Cosa sono i CEM. Argomento del giorno. Le conoscenze attuali su antenne per telefonia mobile e cellulari

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1 Cosa sono i CEM Le conoscenze attuali su antenne per telefonia mobile e cellulari Argomento del giorno Le antenne per la telefonia mobile e i cellulari 1

2 Ripasso di fisica 1. Le cariche elettriche generano il campo elettrico; il campo elettrico agisce sulle cariche elettriche. 2. Le cariche elettriche in movimento generano il campo magnetico; il campo magnetico agisce sulle cariche in movimento. 3. Un campo elettrico che varia nel tempo genera un campo magnetico che varia nel tempo 4. Un campo magnetico che varia nel tempo genera un campo elettrico che varia nel tempo Proprietà elettriche della materia L interazione dei campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici nel range tra 0 e 300 GHz con la materia biologica è basata principalmente su due proprietà elettriche: la conducibilità elettrica (è l inverso della resistività) σ la costante di dielettrica relativa ε r 2

3 Ripasso interazione con la materia (1) La conducibilità elettrica σ e la costante di dielettrica relativa ε r variano con la frequenza del campo incidente ed a seconda del tipo di tessuto biologico in considerazione. Andamento in funzione della frequenza 3

4 Ripasso interazione con la materia (2) La capacità della radiazione di penetrare all interno del corpo umano dipende dalla frequenza e dalle proprietà elettriche delle diverse parti dell organismo a quella frequenza. Profondità di penetrazione 4

5 Ripasso interazione con la materia (3) L interazione reale è molto complessa (ma oggi può essere simulata con buona accuratezza) poiché nel passaggio tra un tessuto e l altro, a causa delle diverse proprietà elettriche, si generano fenomeni di riflessione, interferenza e risonanza che possono produrre concentrazioni locali di campo anche molto elevate. Effetti biologici accertati (1) Interazione del campo con i tessuti Deposizione di energia em Conversione in energia termica 5

6 Effetti biologici accertati (2) La deposizione di energia, o la potenza dissipata all interno di un tessuto, alla fine si converte sempre in energia termica cioè in un aumento di calore, locale o globalizzato SAR definizione Il parametro che descrive la potenza elettromagnetica depositata in un tessuto è detto SAR, Specific Absorption Rate. Il SAR si misura in [Watt / Kg] e può essere relativo ad una parte del corpo o a tutto l organismo S σ 2. A. R. i = Ei ρm 6

7 SAR Corpo Intero Alcuni risultati Il SAR medio è funzione della frequenza e polarizzazione del campo Esiste una frequenza di risonanza a cui l assorbimento di energia è maggiore La frequenza di risonanza dipende dalle dimensioni del corpo ed è definita con buona approssimazione dalla formula (L in metri ed f in Hertz): 11,7 10 = L f r 7 SAR Localizzato Telefonini La distribuzione locale del SAR è molto complicata a causa dei fenomeni di riflessione e interferenza delle onde all interno del corpo. Sono stati fatti numerosi studi: il risultato è che il SAR raggiunge i valori più elevati in punti della testa nelle immediate vicinanze dell apparecchio e decresce poi a valori molto bassi in pochi cm. Il massimo rialzo termico locale previsto è dell ordine di alcuni decimi di grado 7

8 Telefonini e POPCORN In rete si trovano molte spiegazioni semplici di come e perché si forma il popcorn.. Praticamente il popcorn riscaldato è come una pentola a pressione a.it/2007/06/15/il-segreto-dei-popcorn/ Il popcorn migliore ha una percentuale d acqua del 14% (il cervello circa l 80%..) Il popcorn scoppia quando la temperatura al suo interno raggiunge i 180 C e la pressione di 9 atmosfere Vasodilatazione 8

9 Le linee guida ICNIRP (1) Sono il fondamento scientifico dei livelli di protezione dei lavoratori e della popolazione dagli effetti acuti dell esposizione ai cem Si scaricano all indirizzo Le linee guida ICNIRP (2) Distinguono: Basic restrictions espresse in funzione di quantità dosimetriche Reference levels espressi in funzione di campi misurabili Inoltre, vengono distinti 2 livelli di protezione, uno per i lavoratori, l altro per la popolazione 9

10 Basic restrictions (1) tra 1 Hz e 10 MHz, vengono fornite restrizioni di base sulla densità di corrente, per prevenire effetti sulle funzioni del sistema nervoso; tra 100 khz e 10 GHz, vengono fornite restrizioni di base sul SAR, per prevenire sbalzi termici nel corpo intero e riscaldamenti eccessivi di tessuti a livello locale; nell intervallo tra 100 khz e 10 MHz, vengono fornite restrizioni sia per la densità di corrente sia per il SAR; tra 10 e 300 GHz, vengono fornite restrizioni di base sulla densità di potenza, per prevenire un riscaldamento eccessivo nei tessuti superficiali del corpo o in quelli adiacenti. Basic restrictions (2) 10

11 Livelli di riferimento lavoratori Livelli di riferimento popolazione 11

12 Un po di calcoli.. Calcolare il livello di riferimento per l esposizione del pubblico ad un: Campo magnetico alla frequenza di rete Segnale radio Segnale televisivo Segnale GSM Segnale DCS Segnale UMTS Segnale WiFi Le linee guida ICNIRP (3) Le linee guida però sono del 1998 Nel frattempo è successo qualcosa? Da leggere: Dichiarazione ICNIRP del

13 Normativa nazionale italiana Legge Quadro n. 36 del 22 febbraio 2001 fissa l impalcatura di tutta la normativa sulla protezione dai CEM GHz DPCM del 08/07/2003 sui campi ELF fissa i limiti per i campi a bassa frequenza DPCM del 08/07/2003 sui campi RF fissa i limiti per i campi ad alta frequenza Valori limite normativi per gli elettrodotti Limite d esposizione: 100 µt (valore istantaneo) Valore d attenzione: 10 µt (mediana nelle 24 ore nelle normali condizioni d esercizio) Obiettivo di qualità: 3 µt (mediana nelle 24 ore nelle normali condizioni d esercizio) 13

14 Valori limite normativi RF Limite d esposizione: 20, 40 o 60 V/m (rms su 6 minuti) tutela sanitaria da effetti acuti Valore d attenzione: 6 V/m (rms su 6 minuti) tutela sanitaria da eventuali effetti a lungo termine Obiettivo di qualità: 6 V/m (rms su 6 minuti) progressiva minimizzazione dell esposizione del pubblico ESPOSIZIONE DELLA POPOLAZIONE LIMITI SUL CAMPO ELETTRICO CONFRONTO FRA NORMATIVE CAMPO ELETTRICO ((V/m) V/m 3 MHz Livelli di riferimento Unione Europea (Racc ) Limite di Esposizione Italia (DPCM 08/07/2003) Valore di Attenzione e Obiettivo di Qualità Italia (DPCM 08/07/2003) 950 MHz 1850 MHz 42 V/m 59 V/m 3 GHz 0 1.E+01 1.E+02 1.E+03 1.E+04 1.E+05 1.E+06 1.E+07 1.E+08 1.E+09 FREQUENZA (KHz) 14

15 Livelli RF in ambiente di vita dovuti al cellulare dovuti alle SRB o agli altri impianti fissi (R-TV) Distribuzione SRB Comune di Reggio Emilia Impianti attivi al 31/12/

16 Antenne per la telefonia mobile via Gorizia Antenne per telefonia mobile via della Canalina 16

17 Impianti R-TV Impianti radio AM 17

18 Potenze tipiche impianti TLC 12 Novembre 2009 Dott. Matteo Tiberti Monitoraggio SRB via Che Guevara Il valore massimo misurato (in 5 mesi) è stato 1.34 V/m 12 Novembre 2009 Dott. Matteo Tiberti 18

19 Risultati progetto monitoraggio SRB ( ) 0 % 5 % 10 % 15 % 20 % 25 % 30 % via Allegri c/o Università via della Canalina via Vincenzo Monti Rivalta - via Bedeschi via Del Chionso viale Umberto via Gabelli via Emilia Santo Stefano via Petit Bon (1) via Monte Prampa via Montefiorino via Cisalpina via Petit Bon (2) via Rivoluzione d'ottobre via Dante Zanichelli via Livatino via Bodoni - via Soglia (ante operam) via Mugnone via Passo Buole via Bodoni - via Soglia (post operam) via Ramazzini Percentuale del limite normativo raggiunta dal valore massimo Monitoraggio svolto da Arpa Emilia Romagna mog.asp?prov=re (campagne in corso) mog_cc.asp?prov=re (riepilogo risultati per anno) 19

20 Rete della telefonia cellulare Protocolli di comunicazione (1) TACS: Total Access Communication System Sistema di tipo analogico con tecnica di accesso multiplo a Divisione di Frequenza (FDMA) GSM: Global System for Mobile Comunications Sistema di tipo digitale con tecnica di accesso multiplo a Divisione di Frequenza (FDMA) e di Tempo (TDMA) UMTS: Universal Mobile Telecommunications System Sistema di tipo digitale con tecnica di accesso multiplo a Divisione di Codice (CDMA) DECT: Digital Enhanced Cordless Telecommunications Sistema di tipo digitale con tecnica di accesso multiplo a Divisione di Frequenza (FDMA) e di Tempo (TDMA) operante nella banda MHz 20

21 Protocolli di comunicazione (2) SISTEMI DI ACCESSO MULTIPLO BANDE DI FREQUENZA CANALIZZAZIONE E POTENZE Conclusioni RF Alla luce delle conoscenze acquisite, leggiamo insieme e commentiamo qualche articolo Installazione di una SRB sul condominio Antenne fuori città 21

22 Conclusioni ELF I campi ELF sono classificati 2B come possibilmente cancerogeni, la stessa classificazione del caffè Il rischio è stato accertato solo dal punto di vista epidemiologico per campi di intensità superiore ai 0.4 µt 22