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INDICE
Introduzione
In questi ultimi anni parecchi motivi hanno portato non solo l’ambiente scientifico, ma più in generale l’opinione pubblica, ad interessarsi dei fenomeni relativi all’elettromagnetismo, ed in particolare alla sua influenza sulla salute delle persone.
All’aumento di interesse ha certamente contribuito quanto è riportato quasi quotidianamente sui mezzi di comunicazione di massa (stampa, televisione, radio, ecc), quasi sempre con toni allarmistici sugli effetti nocivi dei campi elettromagnetici.
A giustificazione del crescente interesse va tenuto presente il notevole impiego dell’energia elettromagnetica che si è verificato nella seconda metà del ventesimo secolo in ogni tipo di ambiente, sia residenziale, sia industriale, con parecchi vantaggi, ma anche con qualche dubbio sull’influenza che può avere un campo elettromagnetico sulla salute dei lavoratori e della popolazione.
Nella presente nota si illustreranno a livello divulgativo alcuni aspetti tecnici e normativi relativi al campo elettromagnetico ambientale, mettendo in risalto in particolare i diversi aspetti delle varie “norme” (leggi, decreti, direttive, ecc.) che in questo settore sono emanate in continuazione a vari livelli: regionale, nazionale, europeo ed internazionale.

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Il fenomeno elettromagnetico
Non è semplice, e forse neppure conveniente in questa sede, affrontare un’illustrazione, seppur grossolana, delle varie leggi fisiche che governano i fenomeni relativi all’elettromagnetismo. Tali relazioni sono, in genere, abbastanza complesse, e richiedono delle conoscenze di base non indifferenti nelle discipline matematiche e fisiche.
Si può tuttavia affermare con una certa generalità che l’elettromagnetismo è una particolare forma di energia, in grado di propagarsi nei materiali e nello spazio libero, con caratteristiche note; le specifiche proprietà di questa forma di energia sono state intensivamente utilizzate nel ventesimo secolo per molti scopi, che hanno profondamente influito sulle modalità di produzione di beni e servizi, e sullo stile di vita di ogni persona. Si pensi a questo proposito alla notevole varietà di apparecchiature che fanno uso dell’energia elettrica attualmente presenti sia nell’ambiente industriale, sia in quello residenziale.
L’intima natura del fenomeno elettromagnetico presenta ancora degli aspetti non del tutto chiari, anche se si conoscono le leggi che governano le sue principali proprietà. Scendendo ad un livello microscopico, si fa presente che un qualsiasi atomo è costituito da un insieme di particelle, fra le quali si ricordano i protoni e gli elettroni; ognuna di queste particelle è dotata di una carica elettrica elementare, negativa per gli elettroni e positiva per i protoni.
Una carica elettrica elementare esercita un’azione nello spazio circostante, caratterizzata da un campo di forze, che complessivamente prende il nome di campo elettrico. Ogni carica elementare è in grado di attirare cariche di segno opposto, e respingere quelle dello stesso segno.
Se ad una carica elettrica si imprime un movimento, si ha la generazione di una corrente elettrica. Questo movimento di cariche manifesta la sua azione all’esterno contornandosi di un ulteriore campo di forze, che prende il nome di campo magnetico.
E’ possibile in pratica avere separatamente un campo elettrico ed un campo magnetico, le cui proprietà ed applicazioni sono certamente interessanti; ma ancora più interessanti sono gli aspetti che si manifestano quando le cariche elettriche sono dotate di un movimento con velocità non costante, in particolare con caratteristiche ondulatorie.
Le più interessanti proprietà del fenomeno elettromagnetico si riscontrano, infatti, a causa di un movimento a velocità variabile delle cariche elettriche. In tutte queste situazioni si ha la presenza contemporanea di un campo elettrico e di un campo magnetico, fra loro intimamente legati, che prende complessivamente il nome di campo elettromagnetico. Tale campo è in grado di propagarsi, con modalità diverse, nei mezzi materiali, nello spazio libero ed in particolare nell’aria e può avere delle influenze sulla funzionalità di un organismo vivente, in particolare sull’uomo.

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Il moto ondoso
Un esempio abbastanza espressivo, che può servire per mettere in risalto a livello intuitivo alcune proprietà del campo elettromagnetico, si può avere osservando il moto ondoso che si verifica in uno stagno quando si getta nell’acqua un sasso; questa situazione è riportata in forma schematizzata nella figura qui sotto.


Come è noto dall’esperienza, la caduta di un sasso sull’acqua genera delle onde concentriche, che si allontanano dal punto di impatto con una certa velocità, e con un’intensità decrescente. Queste onde increspano l’acqua facendola localmente innalzare ed abbassare. Lo spostamento verticale, o intensità dell’onda, è direttamente legato alla dimensione e velocità del sasso lanciato, cioè all’energia impressa all’acqua nell’impatto.
Si prenda in considerazione l’osservazione del fenomeno ondulatorio in un certo istante t1 dopo il lancio del sasso e si consideri una sezione verticale, come indicato nella seguente figura.


Si può osservare che i picchi delle onde sono fra loro distanziati di una quantità, che prende il nome di lunghezza d'onda.
Se si fissa l’attenzione su uno di questi picchi, positivi o negativi (picco X in figura), si può osservare che tale picco si sposta, allontanandosi dal punto di impatto con una certa velocità, che prende il nome di velocità di propagazione. Si può dedurre la velocità di propagazione prendendo in esame la stessa sezione verticale di figura (parte a) in un successivo istante t2, come riportato in figura (parte b), valutando lo spazio percorso dal picco X nell’intervallo di tempo (t2–t1) considerato e facendo il rapporto tra queste due grandezze.
Anche se non messo in risalto dalla schematizzazione di figura, è noto dall’esperienza che il moto ondoso attenua la sua intensità man mano che ci si allontana dalla posizione dove è caduto il sasso; si ha cioè un’attenuazione dell’altezza delle increspature dell’acqua.

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Alcune caratteristiche del fenomeno elettromagnetico

Parecchie caratteristiche riscontrate nel moto ondoso provocato dal lancio di un sasso sull’acqua si ritrovano nell’analisi dei campi elettromagnetici, per quanto ci siano delle sostanziali differenze nelle due diverse tipologie di fenomeni. Anche l’energia elettromagnetica, infatti, si propaga mediante onde, da cui il nome di onde elettromagnetiche.
Un’analisi dettagliata del fenomeno elettromagnetico mette in risalto che si possono individuare due tipi di onde, una dovuta al campo elettrico e l’altra a quello magnetico; questi due campi sono strettamente legati fra loro, in generale da relazioni alquanto complesse, mentre in determinate situazioni queste relazioni si semplificano. In particolare si può dimostrare che se sono soddisfatte alcune condizioni, il campo elettromagnetico assume le caratteristiche di un’onda piana, con i vettori campo elettrico e campo magnetico fra loro ortogonali ed a loro volta ortogonali alla direzione r di propagazione, come rappresentato schematicamente in figura sotto.


Si può dimostrare che la velocità di propagazione dell’onda è funzione delle caratteristiche elettriche e magnetiche del mezzo; in particolare nel vuoto, o in pratica nell’aria, la velocità di propagazione è con ottima approssimazione pari a 300.000 km al secondo (velocità “c” della luce nel vuoto).
In condizioni di onda piana le intensità del campo elettrico e quello magnetico sono fra loro legate da una relazione nota e costante; infatti in questa situazione il rapporto fra il campo elettrico e di quello magnetico assume il valore di 377 ohm (impedenza d'onda).
L’onda elettromagnetica è caratterizzata, oltre che dalla intensità dei campi, anche dalla frequenza, cioè dal numero di volte che l’onda si ripete in un secondo; questa grandezza può assumere valori in un campo molto esteso.
Nell’analisi dell’inquinamento elettromagnetico ambientale il campo di frequenza di interesse parte da frequenze molto basse, o quasi nulle, e si estende fino a circa 300 GHz. E’ un campo di valori particolarmente ampio, con notevoli conseguenze sulle caratteristiche dell’onda elettromagnetica, sulla sua influenza sugli organismi viventi, sulla strumentazione da utilizzare per valutarne l’intensità, ecc..
Si ricorda che per frequenze superiori a 300 GHz si hanno delle onde in grado di interferire con la materia e rompere i legami che tengono uniti gli elettroni ai nuclei in ogni atomo, producendo, se sono soddisfatte determinate condizioni, un ione e degli elettroni liberi. Queste radiazioni prendono il nome di ionizzanti; esse trovano interessanti applicazioni, come ad esempio nella diagnostica mediante raggi X, ed hanno degli effetti non trascurabili, anche nocivi, sugli organismi viventi.
Nell’analisi dell’inquinamento elettromagnetico ambientale non è presa in esame questa tipologia di radiazioni. Le onde che interessano i normali fenomeni elettromagnetici e l’inquinamento ambientale sono, infatti, non ionizzanti. Nel seguito si farà riferimento solo a quest’ultimo tipo di radiazioni.
Un qualsiasi corpo, colpito da radiazioni elettromagnetiche, subisce l’azione delle forze associate al campo. L’effetto che si può avere consiste in una influenza sulle particelle elementari degli atomi presenti, come ad esempio uno spostamento delle orbite degli elettroni, o altro. Tale spostamento è funzione sia dell’intensità, sia della frequenza dell’onda elettromagnetica. Queste azioni a livello atomico possono essere considerate di tipo reversibile, nel senso che l’atomo ritorna nello stato primitivo al cessare della radiazione.
Quali siano le influenze di una radiazione elettromagnetica sulla materia vivente non è ancora stato appurato in modo rigoroso; è però ragionevole supporre che un qualche effetto sia prodotto. Infatti, queste deformazioni degli atomi sottoposti ad una radiazione potrebbero avere delle conseguenze finora non note sulle delicate strutture molecolari degli elementi che costituiscono le cellule di un organismo vivente, con alterazione temporanea e non sempre reversibile della loro funzionalità.

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Fenomeni elettromagnetici naturali

L’ambiente in cui viviamo è sempre stato influenzato da fenomeni elettromagnetici naturali, anche se in forma non consapevolmente percepita da parte dell’uomo. Certamente i fenomeni di tipo “elettrico” con cui l’uomo è venuto a contatto fin dalla sua comparsa sulla terra, sono le scariche atmosferiche durante i temporali.
Le scariche atmosferiche sono eventi transitori, di durata molto breve, ma di intensità elevatissima, con effetti distruttivi anche notevoli.
Già gli antichi si erano anche accorti di alcune proprietà “elettriche” della materia, come ad esempio la debole forza esercitata dall’ambra debitamente strofinata; così pure erano state notate le proprietà di attirare piccoli pezzi di ferro possedute da alcuni minerali provenienti da Magnesia, una località dell’Asia Minore, da cui il nome di magnetismo.
Nella civiltà occidentale solo a partire da non tanti secoli fa si è sfruttato il campo magnetico terrestre per l’orientamento. Nelle civiltà orientali, pur senza conoscere gli aspetti scientifici dei fenomeni elettromagnetici, già qualche millennio fa si davano delle regole di comportamento delle persone, che molto probabilmente avevano a che fare con l’influenza del campo magnetico terrestre. Si ricorda in particolare la pratica ancora oggi largamente diffusa tra i popoli orientali, e parzialmente anche negli ultimi anni in occidente, di orientare il letto in modo che durante il riposo la testa sia rivolta a nord ed i piedi a sud. Si fa presente che all’epoca della formulazione di questa pratica di vita, le conoscenze del fenomeno elettromagnetico erano nulle. Quali siano state le osservazioni sull’influenza di questa posizione sull’organismo umano non è dato a sapere.

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Effetti macroscopici dell'energia elettrica sul corpo umano

Si deve tenere presente che la quasi totalità degli organismi viventi è governata da un sistema nervoso, il quale basa il suo funzionamento su fenomeni elettrici. Nel sistema nervoso si verificano, infatti, movimenti di cariche elettriche, anche se con modalità diverse rispetto alla normale corrente di elettroni che circola nei conduttori di una generica apparecchiatura.
E’ intuitivo che l’energia elettrica, in particolare la corrente elettrica, se fatta circolare intenzionalmente da una sorgente esterna su un organismo vivente ed in particolare sull’organismo umano, può interferire con il funzionamento del sistema nervoso. Le conseguenze di questa interferenza possono essere molto varie. Spesso si hanno delle alterazioni sulla funzionalità dei vari organi comandati dal sistema nervoso, a volte con conseguenze positive, come nei casi di applicazioni terapeutiche dell’elettromagnetismo, ma spesso con conseguenze negative, in particolare quando l’applicazione è casuale, e non controllata.
Gli effetti negativi si possono suddividere in due grandi categorie: quelli acuti e quelli a lungo termine.
I primi sono gli effetti che si manifestano in forma palese e sono quasi sempre avvertiti dall’organismo stesso. A loro volta gli effetti acuti si possono suddividere a seconda delle caratteristiche dell’energia elettrica che investe l’organismo.
I più comuni effetti acuti si verificano quando si viene in contatto con parti in tensione di apparecchiature normalmente alimentate prelevando l’energia elettrica dalla rete di distribuzione alla frequenza di 50 Hz. Ognuno di noi ha certamente avuto l’esperienza di una scossa elettrica nell’operare imprudentemente con l’impianto elettrico domestico, o con un’apparecchiatura difettosa.
In questi casi l’effetto dannoso dell’energia elettrica a bassa frequenza è causato dalla corrente, mentre erroneamente si considera pericolosa la tensione. E’ la corrente che penetra nel nostro organismo per effetto di una tensione applicata; tale corrente si sovrappone a quella naturale prodotta dal sistema nervoso, provocando vari tipi di effetti acuti, in qualche caso di tipo reversibile, ma in alcune condizioni anche irreversibili, con conseguenze che possono essere addirittura letali.
A parità di tensione, la corrente che circola sul corpo dell’operatore dipende dalle parti del corpo che vengono in contatto, dalla condizione dell’epidermide nei punti di contatto, dalla tipologia di indumenti indossati, in particolare dal tipo di calzature, ecc..
L’intensità di corrente proveniente dall’esterno e che circola nel corpo può essere molto modesta, tanto che non si avverte nessuna sensazione; ciò significa che esiste una soglia di sensibilità nel nostro organismo, al di sotto della quale non si ha nessuna sensazione della circolazione di una corrente estranea. Tale valore è dell’ordine di frazioni di mA in condizioni normali, cioè quando il contatto con parti attive di apparati elettrici avviene con l’epidermide, e può invece essere di pochi mA nel caso la circolazione di corrente interessi dei cateteri impiantati sul corpo, oppure elettrodi intenzionalmente posti a contatto con l’epidermide.
Superata la soglia di sensibilità, la circolazione di una corrente estranea provoca nell’organismo una reazione involontaria, come la maggiore parte di noi ha certamente sperimentato toccando per distrazione una parte in tensione di un impianto elettrico. A parte questa reazione immediata, gli effetti di questa circolazione di corrente sembrano nulli, o almeno si ritengono tali in base alle conoscenze finora acquisite.
Se la corrente che circola all’interno dell’organismo aumenta, si arriva a perdere il controllo della muscolatura interessata; il valore minimo che porta a tali effetti prende il nome di soglia di rilascio.
L’intensità di corrente della soglia di rilascio è di circa 15 mA. A causa della perdita del controllo della muscolatura, si possono avere conseguenze anche gravi in quanto il soggetto colpito non è in grado di interrompere autonomamente il contatto. Se ad esempio il contatto interessa una mano, si ha in genere un aumento della presa, con sudorazione, che comporta quindi una diminuzione della resistenza superficiale della pelle, con conseguente aumento della corrente che circola, e peggioramento della situazione globale. Se la corrente interessa i muscoli del torace, il soggetto non è più in grado di respirare e si possono avere conseguenze anche letali.
Un ulteriore aumento della corrente può addirittura andare ad influire sul funzionamento del cuore, con innesco di una fibrillazione ventricolare, processo irreversibile, dal quale si può uscire solo con l’intervento entro pochi minuti di un defibrillatore. Infatti, in condizioni di fibrillazione ventricolare il cuore pulsa in forma non coordinata; in particolare le contrazioni degli atri e dei ventricoli non sono sincronizzate e non si ha la normale immissione del sangue nel sistema circolatorio.
Oltre agli effetti appena descritti, il passaggio della corrente può avere altre conseguenze negative, come aumento della temperatura degli organi interessati, con bruciature anche gravi, e con alterazioni della funzionalità degli organi colpiti.
Tutti questi effetti sono noti, e parecchi sono stati gli accorgimenti per evitare danni alle persone ed alle cose. A questo scopo, da molto tempo tutti gli stati hanno emanato delle norme, o dei regolamenti, che stabiliscono in modo molto dettagliato le caratteristiche tecniche che devono avere gli impianti elettrici e le apparecchiature che utilizzano energia elettrica.
Tutte queste norme possono essere conglobate nella categoria della sicurezza elettrica, attualmente applicate con accettabile impegno da parte sia degli installatori, sia delle ditte costruttrici di apparecchiature.
Si può quindi affermare che, dal punto di vista della sicurezza elettrica, si ha una situazione generale accettabilmente soddisfacente, sia come normative disponibili, sia come precauzioni attualmente adottate nella realizzazione degli impianti.

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Frequenza, lunghezza d'onda, dimensione elettrica

Gli effetti acuti descritti in precedenza, provocati dall’energia elettrica, si verificano quando una persona viene a contatto, anche in modo accidentale, con parti in tensione.
Come è noto, un qualsiasi circuito elettrico genera delle onde elettromagnetiche, che si propagano nello spazio. Si vuole indagare sull’influenza di queste onde sul corpo umano. Esistono parecchi parametri che influenzano l’effetto di un’onda elettromagnetica su un organismo. In questa sede si prendono in considerazione solamente i due principali e precisamente la frequenza e l’intensità del campo. Altri parametri, come la polarizzazione o l’angolo di incidenza dell’onda elettromagnetica, non sono presi in esame, e nel seguito si supporrà che siano sempre verificate le condizioni del caso peggiore nei confronti degli effetti di questi parametri sull’organismo.
Non è semplice analizzare l’influenza del campo elettromagnetico al variare della frequenza, anche tenuto presente il campo di valori molto elevato entro cui può variare questa grandezza.
Con la frequenza è opportuno associare un’altra grandezza, che prende il nome di lunghezza d’onda lambda, definita in precedenza nella presentazione del moto ondoso. Ha un notevole interesse mettere in relazione la dimensione fisica D di un qualsiasi oggetto con la lunghezza d’onda l. Si introduce cioè il concetto di dimensione elettrica DE di un oggetto, data dal rapporto fra la sua dimensione fisica D e la lunghezza d’onda l che interessa.
La dimensione elettrica è quindi funzione della frequenza, cioè dell’inverso della lunghezza d’onda. Mentre la dimensione fisica D di uno stesso oggetto rimane costante, all’aumentare della frequenza, cioè al diminuire della lunghezza d’onda, aumenta la dimensione elettrica DE.
Se si considera una frequenza di 50 Hz, a cui corrisponde nel vuoto una lunghezza d’onda di lambda = c/f = 300.000/50 = 6000 km, un qualsiasi oggetto, o apparecchiatura di uso comune, ha dimensioni elettriche DE molto piccole.
Lo stesso oggetto può invece diventare di dimensioni elettriche non trascurabili se la frequenza è ad esempio di 1 GHz, a cui corrisponde una lunghezza d’onda di 30 cm.

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Campo vicino e campo lontano

A partire dalla sorgente di irradiazione, lo spazio circostante è interessato dalla propagazione di un’onda elettromagnetica, la cui lunghezza d’onda dipende dalla frequenza della sorgente.
Si può grossolanamente suddividere lo spazio circostante la sorgente in due parti, che prendono il nome di campo vicino e campo lontano, come schematicamente indicato in figura.


Non si vuole in questa sede entrare in una dettagliata descrizione delle diverse proprietà del fenomeno elettromagnetico nel campo vicino e nel campo lontano. Si vuole innanzi tutto fare presente che non si ha una netta separazione dei due spazi, come apparentemente potrebbe sembrare da quanto riportato in figura, ma una graduale modifica delle proprietà del fenomeno elettromagnetico all’aumentare della distanza dalla sorgente di irradiazione.
Come si può notare dalla figura, la separazione fra campo vicino e lontano è funzione della lunghezza d’onda, e quindi della frequenza della sorgente. A parità di distanza fisica dalla sorgente, ci si può trovare in condizioni di campo vicino per frequenze basse, e di campo lontano per frequenze elevate.
Nel campo vicino la configurazione del campo elettromagnetico è piuttosto complessa: il campo elettrico e quello magnetico sono fra loro legati da relazioni non semplici ed un’indagine analitica presenta delle notevoli difficoltà. Quando è possibile, si cerca di evitare l’analisi del campo elettromagnetico irradiato in condizioni di campo vicino, non solo per la sua complessità, ma anche per la sua notevole variabilità con la posizione geometrica del punto considerato rispetto alla sorgente. Ma non sempre si può evitare di analizzare le caratteristiche di un campo vicino, in particolare quando la sorgente di radiazione è in bassa frequenza, come nel caso degli elettrodotti.
Più semplice è invece l’analisi di un campo lontano. In questo caso, infatti, i campi elettrico e magnetico sono fra loro legati da una relazione costante e nota, che prende il nome di impedenza d’onda ed assume nel vuoto il valore di 377 ohm. E’ quindi possibile prendere in esame uno solo dei due campi, di solito il campo elettrico, e con una semplice relazione analitica ricavare l’altro.

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Il campo elettromagnetico in bassa frequenza

Una delle principali sorgenti coinvolte nell’inquinamento elettromagnetico ambientale alle frequenze industriali è la rete di distribuzione dell’energia elettrica.
Poiché la frequenza adottata nella rete europea è pari a 50 Hz, la corrispondente lunghezza d’onda in aria è di 6000 km. Ne consegue che qualsiasi punto posto a non eccessiva distanza dalla rete di distribuzione si trova certamente in condizioni di campo vicino.
La caratterizzazione completa dell’irraggiamento prodotto da un elettrodotto in condizioni di campo vicino è piuttosto complessa, e richiede la conoscenza sia del campo elettrico, sia di quello magnetico.
La valutazione dei due campi richiede l’impiego di sistemi di misura leggermente diversi fra loro.
Dalle indagini effettuate a livello internazionale relativamente alla nocività dei campi elettromagnetici, è opinione ormai consolidata che è il campo magnetico quello che deve essere preso in maggiore considerazione, e che può essere nocivo per l’organismo, supposte soddisfatte alcune condizioni.
A questo proposito si ricorda che una delle leggi dell’elettrotecnica stabilisce che un campo magnetico variabile genera una forza elettromotrice (fem) indotta su qualsiasi percorso chiuso; tale fem produce una circolazione di corrente, la cui intensità è legata sia all’intensità del campo, sia alle relazioni geometriche fra campo e percorso chiuso. Ovviamente anche nel corpo umano investito da un campo magnetico variabile si genera una fem, la quale provoca una circolazione di corrente, di difficile determinazione sperimentale in quanto una sua valutazione diretta sarebbe di tipo invasivo.
La corrente indotta dal campo magnetico può provocare dei danni, o degli effetti acuti nell’organismo; infatti, ogni corrente dovuta a cause esterne si sovrappone alle correnti biologiche, alterando quindi il funzionamento di vari organi.
Non potendo misurare direttamente tale intensità di corrente, ma volendo che in ogni caso essa non assuma valori elevati al fine di evitare danni acuti, si fissano dei limiti all’intensità del campo magnetico.
In realtà per la caratterizzazione del campo magnetico sono disponibili più grandezze. La prima è l’intensità del campo magnetico, indicata generalmente con H, e misurata in A/m. A parità di campo magnetico, l’effetto che si ottiene è anche influenzato dalle caratteristiche del materiale presente nello spazio interessato dal campo. Per tener conto di questo effetto si utilizza un’altra grandezza, che prende il nome di induzione magnetica B, legata ad H dalla relazione B= mH, essendo m la permeabilità magnetica del mezzo. L’unità di misura di questa grandezza ha subito negli anni varie trasformazioni. Attualmente è adottato come unità il Tesla. L’intensità di un tesla è molto grande, difficilmente ottenibile in pratica; per i limiti da imporre alla massima intensità dell’induzione magnetica si preferisce quindi ricorrere a dei sottomultipli, fra i quali il più usato è il mT.

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Gli elettrodotti

Gli elettrodotti sono fra le principali sorgenti di inquinamento elettromagnetico ambientale in bassa frequenza.
Si fa presente che, da un punto di vista tecnico, gli elettrodotti sono caratterizzati dalla loro tensione nominale di esercizio, pari in genere a parecchie migliaia di volt.
Gli impianti e le strutture adottate per il trasporto e la distribuzione dell’energia elettrica sono organizzati in modo da mantenere accettabilmente costante il valore efficace della tensione nelle diverse sezioni dell’elettrodotto in qualunque condizione di esercizio.
La differenza di potenziale fra i conduttori produce un campo elettrico, che ovviamente fa sentire il suo effetto nello spazio circostante. Per una determinata linea, essendo il valore efficace della tensione di esercizio costante, tale sarà anche l’intensità del campo elettrico prodotto.
Una protezione contro l’irradiazione del campo elettrico è relativamente semplice. In un normale edificio costruito con elementi portanti in cemento armato, la struttura metallica utilizzata, se opportunamente costruita, costituisce un’efficiente gabbia di Faraday. Tenuta presente la lunghezza d’onda dell’irradiazione a 50 Hz, all’interno di un’abitazione si può ritenere praticamente nullo il campo elettrico generato da un elettrodotto che passa nelle vicinanze. Altrettanto però non si può affermare relativamente al campo elettrico generato dai circuiti interni ad un edificio, che però sono alimentati con una tensione notevolmente inferiore, in genere pari a 220 V.
La struttura metallica interna al cemento armato esercita invece un’azione schermante trascurabile nei confronti del campo magnetico irradiato dall’elettrodotto.
Si ricorda inoltre che il campo magnetico prodotto da un elettrodotto è direttamente legato alla corrente circolante in linea, la quale dipende dal carico ad essa collegato. All’interno di un ambiente residenziale la pericolosità di un elettrodotto non è quindi legata alla sua tensione di esercizio, ma alla corrente che circola, la quale avrà un valore massimo stabilito in sede di progettazione, ma che difficilmente è raggiunta nel normale esercizio. Inoltre la corrente che circola risulta fortemente dipendente dal tempo (nell’arco della giornata, della settimana e dell’anno). Ad esempio si riscontrano dei picchi di corrente durante le ore lavorative, dovuti all’alimentazione delle industrie. In inverno il picco massimo si ha verso le ore 16-17 in quanto, alla corrente necessaria per l’alimentazione delle industrie, si somma quella utilizzata per l'illuminazione negli ambienti residenziali e pubblici. Va inoltre tenuto presente che quanto interessa ottenere con un elettrodotto è il trasporto di potenza elettrica, data dal prodotto della tensione per la corrente (potenza apparente). La società distributrice di energia ha interesse a far circolare la minore intensità di corrente possibile per diminuire le perdite in linea, le quali rappresentano una potenza dissipata e non pagata dagli utenti. A parità di potenza trasportata dall’elettrodotto, per limitare l’intensità di corrente si aumenta la tensione. Si deduce quindi che un aumento della tensione di esercizio di una linea non corrisponde automaticamente un aumento della corrente, parametro che genera il campo magnetico, considerato pericoloso.
Nei normali mezzi di comunicazione di massa (stampa, televisione, ecc.) per dare un’indicazione della pericolosità di un elettrodotto è di solito specificata solamente la sua tensione di esercizio, cosa che induce a credere che un aumento di tale tensione porti ad un effetto dannoso maggiore, mentre il parametro da prendere in esame è la corrente.

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Effetti biologici dei campi elettromagnetici a bassa frequenza

Come prima ricordato, in bassa frequenza l’elemento di maggiore interesse è il campo magnetico, la cui intensità risulta direttamente legata all’intensità di corrente che circola sui conduttori.
Sono state effettuate varie ricerche, soprattutto di tipo epidemiologico, relativamente all’influenza degli elettrodotti, con risultati abbastanza in disaccordo fra di loro. Nonostante queste discordanze, esiste tuttavia un fondato motivo di supporre che il campo magnetico a bassa frequenza possa essere causa di alcune forme patologiche, in particolare di alcune forme di leucemie, che si manifestano con maggiore frequenza nell’infanzia.
Parecchi gruppi di ricercatori a livello internazionale hanno condotto delle indagini sulle popolazioni residenti in prossimità di elettrodotti, oppure su lavoratori la cui attività si svolge in ambienti con campi magnetici di una discreta intensità, come ad esempio elettricisti, addetti alle centrali e sottostazioni elettriche, ecc.
In tutti questi studi epidemiologici è stata presa in considerazione l’influenza del campo magnetico su diverse forme di patologie, per alcune delle quali non si è mai riscontrata una significativa influenza dei campi magnetici, mentre per altre si può affermare che esiste più che qualche ragionevole dubbio, anche se non si è ottenuto un risultato certo.
La difficoltà di ottenere dei risultati accettabilmente sicuri è determinata da un numero di fattori non trascurabile. Studi sistematici su questo argomento sono stati effettuati solo a partire dagli ultimi decenni del secolo scorso, cioè da un tempo appena paragonabile a quello che si suppone consenta ad un effetto a lungo termine di manifestarsi.
L’organizzazione mondiale della sanità ha preso in esame i risultati delle numerose ricerche finora condotte. Ancora non ha potuto esprimere un parere decisivo relativamente all’influenza a lungo termine dei campi elettromagnetici, ma nella classificazione di elementi che possono influenzare la salute umana ha momentaneamente posto i campi elettromagnetici fra i possibili agenti cancerogeni.
Non si ha dunque una certezza scientificamente dimostrata della nocività dei campi elettromagnetici a lungo termine, però non si ha neppure una certezza dell’assenza di nocività. E’ quindi comprensibile l’opportunità di imporre quanto meno delle limitazioni all’intensità dei campi elettromagnetici al fine di evitare delle conseguenze sulla salute della popolazione.

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I problemi dei campi elettromagnetici in alta frequenza

All’aumentare della frequenza il fenomeno elettromagnetico rimane confinato sempre più difficilmente all’interno dei conduttori, e tende più facilmente a propagarsi nello spazio, con conseguente aumento dell’inquinamento elettromagnetico ambientale.
Un aspetto del campo elettromagnetico in alta frequenza è la sua discreta facilità a penetrare nella materia e quindi anche nell’organismo umano, con un primo immediato effetto di trasformazione di energia elettromagnetica in energia termica, oltre ad altri effetti, non sempre noti con dettaglio.
Si vuole sottolineare che quando si parla di effetti sull’organismo dei campi elettromagnetici, in particolare in alta frequenza, non si devono automaticamente considerare solo effetti dannosi. Esistono degli effetti che invece sono utili e benefici; ci sono varie applicazioni nell’ambiente medico, di tipo diagnostico e terapeutico, sperimentate già da decenni e che sono applicate regolarmente nelle strutture sanitarie, con ottimi risultati per diagnosticare e curare specifiche patologie. Si tratta però di applicazioni controllate, sotto la sorveglianza di personale qualificato, utilizzate solamente in casi ben determinati.
In questa sede ha maggiore interesse il fenomeno elettromagnetico di tipo normalmente non intenzionale, che va ad interessare il corpo di una qualsiasi persona.
Mentre con le irradiazioni in bassa frequenza si è in pratica sempre in condizioni di campo vicino, in alta frequenza si può verificare che in un certo punto dello spazio ci si trovi rispetto alla sorgente in condizioni di campo vicino, oppure lontano.
L’analisi degli effetti in condizioni di campo vicino ed in alta frequenza è molto complessa. E’ necessaria la contemporanea conoscenza sia del campo elettrico, sia di quello magnetico, con difficoltà di una loro valutazione, per giunta fortemente variabile anche per spostamenti nello spazio relativamente piccoli.
Più semplice è invece l’analisi dei campi in condizioni di campo lontano, alla quale per semplicità normalmente ci si riferisce, se non espressamente specificato il contrario. Nella valutazione dell’intensità di campo è però necessario verificare di volta in volta che le condizioni di campo lontano siano rispettate.
Gli effetti acuti dovuti al campo elettromagnetico in alta frequenza assumono aspetti diversi da quelli presentati in precedenza a causa di un contatto con parti in tensione in bassa frequenza, o per irradiazione del campo magnetico.
Si deve inoltre tenere presente che le situazioni nelle quali una persona si viene a trovare irradiata da campi elettromagnetici di notevole intensità ed alta frequenza sono state finora nel complesso relativamente limitate, certamente molto meno numerose di quelle in bassa frequenza. E’ quindi giustificato il maggiore interesse delle ricerche finora condotte per gli effetti dovuti ai campi magnetici, prodotti in particolare dagli elettrodotti.
Ma l’attuale diffusione della telefonia cellulare, che si è verificata in questi ultimi anni, ha suscitato un notevole interesse di ricerca anche per gli effetti a lungo termine delle radiazioni ad alta frequenza. I risultati finora ottenuti sono meno consistenti di quelli relativi agli elettrodotti, con le incertezze che queste indagini comportano. E’ però più che giustificata una cautela nei confronti di queste radiazioni, ritenute a ragione più pericolose delle radiazioni in bassa frequenza.
La generazione di campi elettromagnetici di elevata intensità e frequenza si può riscontrare in ambiente industriale nell’utilizzazione di particolari attrezzature. I lavoratori addetti a questi apparati di solito sono sottoposti a controlli medici periodici per tenere sotto controllo l’influenza di questi campi sulla loro salute.
A livello della popolazione si possono verificare esposizioni che comportano effetti acuti in vicinanza di stazioni trasmittenti radio o televisive, oppure di impianti radar.
Attualmente sono guardate con notevole sospetto, creando dei più o meno giustificati allarmismi, le stazioni radio base per la telefonia cellulare, dislocate con densità sempre crescente nell’ambiente urbano.
Gli effetti che si manifestano a causa di radiazioni a frequenze elevate sono molto vari: possono andare dalla perdita dell’equilibrio, oppure allucinazioni nei casi più gravi, ad irritabilità, mal di testa, mancanza di appetito in altre situazioni.
Al cessare dell’irraggiamento, questi effetti acuti di solito spariscono velocemente. Si può quindi ritenere che l’influenza del fenomeno elettromagnetico sia reversibile, almeno per quanto riguarda gli effetti a breve termine.
Molto scarse sono invece le conoscenze sugli effetti a lungo termine di queste radiazioni di notevole intensità.
Comunque, poiché è verificata la presenza di effetti a breve termine dovuti a radiazioni elettromagnetiche in alta frequenza, è naturale che siano state emanate delle disposizioni legislative per la tutela della salute della popolazione.


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