ESPOSIZIONE AI CAMPI
ELETTROMAGNETICI
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Campi a basse e alte frequenze per la
valutazione dei livelli di esposizione
Vengono considerati in modo del tutto distinto i campi
elettrici e magnetici a bassa frequenza (elettrodotti) dai
campi elettromagnetici a radiofrequenze e microonde
(impianti fissi per le trasmissioni radio).
Distinzione arbitraria perché tutte le caratteristiche dei
campi (generazione, propagazione, interazione con la
materia) variano in modo continuo con la frequenza.
La schematizzazione, necessaria per motivi pratici, è
comunque accettabile perché le frequenze tra quella di
rete (50 Hz) e le radiofrequenze (dalle centinaia di KHz
ai GHz) non hanno applicazioni che comportino
un’esposizione apprezzabile della popolazione.
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Effetti sanitari dei campi elettrici e magnetici a
bassa frequenza ELF (Extremely Low Frequencies)
I meccanismi di interazione a livello macroscopico dei campi ELF
sono riconducibili ad un’induzione di correnti elettriche interne al
corpo, sia da parte del campo elettrico che di quello magnetico.
Effetto biologico: stimolazione di tessuti elettricamente eccitabili
(tessuti del sistema nervoso).
Numerosi studi hanno permesso di identificare dei livelli di soglia per
la densità di corrente indotta, al di sotto dei quali non si manifestano
effetti di stimolazione, o risposte a questi riconducibili. Le
conoscenze acquisite permettono di stabilire precise soglie di
esposizione per gli effetti acuti dei campi ELF.
Maggiore attenzione meritano invece gli effetti sanitari a lungo
termine, che potrebbero verificarsi a seguito di esposizioni croniche
a campi anche di bassa intensità.
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Effetti biologici dei campi elettromagnetici a
radiofrequenza
Le sorgenti che emettono radiazioni a radiofrequenza (RF da
100 KHz a 300 MHz) sono radiazioni non ionizzanti (NIR Non
Ionizing Radiation), come gran parte dell’ultravioletto, del visibile
e dell’infrarosso.
Meccanismo più importante per l’assorbimento di energia a
radiofrequenza: polarizzazione per orientamento sui dipoli
permanenti già esistenti che, sottoposti all’azione del campo
elettrico, tendono ad allinearsi con il campo stesso.
Il rilascio di energia all’interno del corpo è quantificabile
attraverso la valutazione del tasso di assorbimento specifico SAR
(Specific Absortion Rate), che è il rapporto tra la potenza
assorbita e la massa di tessuto irradiato.
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SAR: Specific Absorption Rate (I)
SAR: grandezza dosimetrica ed indica la misura o la stima
dell’energia a RF e/o a microonde nell’unità di tempo e quindi della
potenza depositata in un soggetto irradiato.
SAR: legato al valore efficace dell’intensità del campo elettrico
interno Ei del punto di interesse tramite la:
2
SAR = σ ⋅ Ei ⋅
1
ρ
=
∆Wi
ρ
⋅ ∆Vi
È
∆Wi è la potenza elettromagnetica assorbita in un volume elementare
∆Vi,
È
σ è la conducibilità del mezzo considerato,
È
ρ è la densità della materia in [Kg/m3] dell’elemento di volume ∆Vi.
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SAR: Specific Absorption Rate (II)
SAR locale o specifico: tasso di energia trasferita ad un
elemento infinitesimale di volume del corpo, in un punto di
esso, diviso per la massa dell’elemento di volume.
È
distribuzione locale della potenza elettromagnetica
È
presenza di eventuali concentrazioni di energia (hot spots) che
possono essere fonti di rischio se hanno luogo in organi
particolarmente sensibili e/o scarsamente vascolarizzati.
SAR medio (SARm): potenza assorbita nell’unità di tempo
nell’intero volume V.
Se V corrisponde all’intero organismo il SARm fornisce un’idea
della quantità di calore immessa nel corpo dalla sollecitazione
alla quale è sottoposto il sistema termoregolatore.
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SAR: Specific Absorption Rate (III)
Il calore dissipato dall’organismo umano (metabolismo basale) è
dell’ordine di 1 o 2 W/Kg e sale a circa 4 W/Kg per un uomo che
cammina a passo veloce. Valori del SARm sull’intero corpo
inferiori a 1 W/Kg non generano un carico eccessivo per il sistema
di termoregolazione.
Il SAR non dipende solo dalle dimensioni del corpo ma anche
dall’orientamento di questo rispetto al campo elettrico, al campo
magnetico e alla direzione di propagazione.
È
Intervallo di frequenze in cui l’assorbimento è massimo (frequenza di
risonanza).
È
La frequenza aumenta al diminuire delle dimensioni dell’oggetto
irradiato e, a parità di densità di potenza incidente, aumenta il valore
di picco di assorbimento.
Importanza del SAR di picco
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I valori dei limiti di esposizione sono basati sul SAR spaziale medio
È
parametro significativo per la correlazione fra gli effetti biologici e
l’esposizione alle RF.
Effetto biologico: variazioni morfologiche o funzionali a carico di
strutture di livello superiore a quello molecolare
Gli effetti sull’organismo dovuti all’assorbimento di energia
elettromagnetica si possono distinguere in due categorie:
È
effetti termici
È
effetti non termici
Effetti biologici dovuti all’irradiazione a radiofrequenza sono stati
riscontrati per aumenti della temperatura locale (effetto termico) o
del corpo pari o superiore ad 1° C, che si ha in corrispondenza di
valori di SAR superiori a 1-2 W/Kg.
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Normative di protezione
Normative per la protezione della popolazione e dei lavoratori dai campi
elettromagnetici:
È
NRPB 1993;
È
CENELEC 1995;
È
ICNIRP 1998;
È
IEEE1999;
Aspetto fondamentale comune è la struttura a due livelli:
È
limiti di esposizione (detti limiti di base): fissati in termini delle grandezze
dosimetriche (densità di corrente e SAR)
È
per le grandezze radiometriche (intensità del campo elettrico e magnetico,
densità di potenza) vengono indicati dei livelli di riferimento, dedotti
cautelativamente dai limiti di base ipotizzando le più sfavorevoli condizioni
di esposizione
Il rispetto dei livelli di riferimento implica sempre quello dei limiti di base,
mentre non è necessariamente vero il viceversa.
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Normative Internazionali
Il valore del limite sul valore efficace del campo elettrico,
per sistemi operanti alle frequenze da 400 a 2000 MHz (es.
sistema radiomobile GSM a 900 MHz), si ottiene dalla
seguente espressione:
Eeff (V / m) = 1.375 f ( MHz )
Es: sistemi radiomobili: limite di 41.25 V/m a 900 MHz e di
58.33 V/m nel caso di 1800 MHz.
Ogni nazione si riserva in ogni modo di emanare decreti o
leggi per il rispetto di determinati livelli di inquinamento
elettromagnetico.
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