Normativa e regolamentazione delle Telecomunicazioni - parte 2

INTERAZIONE CAMPO E.M. ORGANISMO

Campo elettrico Campo magnetico

Generazione e orientazione di dipoli, quindi Induzione di campo elettrico circolazione di corrente

–

scorrimento di cariche correnti. elettrica.

Generalmente, in presenza di un traliccio si verifica Il campo magnetico induce un campo elettrico tale

che, quest’ultimo, provoca uno scorrimento di

una tensione fra testa e piedi, che comporta la

generazione di una corrente. È come se ci fosse una corrente lungo direzioni circolari.

batteria virtuale attaccata al nostro corpo.

Le correnti dipendono da:

1. conducibilità elettrica (di tessuti e organi: grasso, muscoli,

cuore…)

2. permettività

3. raggio del circuito

A bassa frequenza dobbiamo distinguere la componente elettrica da

quella magnetica del campo, che coesistono sempre.

Andiamo a vedere cosa comporta un campo elettromagnetico in un

organismo. l’esemplificazione dei valori di campo elettrico nel corpo umano, valori indotti da un campo

A sinistra si ha

magnetico esterno di bassa frequenza. Il campo elettrico interno, si nota, che non è omogeneo ed è localizzato in

alcune aree in particolare. 12

Matilde Simonini Ingegneria Informatica anno 2022/2023

A destra notiamo un campo elettrico interno indotto da quello esterno a bassa frequenza. In questo caso la

maggiore intensità di campo elettrico è negli arti inferiori.

Campo magnetico

Il campo elettrico indotto (corrente) è più intenso dove il raggio del circuito concatenato è maggiore.

a

Integrando la 1 equazione di Maxwell:

Il circuito concatenato dipende dalla conducibilità elettrica dei tessuti ( = k 0.1 S/m).

σ

Dove è la conducibilità.

Correnti elettriche

Le correnti indotte all’interno dell’organismo sono dannose se superiori a determinati valori.

Sperimentazioni su volontari hanno permesso di accertare gli effetti acuti provocati dalle correnti.

Sono stati determinati i valori massimi di tali correnti per non avere effetti dannosi, ossia le basic restriction,

ICNIRP Guidelines 1998, 2010, 2020) e i livelli di sicurezza di E e B reference levels.

Effetti acuti correnti elettriche

Sono:

▶ Immediati: si manifestano durante tutta la durata della esposizione; possono portare conseguenze

permanenti

▶ Oggettivi: si verificano su tutti gli individui senza eccezioni

Di seguito vengono presentati alcuni effetti acuti che si possono presentare:

Nel 2010 sono stati aggiornati gli effetti descritti in blu.

2

Al di sotto dei 100mA/m sono stati osservati altri effetti.

Documento da approfondire: ICNIRP Guidelines 2010

Basic restrictions

2

Sotto 100mA/m non si osservano effetti dannosi alla salute. – 2 2

Si applica un fattore 10 di sicurezza per eventuali incertezze da 100mA/m si passa a 10mA/m :

 limite per i professionalmente esposti

 categorie di persone volontariamente esposte a campi E.M.

– 2 2

Si applica un ulteriore margine 5 si passa da 100mA/m a 2mA/m :

 limite per le popolazioni

 persone non volontariamente esposte a campi E.M.

 tutela categorie più deboli (bambini, anziani, malati)

Reference levels

Mediante modelli matematici o simulazioni, risultati degli esperimenti di laboratorio si determinano soglie delle

qualsiasi condizione d’esposizione

intensità di E e B sotto le quali in le correnti non possono superare i valori

massimi. 13

Matilde Simonini Ingegneria Informatica anno 2022/2023

Quelli raffigurati sono i valori che non possono mai essere superati. Sono i valori che abbiamo ritrovato anche la

normativa italiana.

L'ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection), ex INIRC (International Non-Ionizing

Radiation Committee) è una commissione indipendente in seno all'IRPA (International Radiation Protection

Association) che a sua volta si ricollega all'Organizzazione Mondiale della Sanità.

Le normative tengono conto solo degli effetti acuti?

Sì, ma l’applicazione del margine di sicurezza tutela le categorie esposte a durate indefinite.

Raccomandano di adottare criteri cautelativi e di evitare tutte le esposizioni non necessarie (direttiva OMS).

L’applicazione del margine di sicurezza tiene conto anche delle incertezze su possibili effetti a lungo termine.

Studi epidemiologici

Si tratta di indagini sanitarie che usano metodi statistici.

L’obiettivo è determinare relazioni tra:

◆ esposizione a fattore di rischio (campi E.M.)

◆ insorgenza di patologie

⇒ Si prendono due campioni di popolazione.

Dall’elaborazione dei dati si ricava il quanto l’esposizione al campo magnetico

RISCHIO RELATIVO, che indica

renda più probabile l’insorgenza della patologia esaminata.

Oltre agli effetti acuti si studiano anche gli effetti cronici per esposizioni ripetute e prolungate.

del danno in funzione di intensità e durata dell’esposizione.

Si vuole stabilire la probabilità di insorgenza

Studi epidemiologici hanno indicato la possibile associazione: –

Insorgenza di gravi malattie (leucemia) 0-14anni Residenza nei pressi degli elettrodotti

μT.

Si è determinato un valore di SAE (Soglia di Attenzione Epidemiologica): SAE = 0.2

Si tratta di un valore abbastanza difficile da rispettare. Per capirlo vediamo gli esempi seguenti.

La Soglia di Attenzione Epidemiologica è un concetto utilizzato nel campo della sorveglianza epidemiologica per

monitorare l'andamento di una determinata malattia o fenomeno sanitario. È definita come un valore di riferimento

predefinito che indica un livello di incidenza o prevalenza di una malattia oltre il quale si ritiene necessario adottare

misure di intervento o monitoraggio più intensivo.

Campo magnetico Campo magnetico: terna singola da 1GW

Vediamo l’andamento del campo magnetico in base alla distanza della linea,

per due elettrodotti ad altezze diverse.

Si noti che alzando il traliccio varia il campo magnetico nei pressi del traliccio

ma a grande distanza la SAE non varia.

La SAE varia poco rispetto all’altezza dei conduttori.

(i colori dei quadratini sono scambiati)

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Campo magnetico: terna doppia da 2GW

Viene esemplificato il campo magnetico massimo al suolo.

Aumentare l’altezza dei conduttori dal suolo abbatte efficacemente il valore

massimo del campo al centro della linea ma la distanza SAE rimane quasi

invariata.

Presentata la distanza SAE, ossia quella per la quale si rispetta il valore SAE,

in funzione dell’altezza minima dei conduttori.

Aumentare l’altezza dei conduttori dal suolo abbatte efficacemente il valore

massimo del campo al centro della linea ma la distanza SAE rimane quasi

invariata.

Campo elettrico Campo elettrico: terna singola da 1GW

Decreto DPCM/03: E < 5000V/m.

11.34m è la minima altezza consentita su un

terreno abitato.

Cavi interrati dell’elettrodotto.

Non abbattono il valore del campo in prossimità

I cavi per linee di potenza sotterranee sono costosi (è necessario realizzare lo scavo).

usano 3 cavi separati (1 per fase) contenuti all’interno di tubi riempiti con olio ad alta pressione.

Si

Costi di installazione, manutenzione e associati anche a perdita di energia maggiore che in linee aeree.

Non si ha l’impatto

Impatto ambientale: scavo, massello di cemento, olio minerale, riscaldamento del terreno.

sociale: “spaventano” di più i cavi esterni dei tralicci che quelli interrati che non sono visibili.

Il campo elettrico non si considera più, in quanto la terra è un isolante molto buono.

Andiamo a vedere il campo magnetico. ⇒

◆ B al livello del suolo: elettrodotto V=380kV I=790A, doppia terna piana: P=1GW h=1.85m.

In prossimità del suolo

◆ B =14.5μT confrontabile con elettrodotto in aria, tenendo conto del diverso livello di corrente trasportata

max

(metà).

◆ B si riduce più rapidamente con la distanza: SAE=24m

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Matilde Simonini Ingegneria Informatica anno 2022/2023

scavi reali scavano per un’altezza

Si nota che anche se è raccomandata una determinata altezza, generalmente gli

minore.

Osservazioni sugli studi epidemiologici

Molti di essi risultano carenti sul piano della significatività statistica (bassissima incidenza delle patologie

considerate).

Sono assai frequenti discordanze nei risultati tra indagini simili.

Non mancano lavori con risultati completamente negativi.

Non è stata determinata una relazione dose/risposta.

Le evidenze di laboratorio sono del tutto insufficienti.

Non è stato finora possibile suggerire un meccanismo biologico plausibile per spiegare i risultati degli studi.

Ad oggi il livello di conoscenza su cui si basano gli studi epidemiologici è ancora insufficiente. C’è ancora tanto

lavoro da fare.

Ambienti domestici

Viene riportata la variazione del campo magnetico in abitazioni singole e

in appartamenti condominiali.

Il campo B del fondo a 50 Hz in ambienti domestici presenta notevole

variabilità temporale a breve e medio termine; si può riconoscere ciclicità

giorno/notte.

B è più elevato negli appartamenti condominiali e minore nelle abitazioni

singole; influenza cablaggio comune e appartamenti limitrofi.

Valori tipici del fondo ambientale sono abbondantemente al di sotto del

limite di sicurezza di 100μT; a volte sono inferiori al SAE=0.2μT.

In questo caso viene calcolata l’emissione di campo

magnetico di due dispositivi.

Sono rappresentate sia distanze positive che negative.

Si noti che nelle immediate vicinanze (meno di 10cm) può

essere abbondantemente superato il limite di sicurezza

ICNIRP (100Nelle immediate vicinanze (meno di 10cm) può

essere abbondantemente superato il limite di sicurezza

ICNIRP (100μT).

L’intensità decade rapidamente con la distanza: SAE dopo

30-80cm.

Tutti questi dispositivi devono avere marcatura CE e devono riportare tutti questi valori nella loro descrizione.

–

Normativa internazionale livelli ICNIRP*

(ripresa dalla normativa europea, raccomandazione 1999/512/CE) Documenti da approfondire: ICNIRP Guidelines 1998, 2010, 2020

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Propagazione delle onde E.M.

Riscaldamento dei tessuti: assorbimento di potenza

Definizione delle normative

Si tratta di un campo molto investigato negli ultimi anni, sia dal punto di vista medico, che tecnico scientifico. Le

applicazioni sono ampiamente diffuse al giorno d’oggi.

Normativa Nazionale. D.P.C.M. 8 luglio 2003. Alta frequenza

Ci sono 3 limiti:

◆ Esposizione

◆ Valore di attenzione

◆ Obiettivi di qualità

Si noti che il limite di esposizione &