Studio sulle interazioni e sugli effetti delle radiazioni sul corpo umano: normative di riferimento

Studio sulle interazioni e sugli effetti delle radiazioni sul corpo umano: normative di riferimento

In diritto si definisce atto normativo (o legge in senso materiale) un atto giuridico che ha come effetto la creazione, modificazione o abrogazione di norme generali e astratte di un determinato ordinamento giuridico in base alle norme sulla produzione giuridica vigente nel medesimo ordinamento.

Sebbene ci siano fonti che suggeriscano una coesistenza e un perfetto sincronismo tra evoluzione tecnologia e stesura delle normative e degli standard di riferimento vigenti, dalla definizione di legge risulta evidente che il verificarsi dell’evoluzione e dell’esplosione dell’utilizzo delle tecnologie non può che essere antecedente alla stesura di tali documenti a valore normativo. Questo è ancor più elementare se si pensa che non esiste la possibilità di studiare, sul campo, e quindi fare misurazioni reali, quando non siano operative (e quindi presenti sul territorio), tra le altre, le Stazioni Radio Base di cui stiamo trattando.

Alla luce di queste oggettive considerazioni, il dibattito sui campi elettromagnetici e su come impattano sulla vita quotidiana si è fatto sempre più acceso. E mentre studiosi di ogni nazione sono designati a condurre studi in merito alla questione, diversi organi sono incaricati di promulgare direttive e stabilire parametri di progetto e dimensionamento per rendere questi apparati il più innocui possibile. Tra gli altri, gli organi in oggetto c’è l’IRPA (International Radiation Protection Association), un comitato dell’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS), oggi ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Protection). Vi è, inoltre, l’ANSI-IEEE (American National Standards Institute-Institute of Electrical and Electronics Engineers) ed il CENELEC (Comité Européen de Normalisation Électrotechnique), ovvero lo “European Committee for Electrotechnical Standardization”. Un altro organo competente in materia è l’FCC, ovvero la “Federal Communications Commission” che è un’agenzia non governativa americana il cui scopo è disciplinare le comunicazioni via etere negli USA.

Le conoscenze acquisite dalla comunità scientifica hanno consentito l’emanazione, da parte di questi organismi tecnici, di standard di sicurezza riportanti i limiti di esposizione ai campi elettrici e magnetici. Sono due, in particolare, le direttive di nostro interesse: la “Direttiva Bassa Tensione CEE 73/23 e CEE93/68”, poi sostituita nel 2006 dalla “Direttiva 2006/95/CE del Parlamento Europeo e del Consiglio”, che riguarda tutti i macchinari in cui sono presenti circuiti elettrici a bassa tensione, e la “Direttiva EMC (CEE 89/336, 92/31, 93/68)”, il cui scopo è la libera circolazione dei beni attraverso il soddisfacimento degli obiettivi definiti dagli standard sviluppati dagli enti di normalizzazione.

Nella prima delle due leggi si dettano, a tutte quelle aziende che rientrano a far parte del ciclo produttivo dei dispositivi, le condizioni alle quali devono sottostare perché i loro prodotti possano essere dichiarati conformi, condizione necessaria per la commercializzazione. Tra i vincoli imposti vi sono:

    – protezione contro i contatti diretti e indiretti;
    – dimensionamento degli isolamenti;
    – limitazione delle sovratemperature;
    – sicurezza e guasto in caso di sovraccarico.

La seconda direttiva stabilisce, invece, il criterio di applicabilità che è relativo a tutti i prodotti, elettrici ed elettronici, nonché agli impianti ed installazioni con componenti della stessa natura, che possono creare perturbazioni elettromagnetiche o il cui funzionamento possa venire influenzato dalle stesse [da 22 a 28].

A questo punto, è utile sottolineare che sussiste una differenza tra i requisiti EMC della Direttiva Macchine e quelli della Direttiva EMC; in osservanza al requisito della Dir. Macchine, il macchinario deve essere progettato e costruito in modo che il suo funzionamento non sia perturbato dalle radiazioni esterne. Nel caso della Direttiva EMC, si enuncia che gli “apparati elettrici devono essere costruiti in modo che i disturbi elettromagnetici che questi possono generare non superino livelli tali da consentire alle apparecchiature radio-telecomunicazioni ed alle altre apparecchiature di funzionare come previsto”.

“Gli apparecchi elettrici devono inoltre avere un adeguato livello di immunità dai disturbi elettromagnetici in modo da funzionare come previsto”. C’è da dire, comunque, che i criteri di prova potrebbero differire per le due direttive; l’analisi del rischio per la Direttiva Macchine dovrebbe trattare il problema, ad esempio, nel caso in cui si utilizzino radiazioni ionizzanti. I livelli previsti per immunità radiata sono 3V/m – 10V/m ma macchine che usano la radiofrequenza per il processo produttivo, o con grossi inverter, possono produrre livelli ben maggiori (anche 10 volte).

I valori di riferimento per le densità di potenza di cui al paragrafo precedente vanno da 2,75-2,97 mW/cm2 per esposizioni dirette, fino a 0,41-0,45 mW/cm2 per l’esposizione pubblica in un range di frequenze compreso tra 825-890 MHz. Per le frequenze più basse utilizzate per le stazioni BTS, le linee guida dell’ANSI/IEEE indicano valori intorno ai 580 μW/cm2, mentre le linee guida dell’ICNIRP parlano di 435 μW/cm2.

La FCC ha stabilito, per quanto concerne gli apparecchi radio mobili, un limite di esposizione alle radiazioni in termini di SAR di 1.6 W/kg riguardo all’esposizione parziale del corpo, compreso la testa, ed un valore di 0.08 W/kg per l’esposizione dell’intero corpo. Per quanto concerne le mani, i piedi, I polsi e le anche il limite arriva fino a 4 W/kg, valore medio riferito a 10 gr di tessuto. In Europa, il CENELEC, ha fissato, invece, il limite massimo per l’esposizione del corpo di 2 W/kg, valore medio riferito sempre ad un campione di tessuto di 10 gr.

Il Decreto Interministeriale (Ambiente, Sanità, Comunicazioni) n. 381 del 10 settembre 1998 fissa i limiti di esposizione della popolazione ai campi elettromagnetici generati da antenne e ripetitori per telefonia mobile ed emittenza televisiva, nell’intervallo di frequenze comprese tra 100 kHz e 300 GHz, escludendo quindi le frequenze utilizzate per il trasporto dell’energia elettrica (50 Hz).

Esso stabilisce, per la prima volta, una regolamentazione nazionale superando le precedenti regionali, il cui limite di 20 V/m (1 W/m2) nelle bande di frequenza del sistema GSM 900 e GSM 1800 è fortemente più cautelativo dei 42 V/m (4,65 W/m2) stabiliti l’8 giugno 1999 dalla Comunità Europea. In linea con questo approccio cautelativo, il decreto introduce un ulteriore “obiettivo di qualità”, fissando il limite di 6 V/m (0,1 W/m2) in corrispondenza dei punti, negli edifici, in cui la permanenza continuativa delle persone supera le quattro ore.

I limiti riportati nelle normative di protezione sanitaria derivano sempre da un’analisi attenta della letteratura esistente e dall’introduzione di molti fattori di sicurezza, in funzione di quello che è lo stato dell’arte della ricerca in materia. Infatti, i livelli di campo ai quali è consentita l’esposizione della popolazione risultano essere sostanzialmente inferiori al valore al di sotto del quale gli enti di studio internazionali non hanno, finora, riscontrato effetti nocivi alla salute documentati in modo scientifico.

In ultimo, è importante sottolineare che è dovere e interesse della comunità scientifica procedere, unitamente all’evoluzione della tecnologia, all’individuazione degli effetti che essa produce. Continuare a studiare questa materia in ogni suo aspetto non è, quindi, solo sintomo di attenzione e responsabilità ma un indispensabile elemento di garanzia di massima validità scientifica delle norme attuali e future.

Esempio numerico
Per questo esempio numerico, la sorgente della radiazione elettromagnetica è una Stazione Radio Base GSM montata su di un tetto di un palazzo a circa 15 metri di altezza dal suolo. Visto in diagramma di radiazione, ci sono 3 possibili direzioni di radiazione, ovvero 3 settori in cui l’energia elettromagnetica è concentrata.

Di seguito vengono riportati i risultati numerici relativi ai campi elettrici ed alla densità di potenza calcolati dall’analisi della radiazione GSM per il campo lontano:

I livelli di riferimento per una sorgente di queste frequenze per la popolazione sono:

Elim=42 V/m, Slim=4.8 W/m2

Prima di continuare questa trattazione è indispensabile introdurre un concetto del quale, per il momento, viene data solo una definizione sommaria e che verrà analizzato più approfonditamente più avanti; si tratta del tasso di assorbimento specifico, SAR (“Specific Absorption Rate”) che misura la quantità di potenza assorbita dal corpo quando questo è esposto ad onde elettromagnetiche. Ogni telefono cellulare viene testato per le emissioni di onde radio. La misura viene fatta con metodologie che rispettano gli standard internazionali. Il fatto che l’apparecchio cellulare testato dimostri un valore di SAR entro gli standard è condizione necessaria per la sua commercializzazione.

Sulla base dei valori del campo totale di un’antenna della Stazione Radio Base calcolati nel caso peggiore, il SAR viene calcolato attraverso la formula approssimata:
SAR = σρE0zinck0k2ε1-jk2(l-z)

dove E0zinc è il campo nella regione vicino alla testa, k2, invece, rappresenta il numero d’onda del tessuto cerebrale, l è lo spessore del tessuto osseo, σ è la conduttività del tessuto osseo. I risultati numerici del SAR ottenuti mediante la formula appena indicata sono indicati nella tabella seguente:

Misure di un campo GSM

I valori di interesse per il campo elettromagnetico sono:

    – Campo elettrico E, misurato in V/m;
    – Campo magnetico H, misurato in A/m;
    – Densità di potenza S, misurata in W/m2;

Queste grandezze, ed i rispettivi valori, sono correlati dall’espressione:

S=E2377 Ω=H2∙377 Ω

In origine, nella regione di campo lontano, si calcolavano solo i valori di campo elettrico e magnetico, mentre le altre grandezze venivano ricavate da questi valori. È importante sottolineare che questa relazione vale solo nel caso di campo lontano. Vi è infatti un’altra relazione che vale nel caso di campo vicino che è:

Rlim= 2Dfc

in cui abbiamo indicato con Rlim il contorno della regione di campo vicino. Essa, come si vede dalla relazione, dipende dalla frequenza di lavoro e dalla grandezza dell’antenna (D).

Per il caso di antenne GSM, a distanze maggiori di 10 metri ci troviamo nella regione di campo lontano e quindi ne valutiamo soltanto quella.

L’indice completo degli articoli relativi alla tesi di laurea sulla interazioni e sugli effetti delle radiazioni sul corpo umano, è disponibile qui

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