ARGIS: PROGRAMMA DI VALUTAZIONE DEI LIVELLI DI CAMPO ELETTROMAGNETICO

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1 ARGIS: PROGRAMMA DI VALUTAZIONE DEI LIVELLI DI CAMPO ELETTROMAGNETICO PREMESSA Con il presente contributo, si intende illustrare sia ai colleghi che ai cittadini il software per la valutazione preventiva dei campi elettromagnetici ARGIS. Questo strumento di lavoro e utilizzato da più di due anni dalla Sezione Arpa di Bologna. Storicamente nasce dal programma ARMONICA, realizzato dal DEIS (Dipartimento di Elettronica Informatica e Sistemistica) - Università di Bologna, su richiesta dell'agenzia Regionale Emilia Romagna e successivamente sviluppato dalla Wireless Future, su indicazione di Arpa - Sezione di Bologna. La scelta di potenziare e migliorare un prodotto esistente è nata dalla necessità di fronteggiare una realtà sempre più complessa in rapida e continua evoluzione (inserimento di nuovi impianti e di nuove tecnologie). Chiaramente, pur mantenendo le specifiche caratteristiche di calcolo del programma Armonica, che consentiva di effettuare le stime previsionali in condizioni di campo vicino, di campo lontano, in campo libero o tenendo conto della presenza di ostacoli es: edifici, ecc.., si e sentita la necessità di automatizzare, velocizzare tutti i processi e rendere piu accurata la fase di valutazione. Concretamente l obiettivo finale è quello di selezionare gli impianti a radiofrequenza georeferenziati (che costituiscono un data base) presenti sul territorio provinciale, e su questi effettuare le valutazioni integrate in aree prescelte di dimensioni variabili e di trasferire automaticamente i dati di input ed output alla relazione tecnica di valutazione a fini autorizzativi. FINALITA E CARATTERISTICHE DEL PROGRAMMA L installazione di ogni nuovo impianto di telefonia cellulare, od analogo, così come ogni successiva modifica ad esso apportata, debbono essere autorizzate dall amministrazione comunale; una delle condizioni fondamentali per il rilascio dell autorizzazione è che Arpa abbia verificato preventivamente, mediante l uso di modelli di simulazione, il rispetto del limite di esposizione di 20 V/m, oltre che del valore di attenzione ed obiettivo di qualità di 6 V/m, previsti dalla Normativa vigente (DPCM 8 luglio 2003). La costante crescita del numero degli impianti, dovuta a diversi fattori quali l incremento degli utenti, la necessità di garantire la copertura radioelettrica territoriale, lo sviluppo di nuove tecnologie e servizi, ha fatto sì che si rendesse necessario un programma con maggiori potenzialità e maggiore accuratezza di valutazione rispetto al passato. Era necessario disporre di uno strumento preventivo-conoscitivo in grado di tener conto di condizioni di analisi sempre più complesse, caratterizzate dalla sovrapposizione di campi elettromagnetici prodotti da un crescente e ravvicinato numero di sorgenti inserite in territori a forte urbanizzazione. Con il programma Argis, che è interfacciato alla cartografia, si può considerare un numero elevato d impianti ed è possibile selezionare aree territoriali di dimensioni variabili, con un grado di dettaglio delle analisi che può essere variato in base alle esigenze. Il programma consente un costante aggiornamento delle banche dati a cui è interfacciato (impianti e loro requisiti radioelettrici, caratteristiche del territorio, ecc..), ed alcune di queste informazioni sono aggiornabili in tempo reale così da poter disporre di una rappresentazione sempre realistica di una situazione complessa in continua evoluzione. E uno strumento che consente di : 1_ effettuare valutazioni teoriche integrate cioè in grado di stimare, sul territorio, l impatto elettromagnetico complessivo prodotto da più impianti 2_ aggiornare e conoscere la distribuzione sul territorio provinciale di tutti questi impianti e possedere un data base georeferenziato contenente tutti i dati tecnici degli impianti necessari per le valutazioni teoriche. 3_ effettuare mappe su aree di dimensioni variabili, da molto ridotte a molto estese. 4_effettuare relazioni di valutazione ai fini autorizzativi già preimpostate con trasmissione automatica dei dati d ingresso (dati radioelettrici, ubicazione..) e dei risultati (mappe, punti di stima,..) dal programma di valutazione alla relazione finale. o o o Il programma di valutazione ArGIS integra una piattaforma GIS (Geographic Information System) dedicata, in cui i dati di ingresso e di uscita vengono memorizzati in un database che può essere condiviso tra più utenti e consente di interfacciarsi: con la cartografia in formato elettronico comprensiva di files di dati (quali quote del terreno, quote degli edifici e tipologie degli stessi, edifici di progetto, ecc..) e questo è il caso della CTC la (cartografia tecnica comunale del Comune di Bologna), oppure con la cartografia in forma di una semplice fotografia del territorio (raster); di svolgere le operazioni di configurazione dell ambiente di simulazione; predisporre una base reportistica standardizzata con dati d ìngresso e risultati, compilata automaticamente In sintesi il programma di valutazione preventiva si basa su di un software che consente, selezionando le varie stazioni radiotrasmittenti georeferenziate presenti sul territorio d interesse, di collegarsi ai dati tecnici delle antenne (quali altezza, caratteristiche radioelettriche, etc.) ed alla cartografia territoriale, e di calcolare e rappresentare spazialmente i valori di campo elettrico.

2 Distribuzione degli impianti di telefonia cellulare ed analoghi nel territorio comunale di Bologna Distribuzione degli impianti di telefonia cellulare ed analoghi in una zona del centro storico di Bologna

3 ALGORITMO DI CALCOLO L algoritmo di calcolo, messo a punto dal DEIS (Dipartimento di Elettronica Informatica Sistemistica)-Università di Bologna, consente di effettuare le stime previsionali valutando tutte le antenne, dei cui contributi si vuole tener conto, le quali, vengono considerate funzionanti alla massima potenza richiesta per l autorizzazione. Il calcolo avviene secondo due possibilità: i- prendendo in considerazione l effetto delle attenuazioni, riflessioni, diffrazioni determinate dalla presenza di edifici e distinguendo tra campo vicino e campo lontano ii- in condizione di campo lontano e spazio libero, trascurando così l effetto schermante degli edifici, questo metodo descrive la distribuzione del campo elettrico (E) per distanze dalla sorgente superiori a 2D 2 /λ (D=dimensione antenna; λ=lunghezza d onda), anche se l espressione che viene utilizzata per il calcolo è ritenuta cautelativa ed accettabile per previsioni di livelli di campo elettrico anche per distanze inferiori, fino a D²/ λ. Per le elaborazioni, ad eccezione di situazioni particolari, viene di norma usato questo secondo metodo (ii) basato sulla propagazione in campo lontano e spazio libero in quanto, pur risultando approssimato per alcuni contesti, non tenendo conto di eventuali attenuazioni e/o riflessioni dovute alla presenza di pareti, edifici etc., costituisce comunque un approccio di tipo cautelativo ed è di più semplice utilizzo. L esecuzione delle valutazioni preventive con queste modalità di calcolo fa sì che le misure effettuate a posteriori, ad eccezione che per alcuni casi particolari e saltuari rappresentati dai cosiddetti punti caldi (aree estremamente localizzate, spesso in vicinanza a strutture metalliche che modificano la distribuzione del campo elettromagnetico), si collochino sempre a livelli inferiori rispetto a quelli stimati preventivamente. INPUT DEL PROGRAMMA Nel caso di valutazioni teoriche ai fini autorizzativi, di un nuovo impianto o di una riconfigurazioni di un impianto esistente, debbono essere innanzitutto individuati anche tutti gli altri impianti esistenti o previsti all interno dell area d indagine e che contribuiscono al livello di campo elettromagnetico globale. Allo scopo vengono selezionati graficamente i siti ospitanti gli altri impianti (su di uno stesso sito possono coesistere più impianti) (Fig.1), Ad ogni sito (Fig.2) sono collegate le informazioni degli impianti di telefonia georiferiti con i rispettivi dati tecnici necessari per le valutazioni (Fig 3). Infine viene selezionata l area da valutare ed il grado di dettaglio della valutazione. Fig. 1 il rettangolo blu individua l area che contiene i vari siti da considerare nella simulazione; su ogni sito sono posizionati uno o più impianti di diversi gestori. Nella valutazione integrata vengono considerati tutti questi impianti Esempio di sito multiimpianto

4 Fig 2 caratterizzazione di un sito con evidenziazione degli impianti che lo costituiscono Fig. 3 caratterizzazione di uno degli impianti costituenti un sito con elencazione delle caratteristiche tecniche delle antenne

5 OUTPUT DEL PROGRAMMA i valori calcolati dei campi elettromagnetici possono venire visualizzati sotto forma di: mappe orizzontali del valore efficace di campo elettrico sovrapposte alla cartografia della zona selezionata, in genere di raggio pari a 200 metri: alcuni esempi sono raffigurati nelle Fig. 4a,4b e Fig.5a,5b (Zoom di una porzione di area) mappe verticali del valore efficace di campo elettrico (vedi Fig. 6) stime puntuali del valore efficace del campo elettrico in corrispondenza di edifici individuati o luoghi di particolare interesse (Fig. 7 ), e tabella contenete i corrispettivi dati (Fig. 7b). Un ulteriore automatizzazione consiste nell aver collegato il programma Argis ad una relazione di valutazione preimpostata e su cui vengono trasferiti automaticamente i dati di input ed i risultati sotto forma di tabelle e mappe; Fig.4a: sezione orizzontale del valore efficace di campo elettrico alla quota relativa di 23.5 metri corrispondenti a 80.8 metri sul livello del mare come quota assoluta ( altezza minima a cui si rilevano i 6 V/m) Fig 4b: sezione orizzontale del valore efficace di campo elettrico alla quota relativa di 14.4 metri corrispondenti a 71.7 metri sul livello del mare come quota assoluta ( altezza minima a cui si rilevano i 3 V/m) Fig.5a: sezione orizzontale del valore efficace di campo elettrico per l edificio sede di installazione di una stazione radiobase all altezza relativa di 26 metri (corrispondente alla quota di gronda dello stabile piu due metri) Fig. 5b:sezione orizzontale del valore efficace di campo elettrico per l edificio sede di installazione della stazione radiobase alla altezza relativa di 24 metri (corrispondente all alla quota di gronda dello stabile) Valori di campo elettromagnetico:

6 Fig 6: Esempio di mappa verticale lungo una delle le principali direzioni di puntamento di un impianto di telefonia cellulare Sezione verticale a 271 N 52,0 m 0 Fig. 7a: zoom con indicati i punti critici sugli edifici indaganti per la stima dei valori di campo elettromagnetico e presenti nell area sensibile* dei 200 metri vista nord Fig. 7a: zoom con indicati i punti critici sugli edifici indaganti per la stima dei valori di campo elettromagnetico e presenti nell area sensibile* dei 200 metri vista sud Punto N Edificio Destinazione D'Uso Dell' Edificio Fig 7b : esempio di tabella riportante i punti indagati e rappresentati in cartografia H Piede H Edificio D α ( ) Hs E tot (V/m) A 80 RESIDENZIALE A' 80 RESIDENZIALE B 82 RESIDENZIALE B' 82 RESIDENZIALE C 79 RESIDENZIALE C' 79 RESIDENZIALE D 233 RESIDENZIALE D' 233 RESIDENZIALE E 236 RESIDENZIALE E' 236 RESIDENZIALE H Piede H Edificio Hs α D E tot Legenda: Quota sul livello del mare del piede dell'edificio; Altezza dell'edificio da piede a gronda come da documentazione; Altezza del punto di stima considerando il dislivello del terreno rispetto al punto in cui è posizionato l'impianto; Angolo sul piano orizzontale tra la direzione del punto considerato e la direzione del nord; Proiezione in pianta della distanza tra punto e impianto in esame; Stima del campo elettrico totale

7 I risultati ottenuti dalle valutazioni, effettuate considerando le ipotesi cautelative indicate in precedenza, rappresentati sia sotto forma di sezioni orizzontali e verticali del campo elettrico, sia sotto forma di stime puntuali sui singoli edifici, permettono una completa caratterizzazione dell ambiente circostante da un punto di vista della propagazione del campo elettrico. In tale modo è quindi possibile individuare quegli edifici e/o luoghi a permanenza di persone che, sulla base dei valori di campo elettrico stimati, risultano più significativi dal punto di vista dell esposizione consentendo pertanto di razionalizzare ed ottimizzare gli eventuali successivi interventi di controllo strumentale. Predisposto a cura di: Giovanna Rubini SSA - Sistema complesso campi elettromagnetici Sezione di Bologna