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Campi elettromagnetici: aspetti fisici ed effetti

in Articoli, Benessere e piaceri, Sicurezza e salute sul lavoro, Sicurezza negli ambienti di vita

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Le onde elettromagnetiche sono costituite da due grandezze, campo elettrico e campo magnetico, variabili nel tempo, in genere secondo un’onda sinusoidale, che trasferiscono energia nello spazio oppure tramite apposite linee di trasmissione (per esempio un cavo coassiale).

Il campo elettrico è una condizione dello spazio determinata da presenza di cariche elettriche. Se queste cariche sono in movimento (corrente elettrica) si genera anche un campo magnetico. Un campo magnetico può essere dovuto anche all’azione di un magnete (calamita).

Il parametro fondamentale dell’onda elettromagnetica è la frequenza, ossia il numero di oscillazioni nell’unità di tempo (secondo). La frequenza si esprime in Hertz (Hz). Ovviamente la lunghezza d’onda (distanza tra due massimi oppure due minimi) è legata alla frequenza. La velocità dell’onda elettromagnetica nel vuoto è di 300.000 km/s (velocità della luce).

Importante è sapere che l’energia dell’onda è proporzionale alla frequenza secondo un fattore che è la costante di Planck. Si può misurare in elettronVolt (eV).

L’energia dell’onda, incontrando un “bersaglio” (per esempio il corpo umano) viene trasferita alla materia producendo degli effetti che variano a seconda della frequenza.

Nel cosiddetto spettro elettromagnetico distinguiamo due aree: quella delle radiazioni ionizzanti (con energia grossomodo superiore a 10 eV, tale da rompere i legami chimici di atomi e molecole, e quella delle radiazioni non ionizzanti, con energie non sufficienti per rompere detti legami. In questa area si parla comunemente di campi elettromagnetici.

Tipico esempio di radiazione ionizzante è quella dei raggi X.

In prima battuta si può dire che le ionizzanti presentano dei rischi per la salute (senza una soglia di sicurezza riconosciuta, sia pure, per le basse dosi, a livello semplicemente probabilistico), mentre le non ionizzanti non dovrebbero produrre effetti significativi sulla salute. Ma il condizionale è d’obbligo e anche qui il principio di cautela (gli studi nel settore non sono univoci) ha portato alla definizione di livelli di ammissibilità.

Il campo delle non ionizzanti si può suddividere a sua volta in due zone: quella ottica e quella non ottica. Quella ottica comprende l’ultravioletto, il visibile e l’infrarosso. Il campo non ottico comprende invece le onde radio e le basse frequenze (tipico il caso dell’impianto elettrico domestico a 50 Hz).

Le non ionizzanti possono avere origine naturale (il sole è un facile esempio) o artificiale.

Come già riferito, l’energia di queste onde naturali è bassa, per cui, anche se ci può essere un effetto biologico, non è detto che tale effetto si tramuti in un effettivo rischio per la salute.

Il primo effetto sulla materia delle non ionizzanti è la produzione di calore. Se l’energia è bassa, ovviamente anche la produzione di calore sarà bassa. Quindi con effetti trascurabili. La più potente fonte di radiazione non ionizzante è nel concreto, per l’appunto, quella del sole (ultravioletti o UV). Gli UV, anche se non hanno energia sufficiente per ionizzare la materia, possono produrre comunque effetti devastanti sulla pelle. Possono agire anche sul DNA, causare tumori della pelle e persino interferenze negative sul sistema immunitario.

I cellulari hanno una frequenza alta. Anche qui gli studi in materia non sono univoci. Per i possibili effetti sull’uomo, si rimanda all’articolo specifico.

Qualsiasi corpo, a temperatura diversa dallo zero assoluto, emette radiazioni elettromagnetiche.

La terra stessa emette radiazioni non ionizzanti, di tipo statico o debolmente variabile.

Anche le radiazioni ad alta frequenza sono presenti in natura e sono dovute principalmente, come già detto, alle emissioni del sole (variabili e molto più alte durante le eruzioni solari), della terra, delle galassie.

La potenza di queste radiazioni naturali (fondo naturale) è molto piccola, dell’ordine di 10-7 W/m2.

Le emissioni elettromagnetiche artificiali sono in genere di vari ordini di grandezza superiori a quelle naturali.

Occorre ancora considerare che è riconosciuta dalla scienza (e dalle norme) l’esistenza di persone con ipersensibilità ai campi elettromagnetici.

Ciò premesso, nelle valutazioni del rischio può essere utile sapere che, in un’onda piana che si propaga nel vuoto, le grandezze Campo Elettrico (E) e Campo Magnetico (H), espressi come valori medi di intensità, sono legati alla Densità (S) di flusso di potenza (W/m2), dalla relazione seguente:

S = E2/377 = 377 H2

Da tenere presente inoltre, come prima riferito, che l’intensità di CampoMagnetico H è espressa in A/m (Ampere/metro) e l’intensità di Campo Elettrico E in V/m (Volt/metro).

L’Induzione Magnetica B, che si misura in T (Tesla) è legata ad H dalla relazione:

B = p H

dove p è la permeabilità magnetica del materiale attraversato dal campo (per esempio aria).

Nel vuoto, oppure, con approssimazione, in aria, un campo magnetico di circa 800 A/m  corrisponde ad una induzione magnetica di 1 mT.

In alcune tipologie lavorative il lavoratore può essere sottoposto a delle sollecitazioni elettromagnetiche che vanno a superare quelle della quotidianità.

A titolo indicativo, laddove sono presenti intensi flussi di corrente, sono generati intensi campi magnetici.

Per quanto concerne i campi elettrico e magnetico statici, le soglie di possibile rischio sono piuttosto alte per cui le situazioni lavorative relative non sono comuni.

È da sottolineare comunque che anche un campo magnetico statico può generare fenomeni di induzione nel corpo umano che si muova all’interno del campo. Si tratta in questo caso di effetti biologici paragonabili a quelli dei campi a bassa frequenza.

Nel settore delle Basse Frequenze vari studi hanno determinato un rischio di insorgenza di alcuni tipi di tumore (tumori al cervello ed al sistema nervoso centrale) per esposizione ad elevati campi magnetici, come pure massicce influenze sull’equilibrio ormonale.

Impianti a 50 Hz sono interessati da un’onda di tensione che può essere non perfettamente sinusoidale. Le apparecchiature elettriche contribuiscono a variare notevolmente la forma d’onda originaria. Si generano quindi onde a più alta frequenza (fino ai kHz) e si creano campi elettrici e magnetici di intensità e frequenza variabili.

In corrispondenza di cavi e prese si ha presenza di campo elettrico (anche se non passa corrente). I campi magnetici sono invece generati dal passaggio di corrente elettrica. Se si tratta di cavi compensati (avvolti in modo che gli effetti magnetici si elidano), il campo effettivo sarà debole.

Si ipotizza che i campi a bassa frequenza, dal momento che le frequenze delle onde cerebrali sono negli stessi intervalli (decine di Hz) possano influenzare le attività encefaliche.

Inoltre i campi magnetici variabili provocano fenomeni di induzione elettromagnetica all’interno del corpo, con produzione di correnti interne che vanno ad alterare le condizioni fisiologiche.

Gli effetti più probabili possono essere insonnia, cefalea ed anche, secondo alcuni studi, come detto in precedenza, di tipo tumorale.

Il cuore è un organo sensibile a causa dell’elevata velocità del sangue e della presenza di ioni nei vasi sanguigni, per cui si ipotizzano effetti anche su questo organo.

L’Istituto nazionale per la ricerca sul cancro ha rilevato l’evidenza scientifica di causalità tra l’esposizione a campi elettromagnetici a bassa frequenza e l’insorgenza di leucemie in età pediatrica.

Campi elettrici a bassa frequenza sembrano agire sul sistema nervoso e sulla psiche in genere in modo negativo, predisponendo, in particolare, a rischio di infortunio.

Le misure di protezione consistono in schermature del campo elettrico, compensazione del campo magnetico dei cavi, utilizzo di trasformatori a bassa dissipazione che presentano un basso campo esterno, distanze.

L’influenza sull’organismo dei campi ad Alta Frequenza (a grandi linee dai kHz alle centinaia di GHz) è di tipo termico o non termico. Gli effetti termici (riscaldamento locale del corpo) si ha solamente a soglie di campo piuttosto elevate, per cui, in genere, non vengono considerati.

Gli effetti non termici si manifestano a livelli di campo anche bassi e dipendono dalla frequenza, nonché dalla sensibilità del soggetto.

Le indicazioni di molti studiosi della materia sono per un danno alla salute, anche se i meccanismi di azione non sono ancora ben chiari.

Appare quindi logico, in questa fase storica di acquisizione ulteriore di dati certi, il principio della precauzione.

Nell’analisi della singola realtà lavorativa occorre ancora considerare i rapporti con l’ambiente esterno sempre più saturo di emissioni potenzialmente a rischio.

I livelli di riferimento ammissibili (campo elettrico in V/m, campo magnetico in A/m, induzione magnetica in mT o Esposizione in W/m2) per l’esposizione della popolazione a campi elettrici e magnetici variabili sono stabiliti in funzione della frequenza.

I sistemi di comunicazione devono essere tali da produrre i valori di campo elettromagnetico più bassi possibile compatibilmente con la qualità del servizio al fine di minimizzare l’esposizione.

Riferimento normativo per gli ambienti di lavoro è il decreto legislativo 159 del 1°/08/2016.

In corrispondenza di edifici adibiti a permanenze non inferiori a 4 ore non dovrebbero essere superati i valori di cautela che seguono (indipendentemente dalla frequenza):

6 V/m per il campo elettrico, 0,016 A/m per il campo magnetico e, per frequenze comprese tra 3 MHz e 300 GHz, 0,10 W/m2.

I valori limite raccomandati per campi a 50 Hz da vari organismi internazionali, sia per ambito lavorativo che per ambienti di vita, presentano delle differenze sostanziali. Per gli ambienti di vita i limiti sono a volte molto bassi. Per la scienza genetica, in particolare, il limite del campo elettrico parte da 1 V/m. Ma c’è chi propone 10 V/m.

Da tenere presente che valori medi di campo nelle abitazioni sono: 5-40 V/m; 0,01-0,3 mT.

Elettrosensibilità

E’ di tutti i giorni sentire parlare di effetti negativi sulla salute dei campi elettromagnetici. Si va dal mal di testa all’insonnia, dai deficit di attenzione alle alterazioni dell’umore. Se la dimostrazione della causalità è estremanente difficile, è però facile rilevare che ormai c’è ovunque un’antenna e l’abuso della tecnologia wireless si spreca. Ma anche un noprmale impianto elettrico domestico, come abbiamo visto, genera dei campi.

A questo punto l’unica cosa da fare è seguire il classico principio di cautela. Le vie sono due. Abitare in un luogo sperduto privo di tecnologie oppure servirsi della tecnologia per realizzare delle difese, specie per la zona notte. Per esempio un criterio per eliminare dalla camera da letto i campi a bassa frequenza consiste nell’installazione di un disgiuntore elettrico, che provvede a staccare tensione sul relativo impianto nelle ore notturne, quando le varie utenze vengono spente.

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