Modalità di esecuzione delle misure Nell ambito della normativa sulla protezione delle persone da esposizione a campi elettromagnetici devono essere stabilite tecniche di misura appropriate per la verifica dei livelli di campo elettromagnetico nei diversi ambienti in cui possono trovarsi la popolazione e i lavoratori. La problematica delle misure si presenta alquanto articolata in relazione: alle caratteristiche dell ambiente dove si effettua la misura alla tipologia e alla eventuale molteplicità delle sorgenti alle caratteristiche del campo emesso dalla sorgente (frequenza, tipo di polarizzazione, modulazione) alle caratteristiche del campo nel punto di misura (induzione, radiazione, zona di Fraunhofer, zona di Fresnel) all obiettivo della misura (sorveglianza, analisi puntuale o sistematica, interventi di bonifica)
Caratteristiche dell ambiente elettromagnetico Gli ambienti naturali si suddividono id in: ambienti ad aria non confinata (agreste e urbano); ambienti ad aria confinata (domestico, lavorativo, scolastico, sanitario). Esiste una serie di parametri elettrici e magnetici che caratterizzano l ambiente elettromagnetico naturale di un ambiente non confinato quale un campo coltivato, un parco, il cortile di una casa, una via, un terrazzo, una piazza cittadina. La rilevazione di tali parametri sarà preceduta da uno studio topografico dell area area, sulla base della cartografia e della documentazione disponibile; il successivo passo consiste nell elaborazione di reticolo di rilevamento dell area. Ogni nodo del reticolo costituirà il sito della misura.
È inoltre necessaria la conoscenza preventiva dei tracciati delle linee di trasporto e/o della distribuzione dell energia elettrica, dei siti degli impianti per la diffusione radiotelevisiva e di quelli relativi alle stazioni radio base per la telefonia mobile. Parametro Simbolo Unità di misura Campo elettrico medio atmosferico (locale) E V/m Andamento del campo elettrico atmosferico E(t) V/m nel tempo Concentrazione media degli ioni aerei positivi n ±, N ± numero/cm 3 e negativi Andamento temporale della concentrazione n ± (t), N ± (t) numero/cm 3 degli ioni aerei Spettro di mobilità degli ioni aerei n ± (k), N ± (K) numero/cm 3 Conducibilità dell aria +, - -1 cm-1 Densità di carica spaziale C/cm 3 Campo magnetico terrestre (locale) H T Andamento temporale del campo magnetico H(t) T terrestre Presenza di anomalie magnetiche / / Caratteristiche elettriche del suolo R s Radioattività ambientale / Bq/m 3 Parametri elettrici e magnetici caratterizzanti un ambiente elettromagnetico non confinato
Negli ambienti ad aria confinata si procederà dapprima alla caratterizzazione della struttura dei locali in cui effettuare le misurazioni, quindi alla rilevazione quantitativa delle grandezze elettromagnetiche. Parametro (frequenza 0-100 khz) Simbolo Unità di misura Intensità del campo elettrico E V/m Andamento dell intensità del campo elettrico nel tempo Induzione magnetica B T Andamento dell induzione magnetica nel tempo B(t) T Parametro (frequenza 100 khz - 300 GHz) E(t) Simbolo V/m Unità di misura Intensità del campo elettrico E V/m Andamento dell intensità del campo elettrico nel tempo Campo magnetico H A/m Andamento del campo magnetico nel tempo H(t) A/m E(t) V/m Densità di potenza del campo elettromagnetico S W/m 2 Andamento della densità di potenza del campo elettromagnetico nel tempo S(t) W/m 2 Parametri che caratterizzano l ambiente elettromagnetico artificiale
Criteri per l esecuzione delle misure Predisposizione ione e verifica del sistema di misura L allestimento della catena strumentale deve essere eseguito con estrema cura per contenere gli errori di misura entro limiti accettabili. Alcune delle principali precauzioni da adottare sono le seguenti: I cavi di collegamento del sensore allo strumento misuratore, se non in fibra ottica devono essere disposti perpendicolarmente alla direzione della polarizzazione del campo Durante la misura lo strumento non deve subire interferenze Lo strumento non deve appoggiare su strutture conduttrici Il corpo dell operatore deve distare almeno 3 m dallo strumento Nel caso di misure in ambienti confinati, i punti di misura devono essere scelti a distanze dalle pareti di almeno tre volte la dimensione massima del sensore o dell antenna.
Prima di iniziare una campagna di misure è inoltre necessario verificare il corretto funzionamento degli strumenti attraverso i seguenti controlli: Eseguendo le prove funzionali descritte sui rispettivi manuali d uso Nel caso di sonde isotrope, controllando che la lettura sia indipendente dall orientamento della sonda rispetto alla sorgente Verificando eventuali effetti di captazione dei cavi, variandone la posizione rispetto al sensore lasciato in posizione fissa Verificando la scadenza dei certificati di taratura dei componenti il sistema di misura Stima dei valori attesi Prima di procedere alla misura sarebbe opportuno provvedere a una stima dei valori che ci si attende. In certi casi e per valori di campo calcolati molto più bassi di quelli limite previsti, la normativa consente anche di affidarsi alle sole stime numeriche. Tuttavia questa operazione di stima è più complessa delle operazioni i di misura stesse. In assenza dei requisiti per la realizzazione del calcolo teorico, la misura diretta è da considerarsi il criterio più affidabile
Determinazione dei punti di misura Una volta identificato il sito, nello spirito della normativa, si dovrebbero identificare i punti in cui è atteso un valore di campo più alto: ciò non è banale, sia perché spesso non sono note o visibili tutte le sorgenti di campo che irradiano sul sito considerato, sia perché non è semplice determinare quantitativamente il valore del campo riflesso da qualsiasi struttura si trovi in prossimità o internamente al sito di misura. Per risolvere il problema si può alternativamente operare in modo sperimentale posizionando lo strumento di misura in modalità di misura istantanea e perlustrando il sito. Comunque, per preservare quanto possibile lo spirito di ripetibilità della misura, si deve provvedere alla documentazione dei punti di misura con indicazione degli stessi su opportune mappe. Successivamente sarà quindi possibile ripetere le misure negli stessi punti o fare commenti e previsioni i i di massima sull andamento del campo anche in punti in cui il campo non è stato misurato
Tecniche di estrapolazione A partire dai valori misurati è possibile, successivamente alla fase di misura vera e propria, utilizzare tecniche di estrapolazione o di calcolo che, pur non avendo valore di misura, possono essere utili per stabilire l impossibilità che in un dato punto possa essere superato un valore limite, al variare delle condizioni di carico degli impianti o, analogamente, le tecniche di estrapolazione a o e possono o individuare dua situazioni nelle quali la variazione di carico dell impianto potrebbe portare al superamento del valore limite: ovviamente tale valutazione dipende dalle informazioni disponibili sul massimo carico dell impianto. Distribuzione spaziale e temporale delle misure La normativa fa riferimento i a opportuni valori medi dei valori di campo misurati. La prima media è relativa allo spazio di misura: il valore di campo deve essere ottenuto come media spaziale su un area equivalente alla sezione verticale del corpo umano.
Questo comporta di spostare la sonda con continuità nell ambito di circa ¼ m2; tale operazione può essere semplificata utilizzando strumenti palmari che prevedano la modalità di funzionamento in media spaziale. Con riferimento alla distribuzione spaziale, deve essere esaminato un numero di punti adeguato alla lunghezza d onda del campo e delle dimensioni della sonda, per garantire che la misura possa rilevare valori approssimati sia massimi che minimi. Nel caso si utilizzino antenne accordate di dimensioni non trascurabili (per esempio, circa 2 metri per le radiotrasmissioni in modulazione di frequenza), l indagine può essere limitata, per ogni punto di misura, ad una sola altezza dal suolo, (altezza standard di 1.5 m), in quanto il risultato della misura costituisce già una media spaziale del campo sulla lunghezza dell antenna. Nel caso invece si utilizzi un antenna di piccole dimensioni rispetto all altezza media del corpo umano, è generalmente necessario considerare, per ogni punto di misura, più altezze dal suolo per poter ottenere una media spaziale significativa.
A questo scopo si consiglia di eseguire 3 misure, ad altezze standard pari a 1.1 m 1.5 m e 1.9 m da terra o dal livello dei piedi, se l area larea del terreno è al di sopra del livello del terreno: a tali altezze infatti possono essere esposti gli organi più critici di una persona adulta. La seconda media è relativa al tempo di misura: il valore di campo deve essere ottenuto come media temporale su un intervallo di 6 minuti. Il valore di 6 minuti è ritenuto significativo in quanto è pari alla costante di tempo (media) del corpo umano. Infatti, quando il corpo umano aumenta di temperatura, reirradia in misura sempre maggiore man mano che la temperatura cresce; quindi all aumentare dell irradiazione la temperatura cresce sempre più lentamente, sino a che tale aumento cessa del tutto e il corpo irradia, istante per istante, tutto il calore continuamente indotto in esso dal campo. Il tempo mediamente necessario al corpo umano perché la variazione di temperatura sia avvenuta per circa i due terzi del suo valore complessivo è proprio 6 minuti.
L analisi nel dominio della frequenza Le misure di esposizione dei campi elettromagnetici vengono normalmente eseguite nel dominio della frequenza. Esse possono essere classificate in due categorie: A banda larga (broad band): tali misure vengono eseguite con l impiego di strumenti che, entro un certo intervallo di frequenza, hanno una sensibilità pressoché indipendente dalla frequenza stessa e forniscono il valore globale del campo elettrico o magnetico misurato a banda stretta (narrow band): tali misure, dette anche selettive, vengono eseguite con l impiego di strumenti che hanno la possibilità di essere sintonizzati su una frequenza selezionata e che forniscono l intensità del campo relativa alla stessa
In generale è sufficiente effettuare soltanto misure di campo in banda larga se: le misure sono volte ad individuare punti critici in una zona in cui esistono più impianti; la misurazione a banda larga è infatti preferibile in un indagine di primo livello in relazione soprattutto alla sua semplicità di esecuzione il valore misurato in banda larga non supera significativamente il valore del limite più basso applicabile tra quelli relativi alle frequenze di emissioni i i delle sorgenti presenti Viceversa è necessario effettuare la misura utilizzando strumenti in banda stretta se: sono presenti più sorgenti che emettono intervalli di frequenza su cui devono essere applicati differenti valori limite e il valore precedentemente misurato in banda larga è significativamente superiore al valore del limite più basso mediante la misura in banda larga viene evidenziato un superamento del limite per cui si rende necessaria la riduzione in conformità, procedura che richiede di valutare i diversi contributi forniti singolarmente da ogni sorgente
SINTESI DEI PASSI PRINCIPALI PER UNA MISURA DI INQUINAMENTO ELETTROMAGNETICO 1 Acquisire tutte le informazioni relative alle caratteristiche delle sorgenti presenti nelle zone adiacenti ai luoghi di misure ed in particolare per le sorgenti a frequenza superiore a 10 khz: La frequenza delle sorgenti; La potenza di emissione delle sorgenti; l tipo di modulazione delle sorgenti; diagrammi di radiazione delle antenne di trasmissione delle sorgenti. Invece per la misura dei campi elettromagnetici emessi dagli elettrodotti, dalle cabine di trasformazione ed in generale dalle linee, cabine, stazioni e impianti per il trasporto, la distribuzione e la trasformazione dell'energia elettrica (frequenza dei campi emessi inferiore a 10 khz) è sufficiente conoscere: le correnti medie presenti nei conduttori; la tensione nominale dei conduttori.
2 Definire le zone di misura ricercando i punti più esposti; 3 Scegliere il metodo di misura e le condizioni di misura più idonee per garantire la massima precisione dei valori, con particolare riguardo alle sorgenti con emissione fortemente variabile nel tempo; 4 Scegliere la strumentazione più idonea per la misura delle grandezze elettriche e magnetiche; 5 Valutare i rischi per il personale addetto alle misure e per la strumentazione adottando, se possibile, misure protettive quali la riduzione della potenza emessa, la riduzione i del tempo di esposizione, l'adozione di attrezzature di protezione personale quali occhiali e tute metalliche schermanti. Si può ottenere una riduzione del rischio per il personale addetto alle misure effettuando misure preventive a grande distanza dalla sorgente valutando successivamente i valori del campo in zone più vicine mediante calcoli, ed il confronto con valori di precedenti misure e di impianti simili; 6 Registrare ed analizzare i dati delle misure.
Per le misure occorre prevedere una check-list di controllo dei valori ottenuti, simile a quella di test della strumentazione, che comprenda: il confronto del valori misurati con i valori di precedenti esperienze e, se disponibili, con i valori calcolati mediante formule; la misura con un secondo strumento, se disponibile, per la verifica della correttezza del primi valori misurati.