Argomento : Tralicci da Leopoldo ( 20 marzo 2007)

Caro jerry sono Leopoldo...rileggendoti mi son reso conto della tua spicciola preparazione in materia, scrivevi: "Più si aumenta la frequenza, più diminuisce la lunghezza d' onda; più diminuisce la lunghezza d' onda, più le onde acquistano la capacità di penetrare e interagire, modificando il patrimonio proteico di una struttura molecolare organica, vaporizzandone i liquidi per "agitazione molecolare" (principio del forno a microonde)...il fatto che possano o meno essere pochi mW (millesimi di Watt - 1 mW=10 alla meno 3 Watt= 0,001 W), può avere un' importanza relativa, nel senso che i problemi che possono causare questo tipo di onde, pur se non molto potenti, si basano anche su lunghi tempi di esposizione.".Ti allego una parte del mio studio con la preghiera di prenderne visione senza pubblicarlo....sarebbe cattiva pubblicità.
Esposizioni e rischi a breve e lungo termine
I meccanismi di interazione dei campi elettromagnetici con i sistemi biologici, in particolare col corpo umano, e gli effetti biologici associati dipendono sia dalla frequenza che dall' intensità dei campi e dal tempo di esposizione. A frequenze estremamente basse il campo elettrico e il campo magnetico si comportano praticamente come agenti fisici indipendenti tra loro: l'energia rimane localizzata intorno alla sorgente e si comportano praticamente come campo elettrico statico e campo magnetico statico.A frequenze superiori il campo elettromagneticosi manifesta come onde che si propagano simultaneamente nello spazio alla velocità della lucetrasportando l' energia elettrica e magnetica associata ai campi elettrici e magnetici: si parla quindi di "radiazioni elettromagnetiche".

Quando l'onda elettromagnetica incontra un ostacolo, viene assorbita dal mezzo e deposita in esso la sua energia producendo una serie di effetti. Come si è accennato, nel caso dei campi CEM-IR la conseguenza è la rottura dei legami atomici che tengono unite le molecole e le cellule i cui legami chimici vengono interessati tanto più quanta più energia viene in essi depositata dall'onda con danni diretti sulle cellule. Nel caso dei campi CEM-NIR se il mezzo è un sistema biologico, essendo questi campi non ionizzanti, non si manifesta un danno diretto alle cellule; tuttavia si possono manifestare effetti diversi secondo la frequenza ossia l'energia coinvolta.

Grandezze di base e limiti di base
Per campi a bassissima e bassa frequenza, inferiori a 1 MHz, il meccanismo fondamentale di interazione è l' induzione di cariche e correnti elettriche entro il corpo umano, mentre il riscaldamento del tessuto irraggiato è prevalente per i campi a frequenza superiore.

Inoltre in funzione della frequenza del campo incidente il tessuto manifesta proprietà conduttive o isolanti: fino a 1 MHz ha buone proprietà conduttive, a frequenze intermedie queste diminuiscono con l'aumento della frequenza e sopra 10 GHz la penetrazione nel tessuto è ridotta al punto che l'assorbimento riguarda prevalentemente la superficie della pelle e il tessuto è praticamente isolante.

Infatti l'attenuazione del campo elettrico all' interno del corpo umano aumenta all' aumentare della frequenza in conseguenza della diminuzione della sua velocità di propagazione nel tessuto rispetto all'aria e quindi della lunghezza d'onda in quanto aumenta la costante dielettrica (o permittività) del tessuto rispetto all'aria; di conseguenza l'organismo scherma in modo efficace il campo elettrico esterno anche alle basse frequenze. Viceversa il campo magnetico ovvero l'induzione magnetica resta pressoche costante poiche i tessuti non possiedono proprietà magnetiche e quindi la permeabilità magnetica dei tessuti risulta uguale a quella dell'aria; di conseguenza l'organismo non attenua il campo magnetico. Si comprende quindi come il campo magnetico sia l'agente inquinante prevalente ai fini degli effetti biologici che si manifestano alle basse frequenze.

Con l'aumento della frequenza sia il campo magnetico che il campo elettrico producono correnti indotte più intense. Pertanto alle basse frequenze gli effetti diretti, a breve termine o acuti, dovuti ai campi elettromagnetici sono ben rappresentati dalla densità di corrente (A/m2). Ai valori di campo elettromagnetico cui è esposta generalmente la popolazione l'intensità dei campi assorbiti dal corpo non produce effetti a breve termine.

Esistono anche effetti indiretti per contatto con un oggetto metallico che producono la scarica elettrica sulla persona; per tale motivo un'ulteriore grandezza di base alle basse frequenze è la corrente di contatto nei conduttori (mA) e la corrente indotta negli arti (mA).

Alle alte frequenze l'assorbimento aumenta con la frequenza e diminuisce la profondità di penetrazione finchè solo la superficie del corpo è coinvolta dalla potenza dissipata nel tessuto esposto: ad un aumento di assorbimento di energia per unità di spessore corrisponde quindi un aumento di riscaldamento del tessuto irradiato. L'assorbimento dipende anche dal contenuto d'acqua del tessuto: le perdite di energia elettromagnetica nei tessuti biologici sono tanto più elevate quanto più alto è il loro contenuto in acqua e crescono al crescere della frequenza; quindi la profondità di penetrazione è inferiore per i tessuti più acquosi e diminuisce al crescere della frequenza.

Ciò si traduce in una migliore capacità di dissipazione del calore da parte dei tessuti vascolarizzati.

In ogni caso, all'aumentare della frequenza, nel meccanismo di conduzione delle correnti viene coinvolto non solo il tessuto extracellulare, come accade alle basse frequenze, ma l'intera cellula.

A seguito di un aumento della temperatura il sistema di termoregolazione corporeo interviene per ripristinare le condizioni di equilibrio termico, sia dovuto a riscaldamento passivo esterno (diatermia) sia a riscaldamento attivo (come quando si compie un intenso lavoro fisico). Il tempo di reazione per l'uomo è di circa 6 minuti dopo i quali, in un periodo di tempo che dipende dalla potenza assorbita, la temperatura corporea si assesta ad un valore di equilibrio superiore a quello fisiologico. Se l'esposizione prosegue, il sistema non riesce più a compensare l'aumento di temperatura: essa può aumentare fino al collasso con conseguenze irreversibili per l'individuo.

Per correlare lo sviluppo di calore nel sistema biologico in conseguenza di esposizione ai campi elettromagnetici ad alta frequenza e interpretare gli effetti potenzialmente nocivi si usa la grandezza dosimetria SAR, tasso di assorbimento specifico, "Specific Absorption Rate" (W/kg): esso rappresenta la potenza rilasciata dal campo a radiofrequenza e microonde nella massa unitaria di tessuto biologico irradiato: può trattarsi di un valore medio su 6 minuti relativo a tutto il corpo (SAR medio o "total body" o locale (SAR locale o specifico) relativo ad una porzione di 1 o 10 grammi di tessuto per poter rappresentare la dissipazione di calore in "punti caldi" in cui si manifesta localizzazione di assorbimento. Il SAR dipende dalla frequenza e dalle caratteristiche del campo incidente e del corpo irradiato, dalla presenza di materiali elettrici riflettenti e del terreno.

Esiste un particolare intervallo di frequenza in cui l'assorbimento nell'uomo è maggiore. Ciò per un fatto geometrico in quanto il corpo umano agisce come un'antenna ricevente di dimensioni tali che la sua frequenza di risonanza (ossia la frequenza di assorbimento maggiore) è di circa 70 MHz per il corpo intero. Al ridursi delle dimensioni dell'oggetto irradiato, la frequenza di risonanza aumenta e, a parità di densità di potenza incidente, l'altezza del picco di assorbimento aumenta. Pertanto i vari organi saranno caratterizzati da specifiche frequenze di risonanza e quindi da un SAR specifico per particolari frequenze, diverso dal SAR medio: ad esempio il capo presenta una frequenza di risonanza di 350 MHz e il collo di 200 e 350 MHz. Al di sopra dei valori di SAR di 4 W/kg, si determinano effetti acuti nocivi per la salute: cataratte oculari, ustioni della pelle, riduzione dei globuli bianchi e sterilità come conseguenza del riscaldamento indotto superiore a 1°C, che è il limite compatibile con il normale svolgimento dei processi biologici. Si trovano campi RF di questa energia a decine di metri di distanza da potenti antenne FM installate in cima a torri elevate: tali zone sono inaccessibili. Nella normale vita quotidiana non si manifestano livelli di esposizioni così elevate come quelli citati. Per valori di SAR inferiori a 0,4 W/kg, che produce innalzamento di temperatura minore di 1°C, si segnalano i cosiddetti "effetti non termici" a lungo termine, associati ad esposizioni prolungate a campi di bassa intensità (< 0,1 W/m2 corrispondenti a 6 V/m e 0,016 A/m pari a 0,013 mT) non riconducibili al riscaldamento dei tessuti ma a modificazioni funzionali delle cellule, quali disturbi neuroendocrini e comportamentali (astenia, affaticamento, impotenza, perdita della memoria, insonnia, irritabilità, ansia, ipocondria); è anche ipotizzata induzione di tumori ma tali effetti sull'uomo non sono mai stati provati con certezza.

Nel caso di campi pulsati ci si riferisce al SA, assorbimento specifico, "specific absorption", (J/kg) che rappresenta l'energia assorbita da una massa elementare contenuta in un volume elementare di data densità. Riguardo a questa modalità di generazione dei campi è stato rilevato anche un fenomeno uditivo (risale ai piloti militari che manifestavano un tic sonoro ogni qualvolta passavano in volo di fronte a radar attivi): esso risulta legato al fenomeno termico associato alla quantità di energia immagazzinata dal cervello irradiato con microonde di campi elettromagnetici pulsati dovuto alla termodilatazione istantanea della massa cerebrale in conseguenza dell'energia assorbita. Per frequenze superiori a qualche GHz, poiche l'assorbimento è localizzato alla superficie del corpo umano, il SAR medio non è più idoneo a descrivere la potenza localizzata..

Riguardo alle grandezze di base vengono indicati dalle normative limiti di base per la prevenzione di effetti nocivi su persone esposte a campi elettromagnetici: alle basse frequenze la densità di corrente circolante entro i tessuti biologici, alle alte frequenze il SAR e il SA, diversi per esposizione continua (superiore a 6 minuti) ovvero breve con limiti per mani, caviglie, polsi, piedi più alti di quelli relativi al corpo intero in quanto in questi distretti corporei si formano punti caldi. Nella Tabella 1 e nella Tabella 2 dell'Appendice 1 sono indicati i limiti di base ICNIRP per popolazione e lavoratori.

Grandezze di riferimento e livelli di riferimento
Le grandezze dosimetriche di base per il rispetto dei relativi limiti di base per la valutazione della nocività delle esposizioni non sono facilmente misurabili; pertanto vengono tradotte in termini di grandezze di riferimento alle quali corrispondono livelli massimi di riferimento più agevolmente misurabili: sono i valori efficaci di intensità del campo elettrico (V/m) e di intensità del campo magnetico (A/m) ovvero I' induzione magnetica (T) e alle alte frequenza la densità di potenza (W/m2), misurati in assenza del soggetto che perturberebbe il campo incidente. Il rispetto dei livelli di riferimento assicura il rispetto dei limiti di base: questi possono essere superati purchè non si superino i primi.

Nella Tabella 3 e nella Tabella 4 dell'Appendice 1 sono indicati i limiti di riferimento ICNIRP per popolazione e lavoratori.

Campo vicino e campo lontano
La scelta delle grandezze fisiche da misurare (così come l' individuazione della strumentazione idonea, i punti di misura e la necessità di determinare i tempi e la periodicità necessaria) è un problema che va attentamente analizzato quando si intenda una campagna di misure per la valutazione dell'inquinamento elettromagnetico. Le grandezze fisiche da misurare sono generalmente suggerite dai limiti di esposizione con cui ci si deve confrontare, ma il significato intrinseco del valore numerico letto sulla strumentazione è strettamente connesso con la frequenza delle emissioni e con la distanza del punto di misura dalla sorgente. La radiazione elettromagnetica prodotta da una sorgente, a sufficiente distanza da essa, trasporta energia che si allontana dalla sorgente sotto forma di campi elettrici e magnetici i cui valori stanno fra loro in un rapporto costante e che sono convertibili in uno specifico valore di densità di potenza: è la cosiddetta regione di campo lontano in cui il campo elettromagnetico ha una distribuzione con le caratteristiche dell'onda piana. Dal punto di vista operativo, ci possiamo considerare in campo lontano a distanze dalla sorgente pari alla maggiore fra le due quantità 3l e 2d2 /l ove d è la massima dimensione lineare dell'elemento radiante e l è la lunghezza d'onda. In tali condizioni la misura di una sola delle tre grandezze ( campo elettrico, campo magnetico, densità di potenza) sarà sufficiente a descrivere esaurientemente, dal punto di vista protezionistico, il sito.

A distanze inferiori dalla sorgente-campo vicino reattivo o quasi statico-, i campi componenti assumono invece un andamento assai irregolare con rapida variazione di intensità fra punti vicini e con un'energia associata che non abbandona la sorgente ma viene continuamente emessa e riassorbita dal generatore, non sono presenti fenomeni di propagazione dell'energia ma solo fenomeni di induzione elettrica e magnetica: la valutazione dell'energia associata ad un punto è legata alla misura di entrambi i campi presenti, elettrico e magnetico, considerati separatamente. Tale regione si estende dalla superficie della sorgente fino ad una distanza dell'ordine di una lunghezza d'onda ?. In tale situazione una valutazione fatta solo in termini di densità di potenza è priva di significato poichè tale valore viene ottenuto dalla conversione numerica della misura di uno solo dei campi associati, che in campo vicino è priva di fondamento. Tra la regione di campo vicino reattivo e la regione di campo lontano si presenta la regione di campo vicino radiativo in cui i campi elettrico e magnetico non presentano la caratteristica dell'onda piana ma variano in modo notevole da punto a punto. Particolare attenzione comunque si dovrà riservare a campi prodotti da sorgenti multiple di pari o diversa frequenza e alle caratteristiche di campo con cui si sovrappongono nei vari punti di misura.

Effetti biologici, effetti sanitari
Come si è detto, nell'interazione tra un'onda elettromagnetica e il tessuto umano si determina una perturbazione dell'equilibrio preesistente dell'organismo; ciò tuttavia non implica l'esistenza di conseguenze biologiche: un effetto biologico si manifesta quando la perturbazione produce nel sistema variazioni morfologiche o funzionali evidenti di strutture di livello superiore a quello molecolare. Tuttavia ciò non implica necessariamente un effetto nocivo per la salute.

Si ha un effetto sanitario ossia un danno per la salute se la perturbazione biologica supera i meccanismi di adattamento e compensazione naturali dell' organismo. Questi dipendono dal sesso, dall'età, dal peso, dalle condizioni di salute, dalle caratteristiche del tessuto, dalla sensibilità individuale e anche dalle condizioni ambientali esterne nonche dalla presenza simultanea di altri agenti nocivi. I rischi sanitari possono essere determinati da esposizioni acute (effetti a breve termine) che sono accertati al di sopra di una determinata soglia (rischi deterministici o certi) come la stimolazione di muscoli e nervi periferici o l'aumento di temperatura che possa dar luogo a cataratte oculari, ustioni della pelle, riduzione dei globuli bianchi e sterilità ovvero da esposizioni prolungate nel tempo (effetti a lungo termine o cronici) per i quali è difficile stabilire un limite perchè non è possibile definire un nesso certo tra causa (valore di esposizione elettromagnetica) ed effetto (danno conseguente) ma solo stabilire un'associazione statistica tra esposizione (in particolare al campo magnetico) e probabilità che si manifesti l'evento negativo (rischi stocastici) come i disturbi neuroendocrini e comportamentali e la cancerogenesi.