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Inquinamento elettromagnetico: sorgenti ed esposizione della popolazione.

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Presentazione sul tema: "Inquinamento elettromagnetico: sorgenti ed esposizione della popolazione."— Transcript della presentazione:

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2 Inquinamento elettromagnetico: sorgenti ed esposizione della popolazione

3 Cosa si intende per campo elettrico e campo magnetico? Campo di forzaCampo di forza = regione di spazio attorno ad un oggetto particolare (sorgente di campo) nella quale si manifestano forze su altri oggetti (attrattive o repulsive). Campo elettricoCampo elettrico: un oggetto carico, immerso in un campo elettrico, è soggetto ad una forza che lo fa muovere verso cariche di segno opposto. Il campo elettrico si misura in V/m Campo magneticoCampo magnetico: la calamita esercita sulla limatura di ferro (materiale magnetizzato) una forza attrattiva. Il campo magnetico si misura in A/m o µT.

4 Campo elettromagnetico Campo elettromagneticoCampo elettromagnetico: quando le caratteristiche della sorgente variano nel tempo, essa produce campi elettrico e magnetico oscillanti e dipendenti luno dallaltro, tanto da essere considerati come un unico fenomeno elettromagnetico. Un campo elettromagnetico si propaga dalla sorgente allo spazio circostante come unonda elettromagnetica

5 Londa elettromagnetica Rappresenta la variazione spazio-temporale dei campi elettrico e magnetico emessi da una sorgente e la conseguente trasmissione di energia elettromagnetica

6 Grandezze fisiche che caratterizzano le onde elettromagnetiche Frequenza ( ):Frequenza ( ): numero di oscillazioni dellonda al secondo (si misura in Hertz - Hz) Lunghezza donda ( ):Lunghezza donda ( ): distanza percorsa dallonda durante il tempo di unoscillazione (si misura in metri) (distanza tra 2 massimi) IntensitàIntensità: è determinata dallampiezza del campo elettrico (V/m) e di quello magnetico (A/m).

7 Lo spettro dei campi elettromagnetici Hz Hz ELF (Extremely Low Frequencies) 300 Hz kHz300 Hz kHz LF (Low Frequencies) 300 kHz GHz300 kHz GHz RF - MW (Radio Frequencies, Microwave) Infrarosso - visibile - ultravioletto Raggi X - raggi gamma

8 Trasmissioni radio intercontinentali Trasmissioni radio locali AM Trasmissioni radio CB Corrente elettrica: linee di distribuzione, elettrodomestici.

9 Trasmissioni radio FM e televisive Stazioni radio base telefonia cellulare

10 Radar Forni a microonde domestici

11 Diverse frequenze, diverse sorgenti Campi elettromagnetici ambientali: ELFELF RFRF

12 Sorgenti ELF: elettrodotti, elettrodomestici, videoterminali, apparecchi elettromedicali

13 Caratteristiche dei campi ELF Campi QUASI STATICI campo elettrico e magnetico sono indipendenti luno dallaltro. campo elettricocampo elettrico schermato dalle pareti delle abitazioni + non penetra nel corpo umano. campo magneticocampo magnetico non schermato + penetra nel corpo umano. Vanno misurati SEPARATAMENTE ENTRAMBI.

14 Rete Elettrica Linee TRASMISSIONE (220 kV e 380 kV) Subtrasmissione (66 kV, 132 kV, 150 kV) Distribuzione MT (3-30 kV) Distribuzione BT (220 V, 380 V)

15 Campi elettrici e magnetici generati da linee elettriche In prossimità di una linea elettrica sono presenti un campo ELETTRICO e un campo MAGNETICO Il CAMPO ELETTRICO dipende da: TENSIONE della linea CARATTERISTICHE dei conduttori Il campo elettrico si mantiene costante nel tempo A suolo è spesso ridotto a causa delleffetto schermante dovuto agli oggetti presenti nelle vicinanze (alberi, edifici..) Il CAMPO MAGNETICO dipende da: INTENSITA DI CORRENTE che circola nei conduttori CARATTERISTICHE dei conduttori Il campo magnetico dipendendo dallintensità di corrente non è costante nel tempo, ma dipende dal carico della linea, che varia durante il giorno Non è schermato

16 Tipico andamento dei livelli di campo magnetico sotto una linea ad alta tensione (a tre diverse quote dal suolo).

17 tipico andamento dei livelli di campo magnetico sopra una linea ad alta tensione in cavo (a tre diverse quote dal suolo).

18 Tipico andamento dei livelli di campo elettrico sotto una linea ad alta tensione

19 Esempio di valutazione induzione magnetica in prossimità di elettrodotti

20 SORGENTI ELF DOMESTICHE Corrente CAMPO MAGNETICO Livelli anche elevati, ma LOCALIZZATI Esposizione LIMITATA NEL TEMPO Cosa si può fare per ridurre le esposizioni? DISTANZE TEMPI DI UTILIZZO (risparmio energetico)

21 Sorgenti ELF in ambito medico Magnetoterapia Risonanza magnetica

22 Caratteristiche dei campi RF ONDA ELETTROMAGNETICA campo elettrico e magnetico sono LEGATI luno dallaltro. campo elettrico e magneticocampo elettrico e magnetico interagiscono con gli oggetti (schermatura) e con il corpo umano. Linterazione varia al variare della frequenza. Spesso basta misurarne uno solo.

23 Campi elettromagnetici a radiofrequenza: sorgenti Sistemi per telecomunicazioni (radio, televisioni, Stazioni Radio Base per telefonia cellulare, radar, sistemi satellitari, ecc.) Telefonia mobile (cellulari, cordless) Processi industriali (saldatura, fusione, tempera, sterilizzazione, ecc.) Apparecchiature elettromedicali (radarterapia, marconiterapia, ecc.)

24 IMPIANTI TELEVISIVI IMPIANTI TELEVISIVI IMPIANTI RADIOFONICI IMPIANTI RADIOFONICI IMPIANTI PER TELEFONIA CELLULARE IMPIANTI PER TELEFONIA CELLULARE MHz (VHF) MHz (UHF) MHz (FM) kHz; kHz; 2-26 MHz (AM) MHz (TACS) MHz (GSM) MHz (DCS) MHz (UMTS) MHz (VHF) MHz (UHF)

25 Le antenne Per la trasmissione dei segnali si utilizzano le antenne. Le antenne sono dispositivi in grado di convertire un segnale elettrico in onde elettromagnetiche ed irradiarle nello spazio circostante o viceversa. Le antenne possono essere trasmittenti o riceventi a seconda dell'uso cui sono destinate, oppure possono svolgere tutti e due le funzioni anche contemporaneamente.

26 Diagramma di irradiazione Le antenne non irradiano energia elettromagnetica con la stessa intensità nelle varie direzioni circostanti. Il diagramma di radiazione indica l'intensità di potenza che viene irradiata nelle varie direzioni dall'antenna in esame. Il diagramma di irradiazione esprime quindi la distribuzione nello spazio intorno allantenna dellintensità della radiazione emessa

27 Diagramma di irradiazione in 3 dimensioni Immaginetratta Pontalti et al. (IRST-Trento) Immagine tratta Pontalti et al. (IRST-Trento)

28 Esempi di distribuzione di campo elettrico generati da: unantenna isotropa unantenna non isotropo orientata a 230° Unantenna isotropa tenendo conto della orografia del territorio e della distribuzione degli edifici

29 Caratteristiche delle sorgenti Trasmettitori televisivi e radiofonici: pochi siti, spesso in aree non urbanizzate potenze elevate fino a kW

30 Caratteristiche delle sorgenti Stazioni radio-base Stazioni radio-base: struttura a celle potenze < 300 W (< 50 W per i GSM) diffusione capillare nel tessuto urbano

31 Esempio di SRB in configurazione CLOVER montata su traliccio

32 A B Landamento dellintensità del campo elettromagnetico con la distanza non è prevedibile in modo semplice. Tilt (°) h c.e.(m) Caratteristiche tecniche

33 CAMPO E A 1.5 m DAL SUOLO IN FUNZIONE DELLA DISTANZA DAUNA SRB

34 RAPPRESENTAZIONE SCHEMATICA DEL CONO DI IRRAGGIAMENTODI UNA SORGENTE DIRETTIVA (SRB)

35 Apparecchi mobili Caratteristiche: Trasmissione discontinua Regolazione di potenza in funzione della distanza I valori tipici di emissione variano in funzione del modello e della modalità di funzionamento. In configurazione di utilizzo vanno da circa 10V/m anche fino a 100V/m AL CAMPO EMESSO E ASSOCIATA UNENERGIA CHE PUO ESSERE ASSORBITA DA OGGETTI CIRCOSTANTI

36 FRAZIONE DI ENERGIA EM ASSORBITA DALLA TESTA a TACS - GSM b DCS Immagine tratta da Pontalti et al. (IRST- Trento)

37 PARAMETRI DI ESPOSIZIONE Caratterizzazione dellagente fisico di interesse Ampiezza del campo elettrico: E (V/m) Ampiezza del campo magnetico: H (A/m) Densità di potenza: S (W/m 2 )

38 PARAMETRI DOSIMETRICI Effetto indotto dallagente fisico in seguito allinterazione con lorgano esposto IL MECCANISMO ATTRAVERSO IL QUALE LINTERAZIONE SI ATTUA E COSTITUITO DALLE FORZE ESERCITATE DAI CAMPI ELETTRICO E MAGNETICO SULLE CARICHE ELETTRICHE PRESENTI NEI TESSUTI TALI FORZE SI ESERCITANO SUI DIVERSI COMPONENTI LA MATERIA VIVENTE PROVOCANDO CORRENTI DI CONDUZIONE E SPOSTAMENTO

39 INTERAZIONE CON I TESSUTI BIOLOGICI E PARAMETRI DOSIMETRICI BASSE FREQUENZE: BASSE FREQUENZE: le cariche si spostano induzione di correnti entro il corpo umano tessutoconduttoreisolante Il tessuto può comportarsi come conduttore o come isolante a seconda della frequenza del campo incidente: sotto 1 MHz - buone proprietà conduttive a frequenze intermedie le capacità isolanti crescono al crescere della frequenza sopra 1 GHz hanno buone proprietà isolanti DENSITA DI CORRENTE INDOTTA (A/m 2 ) RADIOFREQUENZE: RADIOFREQUENZE: le cariche oscillano senza spostarsi dissipazione di potenza nei tessuti riscaldamento TASSO DI ASSORBIMENTO SPECIFICO (SAR) (W/kg)

40 PENETRAZIONE DELLENERGIA A RADIOFREQUENZA NEI TESSUTI

41 EFFETTI DEI CAMPI ELETTROMAGNETICI SULLORGANISMO UMANO EFFETTI BIOLOGICI variazioni transitorie della funzionalità di cellule/tessuti/organi, non legati al concetto di danno Si può parlare di effetto biologico solo in presenza di variazioni morfologiche o funzionali a carico di strutture di livello superiore, dal punto di vista organizzativo, a quello molecolare..… EFFETTI SANITARI effetti, anche negativi, sulla salute Perché si verifichi un danno alla salute occorre che leffetto biologico superi le capacità dellorganismo di mettere in atto meccanismi biologici di adattamento e di riparazione del danno stesso.

42 CLASSIFICAZIONE DEGLI EFFETTI DEI CAMPI ELETTROMAGNETICI SULLORGANISMO UMANO acutiEffetti acuti dipendenti dalla dose deterministici: allaumentare della causa è legato un aumento delleffetto. Tali effetti sono direttamente correlati ai parametri dosimetrici già descritti (TERMICI). a lungo termineEffetti a lungo termine non dipendenti dalla dose stocastici: allaumentare della causa è legato un aumento di probabilità delleffetto (NON TERMICI) Gli effetti acuti si manifestano per livelli elevati di esposizione (molto più elevati di quelli tipici dellesposizione in ambiente di vita); si ipotizzano effetti a lungo termine per esposizione a livelli bassi. Obiettivo della protezione: PREVENIRE GLI EFFETTI ACUTI E LIMITARE GLI EFFETTI STOCASTICI

43 Effetti acuti: scosse, bruciature, fibrillazione ventricolare (J > 100 mA/m 2 ) Ipotesi di effetti a lungo termine: tumori infantili, tumori negli adulti, effetti sul sistema neurovegetativo Effetti acuti: riscaldamento dei tessuti problemi ai tessuti non irrorati (cataratta, gonadi) SAR > 4 W/kg aumento di T > 1°C Ipotesi di effetti a lungo termine: tumori infantili, tumori negli adulti, effetti sul sistema neurovegetativo CAMPI ELF CAMPI RF

44 Metodi di indagine sugli effetti stocastici Studi epidemiologici Studi in vivo: –su volontari –su animali Studi in vitro (in laboratorio su colture cellulari)

45 RISULTATI DEGLI STUDI EPIDEMIOLOGICI PER I CAMPI MAGNETICI ELF META-ANALISI E ANALISI POOLED di gruppi di studi epidemiologici: Lagorio et al. (1998): eccesso di rischio dal 40% al 60% sulla base di misure su 24 ore per esposti a più di 0.2 T rispetto agli esposti a meno di 0.2 T Ahlbom et al. (2000): RR =2.0 sulla base di misure per esposti a più di 0.4 T rispetto agli esposti a meno di 0.1 T RR = Rischio medio dei più esposti Rischio medio dei meno esposti La forma funzionale della relazione esposizione-rischio è ignota

46 B ( T) Rischio annuale di morte per leucemia infantile

47 RISULTATI DEGLI STUDI EPIDEMIOLOGICI PER I CAMPI RF Studi di coorte su esposti per ragioni professionali Studi geografici in aree con emittenti radio-TV Studi sugli esposti ai telefoni cellulari: Primi risultati di alcuni studi allinterno del progetto interphone (caso-controllo su tumori cerebrali e del nervo acustico in 13 paesi). -Istituto epidemiologico per il cancro danese: 106 casi, 212 controlli; nessun aumento di rischio di neuroma acustico per uso breve o prolungato (10 anni) del telefono cellulare. -Istituto epidemiologico svedese: 148 casi, 604 controlli; incremento di rischio di neuroma acustico statisticamente significativo per esposizione prolungata (10 anni), restringendo lanalisi ai casi di tumore sul lato della testa dal quale veniva usato il telefono (12 casi e 15 controlli).

48 RISULTATI IARC Nel 2001 la IARC (International Agency for Research on Cancer) ha analizzato gli studi effettuati sinora e classificato i campi in relazione alla loro cancerogenicità: 1) campi magnetici ELF = possibilmente cancerogeni (gruppo 2B) 2) campi elettrici e magnetici statici, campi elettrici ELF = non classificabili a causa dellinsufficienza dei dati (gruppo 3) 3) campi elettromagnetici RF = non valutati ( si prevede che la valutazione delle relative evidenze scientifiche avverrà verso il 2005)

49 CLASSIFICAZIONE DEI CAMPI MAGNETICI ELF EVIDENZA LIMITATA (= associazione che può ritenersi causale, ma della quale non si può escludere la non causalità) DI ASSOCIAZIONE TRA ALTI LIVELLI RESIDENZIALI DI CAMPI MAGNETICI ELF E UN AUMENTATO RISCHIO DI LEUCEMIA INFANTILE Evidenza inadeguata di associazione con altre forme di tumore nei bambini e di associazione tra esposizioni residenziali o occupazionali e qualunque forma di cancro negli adulti Basata sui soli risultati di studi epidemiologici, riguarda il grado di evidenza di cancerogenicità (non il grado di attività cancerogena)

50 LAPPROCCIO CONSIGLIATO DALLORGANIZZAZIONE MONDIALE DELLA SANITA Applicazione delle politiche cautelative (documento Electromagnetic fields and public health – 2000): questo tipo di politiche dovrebbero essere adottate solo sotto la condizione che la stima scientifica del rischio e i limiti di esposizione basati su evidenze scientifiche non vengano minati dalladozione di approcci cautelativi arbitrari. Ciò potrebbe accadere, per esempio, se i limiti venissero abbassati a livelli che non hanno nessuna relazione con i rischi dimostrati… Protezione dai rischi legati allesposizione a campi magnetici ELF (documento Extremely Low Frequencies and cancer – 2001): …rimane possibile che ci siano altre spiegazioni per la associazione osservata tra lesposizione a campi magnetici ELF e la leucemia infantile…lOMS pertanto raccomanda approfonditi programmi di ricerca per dare uninformazione più definitiva. Un possibile approccio è quello di politiche volontarie economicamente efficenti che mirino ad una riduzione dellesposizione a campi ELF.

51 PROTEZIONE DELLA SALUTE NELLA NORMATIVA INTERNAZIONALE Le linee guida internazionali prevedono: LIMITI DI BASE LIMITI DI BASE in termini di grandezze dosimetriche strettamente correlate agli effetti sanitari accertati. Il loro valore numerico viene determinato in base ai valori di soglia relativi alle risposte acute ed ai fattori di sicurezza che, rispetto alle soglie, le varie norme adottano. LIVELLI DI RIFERIMENTO LIVELLI DI RIFERIMENTO in termini di grandezze misurabili, che caratterizzano lambiente in cui avviene lesposizione in assenza del soggetto esposto. QUESTI LIMITI VARIANO AL VARIARE DELLA FREQUENZA

52 FATTORI DI SICUREZZA I fattori di sicurezza utilizzati nelle linee guida ICNIRP variano da ~2 a >10, in relazione al livello delle attuali conoscenze scientifiche sulla dipendenza dalla frequenza dei valori di soglia degli effetti sanitari diretti ed indiretti accertati. In funzione della frequenza e delle corrispondenti grandezze dosimetriche, i limiti raccomandati per la popolazione sono stati ottenuti utilizzando ulteriori fattori di sicurezza, generalmente compresi fra 2 e 5 rispetto a quelli indicati per i lavoratori.

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54 NORMATIVA NAZIONALE: quadro generale LEGGE QUADRO N.36, 22 GENNAIO 2001 Detta i principi fondamentali diretti ad assicurare la tutela della salute, la tutela dellambiente e del paesaggio e a promuovere la ricerca scientifica per la valutazione degli effetti a lungo termine. DECRETI LIMITI Basse frequenze e alte frequenze LEGGI REGIONALI A carattere prevalentemente amministrativo. In Piemonte legge 19 del

55 Limiti di esposizione Valori di attenzione Obiettivi di qualità ELF RF B =100µT E =5000 V/m Variabili con la frequenza, nellintervallo tipico delle telecomunicazioni: E=20 V/m H=0.05 A/m B= 10µT (mediana 24 ore) E= 6V/m (luoghi permanenza prolungata) B=3µT (mediana 24 ore)E= 6V/m (luoghi intensamente frequentati)


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