ESPOSIZIONE AI CAMPI ELETTROMAGNETICI
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.
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.
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.
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 E i del punto di interesse tramite la: SAR = σ E W i è la potenza elettromagnetica assorbita in un volume elementare V i, σ è la conducibilità del mezzo considerato, i 2 1 = ρ W ρ è la densità della materia in [Kg/m 3 ] dell elemento di volume V i. ρ i V i
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. distribuzione locale della potenza elettromagnetica 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 (SAR m ): potenza assorbita nell unità di tempo nell intero volume V. Se V corrisponde all intero organismo il SAR m fornisce un idea della quantità di calore immessa nel corpo dalla sollecitazione alla quale è sottoposto il sistema termoregolatore.
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 SAR m 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. Intervallo di frequenze in cui l assorbimento è massimo (frequenza di risonanza). 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
I valori dei limiti di esposizione sono basati sul SAR spaziale medio 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: effetti termici 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.
Normative di protezione Normative per la protezione della popolazione e dei lavoratori dai campi elettromagnetici: NRPB 1993; CENELEC 1995; ICNIRP 1998; IEEE1999; Aspetto fondamentale comune è la struttura a due livelli: limiti di esposizione (detti limiti di base): fissati in termini delle grandezze dosimetriche (densità di corrente e SAR) 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.
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: E eff ( 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.