CAMPO VICINODistribuzione spaziale del campo disomogeneaE ed H non correlati

In alta frequenza campo elettrico e magnetico in zona di campo lontano formano un'onda “localmente” piana con ampiezza inversamente proporzionale alla distanza dalla sorgente

La densita' di potenza e' inversamente proporzionale al quadrato della distanza

|E|/| H| = 377 Ω

P = |E|2/377 = 377 | H|2

PARAMETRI DI ESPOSIZIONE

Caratterizzazione dell’agente fisico di interesseAmpiezza del campo elettrico: E (V/m)Ampiezza del campo magnetico: H (A/m)Densità di potenza: P (W/m2)

NELLA REGIONE DI CAMPO LONTANO E’ SUFFICIENTE LADETERMINAZIONE DI UNA DELLE TRE GRANDEZZE FISICHE

Gli effetti di danno alla salute sono correlatial SAR ( potenza assorbita per unita' di peso)

SAR =σ|E|2/d

Con d : densita' in kg/metrocubo

Danni alla salute si manifestano per valori di SAR maggioridi 4 W/kg

Pertanto si e' definita una soglia di esposizione di 0,4 W/kgper i professionalmente esposti e di 0,08 W/kg per lapopolazione

Esposizioni a CEM a frequenze superiori a 100 kHz possono condurre a significativi assorbimenti di energia e incrementi di temperaturaL’assorbimento di energia nei tessuti dipende da diversi fattori:

i parametri del campo incidente quali, frequenza, intensità,polarizzazione, area di esposizione (campo vicino o lontano);le caratteristiche del soggetto esposto quali, dimesioni, proprietà dielettriche dei tessuti;effetti dovuti ad oggetti conduttivi posti in prossimità del soggetto esposto (messa a terra, riflessioni ecc).

( Densita' di potenza incidente 1 mW/cm2 )

Il SAR medio ( W/kg)e' proporzionale alla densita' di potenza incidente sull'uomo

DIPENDENZA DALLA FREQUENZA DEL CAMPO INCIDENTEa frequenze tra circa 100 kHz e 20 MHz, l’assorbimento di energia aumenta rapidamente al crescere della frequenza;tra circa 20 MHz e 300 MHz, possono verificarsi elevati assorbimenti localiNella testa a causa di fenomeni di risonanza parziale;nell’intervallo tra 300 MHz e diversi GHz, avviene un assorbimento locale e non uniforme;al di sopra di 10 GHz, l’assorbimento di energia avviene a livellosuperficiale.

Qualche centimetro a 900 MHz Qualche millimetro a 10 GHz

Frequenza in MHz

in presenza di campi a frequenza diversa

il valore efficace risultante e' :

Etot

=[ E1(f

1)2 + E

2(f

2)2 + E

3(f

3)2+....]1/2

LE NORME FISSANO LIMITI AL CAMPO TOTALE MA E' IMPORTANTE CONOSCERE I SINGOLI VALORI DI E

i ALLE

SINGOLE FREQUENZE AL FINE DI INDIVIDUARE LE SINGOLE SORGENTI

Valore efficace di v(t)= Acos (ω1t) + B cos (ω

2t)

[ V(t)]2 =A2cos2 (ω1t) + B2cos2 (ω

2t)+

+ 2 A B cos (ω1t) cos (ω

2t)

Ma

cos (ω1t) cos (ω

2t) = ½ [ cos( ω

1 + ω

2)t + cos( ω

1 - ω

2)t ]

valor medio di cos2 (ωt) = ½ “ “ cos (ωt) = 0

Quindi

Veff

=( A2/2 + B2/2 )1/2 = ( Aeff

2 + Beff

2 )1/2

Misura di grandezze elettromagnetiche

• Campi elettrici E(f) • Campi magnetici H(f)

Sistema di misura

Trasduttore Misuratore di tensione

Ambiente di misura

Campo elettromagnetico

MISURA A BANDA LARGA

MISURA A BANDA STRETTA

I risultati sono accurati solo se il filtro selettivo e' sufficientemente stretto darisolvere ogni componente spettrale all'ingresso

Banda di risoluzione (RSB)

RSB larga RSB stretta

Z ric

= 50 Ω

FATTORE DI ANTENNA ( ANTENNA FACTOR ) e' il rapporto tra il modulo del campo elettrico incidente e la tensione ricevuta

AF = Einc

/ Vric

FATTORE DI ANTENNA ( ANTENNA FACTOR ) e' il rapporto tra il modulo del campo elettrico incidente e la tensione ricevuta

AF = |Einc

|/| Vric|

Log-periodica

Campo totale nelle misure a banda stretta

in frequenza

TELEFONIA CELLULARE.

A differenza dei sistemi di radiodiffusione, come ad esempio la radio o la televisione, in cui un solo segnale è utilizzato da moltissimi utenti e trasmesso con continuità dalla stazione emittente, nella telefonia mobile la connessione di un terminale non è sempre attiva: è necessario infatti creare un “canale di comunicazione” che effettui il collegamento e quindi permetta la comunicazione

l collegamento è reso possibile su tutto il territorio grazie alla presenza di una rete di “stazioni radiobase”: ogni stazione copre una determinata area geografica o porzione di territorio chiamata “cella”. Per questo la telefonia mobile è definita “cellulare”.

Quando un utente accende il proprio cellulare avviene uno scambio di informazioni tra il telefono e la stazione radiobase di riferimento in quel determinato luogo

La comunicazione tra cellulare e stazioni radiobase ha luogo (nei due sensi) grazie al fatto che entrambi generano un campo elettromagnetico su cui viaggiano i segnali da scambiare.

(BTS – Base Transceiver Station ( o stazione radio base)

La BTS è il mezzo di collegamento verso la retetelefonica fissa o un altro cellulare e.

La banda di frequenza in concessione va dagli 800 ai 1800 MHz.

La potenza irradiata è al massimo di alcunecentinaia di W e i valori di campoelettromagnetico decadono notevolmentecon la distanza dall’antenna.

Nel momento in cui si decide di effettuare una chiamata, il telefono cellulare si connette alla stazione radiobase che attiva il canale di comunicazione con il telefono al quale è destinata la chiamata.

Nel caso di ricezione, la stazione radiobase avrà il compito di “inoltrare” il segnale verso il cellulare cui questo è destinato.Il gestore conosce cosi' la stazione radiobase cui e' collegato ogni utente e quindi dove indirizzare le chiamate in arrivo

L’installazione tipica delle antenne ditrasmissione e di ricezione è su una strutturaposta o sulla sommità degli edifici o di palimetallici ad altezza elevata rispetto agli edificicircostanti.

Spesso le antenne sono leggermente inclinate verso il basso, cosicché la direzione di massima irradiazione non è parallela al suolo e, oltre ad illuminare meglio la cella, si può limitare l’interferenza con le antenne BTS adiacenti

Esempio.

Un’antenna tipica per telefonia cellulare è costituita da una schiera di dipoli lungo D=1.5 m che trasmette ad una frequenza intorno ai 950 MHz, da cui si ricava una lunghezza d’onda

λ=0.32 m

2 D2/λ≈ 15 m

I

:

Il telefonino emette un campo elettromagneticosia durante la fase di stand-by sia durante laconversazione.Quando è attivo (stand-by) inviacon continuità un debole segnale diriconoscimento alla rete,per essere immediatamente rintracciabile.

l telefono cellulare calcola la distanza dalla stazione radiobase di riferimento e quindi limita al minimo la potenza da irradiare per avere un buon collegamentocon la stazione radiobase. In tal modo limita anche la potenza assorbita dall'utente

Il telefono misura l’intensità e la qualità del segnale, e trasferisce queste informazioni alla stazione base(attraverso un canale di controllo) che decide see quando cambiare il livello di potenza.

Dato che l’apparecchio, e soprattutto le antennedei telefonini attualmente in uso, sono tenutevicino alla testa, è in questa parte del corpo cheavviene l’esposizione maggiore ai campielettromagnetici.

Durante la conversazione aumenta l’emissione di campi elettromagnetici ad alta frequenza che èconcentrata soprattutto in prossimità dell’antenna.

Una peculiarità dei telefoni portatili è costituitadalla capacità di variare la potenza irradiata sulcanale radio in modo dinamico su 18 livelli al fine di potermantenere in ogni istante la potenza di trasmissione ottimale, limitando così le interferenze su celle adiacenti eriducendo i consumi sul terminale.

Durante l’uso del cellulare si hanno rilevanti livelli di esposizione solo nelle immediate vicinanze dell’antenna

Oltre il 50% dell’energia assorbita (circa il 50% della potenza emessa) si concentra in 5 cm3 di tessuti:• 70-80% cute, ghiandole salivari e orecchio• 20-30% meningi e encefalo

I livelli più elevati di SAR ( dell' ordine di 1 W/kg)si hanno subito davanti e sopra l’orecchio.

Tuttavia, le dimensioni della testa dell’utiilizzatore, per effetto dei fenomeni di risonanza, possono anche comportare in alcuni punti (hot spots) unassorbimento di energia elettromagnetica alle frequenze UHF (300 MHz – 3 GHz) particolarmente elevato.

TRE APPROCCI PER LA VALUTAZIONE:

Metodi analitici piu' o meno semplificati

Metodi numerici piu' o meno raffinati

Misure sul campo

MISURE DI PROTEZIONE

Limitazione degli accessi

Delimitazione delle aree pericolose

Minimizzazione dell'esposizione

Schermi di protezione individuali

stimare il campo elettromagnetico pergarantire la massima razionalizzazione del sistema globale diantenne per rendere un servizio alla popolazione nel rispetto della normativa vigente e minimizzando le emissioni elettromagnetiche sul territorio.Possibile uso dello strumento:• per garantire la sicurezza della cittadinanza• per il razionale inserimento di nuovi impianti• per favorire l’applicazione dei principi prescritti dallenormative

Campo elettrico dovuto alle stazioni radiobase sul territorio comunale di Brescia a 1,5 metri sul livello del suolo.

•la metà della popolazione -circa 115.000 abitanti- è esposta a valori pari o inferiori a 0.6 V/m

•la maggioranza della popolazione -il 95%- è esposto a valori inferiori a 1.7 V/m ).

In una citta' tipica italiana ( Verona)

Sistemi di protezione individuale

Sistemi di protezione individuale

INFORMARSI, APPROFONDIRE, LEGGERE…

1 ICNIRP Guidelines “Guidelines for limiting exposure to time-varying electric, magnetic and electromagneticfields (up to 300 GHz)” Health Physics, April 1998, Volume 74;

2 RACCOMANDAZIONE DEL CONSIGLIO del 12 luglio 1999 relativa alla limitazione dell'esposizione della popolazione ai campi elettromagnetici da 0 Hz a 300 GHz (1999/519/CE)

3 DIRETTIVA 2004/40/CE DEL PARLAMENTO EUROPEO E DEL CONSIGLIO del 29 aprile 2004 sulle prescrizioni minime di sicurezza e di salute relative all'esposizione dei lavoratori ai rischi derivanti dagli agenti fisici (campi elettromagnetici)

4 LEGGE 22 febbraio 2001, n. 36. Legge quadro sulla protezione dalle esposizioni a campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici.

5 DECRETO DEL PRESIDENTE DEL CONSIGLIO DEI MINISTRI 8 luglio 2003 Fissazione dei limiti di esposizione, dei valori di attenzione e degli obiettivi di qualità per la protezione della popolazione dalle esposizioni a campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici generati a frequenze comprese tra 100 kHz e 300 GHz. (GU n. 199 del 28-8-2003).

6 OMS Promemoria n. 304, “Campi elettromagnetici e salute pubblica - Stazioni radiobase e tecnologie senza fili (wireless)”, Maggio 2006.

7 OMS Promemoria n.193, “Campi elettromagnetici e salute pubblica - I telefoni mobili e le loro stazioni radiobase”, Giugno 2000.

Domande finali:

“Il telefono cellulare fa male se tenuto vicino al corpo?”“Posso stare tanto al telefono?”“Dopo un po’ di tempo che parlo al telefono l’orecchio si surriscalda. Questo provoca danni alle cellule del cervello?”“Se metto il telefono cellulare in tasca fa meno male di quando lo uso in conversazione?Conviene utilizzare l’auricolare, il bluetooth o i dispositivi a viva voce?”“Cosa mi succede quando uso il telefono in auto?”