annuario dei dati ambientali – SINTESI 2003 [3] ARPA Sicilia, 2003a – Progetto di rete di rilevamento dei campi elettromagnetici. [4] CEI 211-10 Guida alla realizzazione di una stazione radio base per rispettare i limiti di esposizione ai campi elettromagnetici in alta frequenza; [5] CEI 211-7-Guida per la misura e per la valutazione dei campi elettromagnetici nell'intervallo di frequenza 10kHz-300GHz, con riferimento all'esposizione umana [6] Consiglio Nazionale delle Ricerche Istituto di Ricerca sulle onde elettromagnetiche – Firenze, D. Andreuccetti, M. Bini, A. Checcucci, M. Grandolfo, A. Ignesti, L. Millanta, R. Olmi; N. Rubino, Seconda edizione I.R.O.E – 1998; [7] Decreto legislativo 1° agosto 2003, n.259, Codice delle comunicazioni elettroniche, G.U. 15 settembre 2003, n.214,S.O. n. 150; [8] D.C.P.M. 8 Luglio 2003, Fissazione dei limiti di esposizione, dei valori di attenzione e degli obiettivi di qualità per la protezione della popolazione dalle esposizioni a campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici generati a frequenze comprese tra 100KHz e 300GHz, G.U. 28 agosto 2003, n.199; [9] Grandolfo: “La normativa internazionale per le esposizioni ai campi elettromagnetici”; Atti del seminario su ELF e RF“Le onde elettromagnetiche: rischi e certezze”, San Marino, 28-30 marzo 2001. [10] GUIDA ICNIRP (“Linee guida per la limitazione dell’esposizione a campi elettrici e magnetici variabili nel tempo ed a campi elettromagnetici fino a 300 GHz”); [11] Legge n.36 del 22 febbraio 2001 - Legge quadro sulla protezione dalle esposizioni a campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici; [12] Raccomandazione del Consiglio europeo del 12 luglio 1999 relativa alla limitazione dell’esposizione della popolazione ai campi elettromagnetici da 0 Hz a 300 GHz (1999/519/CE). 57 APPENDICE PLANIMETRIA AREA STUDIO APPENDICE Figura 17: Planimetria area studio 61