Dr. Mario de Denaro Struttura Complessa Fisica Sanitaria, ASUITs La fisica dietro all uso del telefono cellulare

Transcript

1 Dr. Mario de Denaro Struttura Complessa Fisica Sanitaria, ASUITs La fisica dietro all uso del telefono cellulare LUNGHEZZA D ONDA AMPIEZZA FREQUENZA = n. cicli per secondo

2 Trasporto di energia Incremento in ampiezza (intensità)

3 Principali categorie di onde ONDE MECCANICHE Onde sulla superficie dell acqua (bidimensionali) Onde sonore (tridimensionali) ONDE NON MECCANICHE Onde che si propagano anche nel vuoto Radiazione elettromagnetica

4 Rappresentazione della radiazione elettromagnetica E = Campo elettrico λ B = Campo magnetico λ = Lunghezza d onda

5 Campo elettrico Il campo elettrico è la regione di spazio in cui agiscono le forze elettriche su cariche eventualmente presenti

6 Campo magnetico Il campo magnetico è la regione di spazio in cui sono presenti le forze di attrazione e repulsione esercitate da un magnete

7 I fenomeni elettrici e magnetici sono connessi Il campo elettrico determina il movimento di cariche elettriche in una direzione ( ) La corrente genera un campo magnetico ( ) Il passaggio di corrente lungo un conduttore a spirale genera un campo magnetico diretto lungo l asse del solenoide

8 I fenomeni elettrici e magnetici sono connessi

9 Dove possiamo ritrovare i campi elettrici e magnetici? COMPONENTE E (Campo elettrico - Volt/m) COMPONENTE B (Campo magnetico - Tesla) Presente anche in assenza di corrente elettrica Presente solo in presenza di corrente elettrica

10 La presenza di campi elettromagnetici in un abitazione Campo elettrico Campo magnetico Presa staccata dalla spina : Campo elettrico nei pressi della spina Presa nella spina e lampada spenta : Estensione del campo elettrico lungo il cavo Presa nella spina e lampada accesa : Il passaggio di corrente elettrica genera un campo magnetico che si aggiunge al campo elettrico

11 Onde elettromagnetiche Gli elettrodomestici di un abitazione, ma anche gli elettrodotti, generano campi elettromagnetici nella zona in cui vengono a trovarsi Le onde elettromagnetiche trasportano i campi elettromagnetici, che vanno pertanto ad aggiungersi ai campi pre-esistenti

12 La trasmissione Carica Q in un punto P Antenna trasmittente

13 La ricezione Antenna ricevente Frequenze di trasmissione tipiche L'antenna ricevente è costituita da una serie di elementi conduttivi Ogni elemento ha un dimensione tale da ricevere l onda incidente (all'incirca la metà della lunghezza d'onda del segnale)

14 I diversi tipi di radiazione elettromagnetica

15 Il telefono cellulare OGGI RTMI 450 MHz ETACS 900 MHz GSM 900 MHz DCS 1800 MHz UMTS 2100 MHz 1 G 2 G 3 G 4 G POTENZA DI TRASMISSIONE (W : energia trasferita per unità di tempo)

16 La trasmissione delle onde elettromagnetiche dei telefonini La rete cellulare La grande diffusione del modello a cellule di antenne per telefonini (stazioni radio base per la telefonia cellulare - SRB) richiede potenze di trasmissione dell ordine dei 2 kw, valore decisamente inferiore al valore intorno ai 100 kw a cui operano le antenne per le trasmissioni televisive La potenza di trasmissione non è destinata ad aumentare in quando devono essere evitate le interferenze tra cellule contigue La potenza di trasmissione può essere ridotta con lo svilupparsi di nuove celle e quindi con l aumento delle antenne (. sicuramente brutte a vedersi!)

17 La ricezione e la trasmissione delle onde elettromagnetiche dei telefonini Il telefonino è sia un antenna ricevente che un antenna trasmittente All accensione, o nel passaggio da una rete a un altra, il cellulare va automaticamente in trasmissione per alcuni secondi, inviando i suoi dati alla rete Durante tutto il tempo di accensione il cellulare continua a trasmettere dati sulla sua presenza e la sua posizione All inizio di ogni telefonata il cellulare trasmette molte informazioni; in seguito trasmette solo se si parla

18 La potenza di trasmissione La potenza di trasmissione dipende dal livello tecnologico e può variare in funzione di: Intensità del segnale (le tacche del telefonino) Movimento (passaggio da una cella ad un altra) Automobile (gabbia di Faraday)

19 Siamo circondati? Certamente! Nei paesi industrializzati l individuo è esposto continuamente a campi elettromagnetici, sia che si trovi all interno della propria abitazione sia che si trovi all esterno

20 Come si misurano i campi elettromagnetici?

21 Come si misurano i campi? L unità di misura per l intensità di un campo elettrico è il Volt/metro (V/m) L unità di misura per il campo magnetico è il Tesla (T) oppure il Gauss (= 100 µt) E misurabile per mezzo di un unità di lettura corredata da opportune antenne

22 ARPA FVG Catasto impianti radioelettrici e monitoraggio campi elettromagnetici

23 ANTENNE PUNTI DI MISURA

24 Come interagiscono le onde elettromagnetiche con i materiali incontrati lungo il loro percorso?

25 Il trasporto di energia Osserviamo un punto

26 Struttura della materia attraversata Materiale conduttore in equilibrio Materiale conduttore in presenza di campo elettrico

27 Materiali conduttori e isolanti

28 .. e l uomo l? L uomo è un discreto conduttore

29 Effetti termici Le tecniche di riscaldamento tradizionali sono basate sul trasferimento di calore dal corpo caldo al corpo da scaldare per conduzione termica che procede gradualmente in profondità Nel riscaldamento elettromagnetico la sorgente del calore è un campo elettrico che cede energia ad ogni ione e dipolo presente nel mezzo e quindi procede pressoché istantaneamente su tutto il volume Gli effetti termici dipendono dalla resistenza elettrica specifica di ogni tessuto

30 Esperienza pratica - microonde PIATTO KRAPFEN MARMELLATA

31 Effetti termici Immagine termografica prima e dopo una telefonata di 15 minuti Immagine PET Journal of the American Medical Association (Jama) Effects of Cell Phone Radiofrequency Signal Exposure on Brain Glucose Metabolism Nora D. Volkow, MD; Dardo Tomasi, PhD; Gene-Jack Wang, MD; et al Abstract Context The dramatic increase in use of cellular telephones has generated concern about possible negative effects of radiofrequency signals delivered to the brain. However, whether acute cell phone exposure affects the human brain is unclear.

32 Tasso d'assorbimento specifico SAR (Specific Absorption Rate) : (Watt/kg) l energia elettromagnetica assorbita nell unità di tempo da un elemento di massa unitaria di un sistema biologico e convertita in calore Deve essere dichiarato dal produttore del cellulare

33 Il SAR Un valore cautelativo di 2 W/kg è considerato in Europa la soglia soglia di rilevanza per la salute umana nell assorbimento energetico Telefoni cellulari obbligo di indicare il SAR

34 Effetti sull uomo Effetti termici : Dovuti al riscaldamento in profondità Effetti misurabili soglia Altri Effetti :?????? Vengono studiate possibili interazioni con il complesso sistema elettromagnetico interno all uomo Effetti poco noti

35 In conclusione.. Che fare? 1. Per ridurre il carico di radiazioni alla testa, utilizzare cuffiette/auricolari o un dispositivo vivavoce (a 30 cm di distanza si ha una riduzione pari a circa l 80-90%) 90%). 2. Preferire reti di telefonia mobile moderne, come la LTE (4G) o l UMTS (3G), che emettono meno radiazioni della più datata GSM. 3. All interno di edifici o in treno, utilizzare se possibile una rete WLAN per telefonare e trasmettere dati. 4. Diffidare dei dispositivi di protezione e di schermatura che dovrebbero ridurre l esposizione alle radiazioni, ma che possono peggiorare la qualità del collegamento obbligando il telefonino ad emettere radiazioni più intense. 5. I portatori di dispositivi medici elettronici impiantati dovrebbero mantenere una distanza di 30 cm tra il dispositivo e il telefono cellulare. Tratto dalla pubblicazione dell ufficio federale della sanità pubblica Svizzera UFSP, 2016

36 . ma soprattutto 1. Non telefonare MAI mentre si guida, nemmeno con un dispositivo vivavoce, perché il rischio di distrazione è sempre alto.

37 . e fare un uso consapevole dei canali di informazione Il problema delle citazioni su internet è verificarne l autenticità. Camillo Benso Conte di Cavour Grazie per l attenzione