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Elettromagnetismo

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Telefonia mobile e salute

In questi ultimi anni le comunità scientifiche internazionali hanno dedicato un'attenzione sempre maggiore all'analisi dell'impatto ambientale e sanitario relativo all'uso di apparecchiature che emettono campi elettromagnetici (EM).
Prima di addentrarci nello studio dell'interazione fra campi elettromagnetici e sistemi biologici (interazione bioelettromagnetica), occorre avere chiaro che gli effetti biologici legati all'esposizione a campi EM non sono necessariamente indice di patologie, alterazioni e modificazioni dannose per la salute umana.
A tal proposito, riportiamo le definizione formale, data dall'Organizzazione Mondiale della Sanità (WHO), di:

Effetti biologici: una qualsiasi risposta di tipo fisico all'esposizione a campi EM

Effetti rischiosi per la salute umana: qualsiasi effetto biologico che induca modificazioni eccedenti i limiti tollerati dai meccanismi di compensazione del corpo umano.

Lo studio dei possibili effetti dei campi elettromagnetici sui sistemi biologici ha coinvolto, nell'arco degli ultimi 50 anni, numerosi scienziati ed enti di ricerca a livello mondiale. Le indagini sono state opportunamente differenziate in base alle frequenze emesse.
Infatti a frequenze diverse corrispondono differenti meccanismi biofisici di interazione con la materia biologica.
Le ricerca si è interessata sia ai campi di bassa frequenza (linee d'alta tensione, elettrodomestici, etc.), sia ai campi a radiofrequenza (RF) e microonde (emissioni radar, stazioni radio, radiomobili).
La classificazione più comunemente usata nello studio dell'interazione bioelettromagnetica suddivide gli effetti dell'esposizione a campi EM di sistemi biologici in effetti termici e non termici.
Nel corpo umano l'energia portata dalle onde elettromagnetiche alle frequenze del radiomobile si trasforma in colore perciò si parla di effetto termico.

Il timore, comunemente diffuso, che una conversazione al telefonino possa indurre effetti termici rilevanti è infondato.

Infatti i sistemi radiomobili utilizzando livelli di potenza così bassi da indurre un riscaldamento trascurabile rispetto alle normali variazioni di temperatura cui è soggetto il corpo umano (ad esempio nel caso di pratica di uno sport o anche si semplice esposizione al sole). Tale riscaldamento non deve essere confuso con il riscaldamento del telefonino, che è determinato dai circuiti interni del telefonino stesso, come per ogni apparato elettrico.

"Gli standard tecnici internazionali, secondo i quali sono costruiti i telefoni mobili e le Stazioni Radio Base, non consentono che questi provochino alcun riscaldamento significativo".
Fonte: Organizzazione Mondiale della Sanità.

I campi elettromagnetici, alle frequenze utilizzate dalla telefonia mobile, sono non ionizzanti (non possiedono energia sufficiente a rompere i legami chimici biologici), non producono alcuna azione chimica, e il riscaldamento indotto è di gran lunga al di sotto dei valori che potrebbero creare danni biologici. Perciò a fronte dei risultati della ricerca a oggi disponibili, si può ritenere che l'esposizione alle radiofrequenze dei sistemi di telefonia mobile non sia in grado, con tutta probabilità , di determinare l'insorgere di tumori.

"L'evidenza scientifica attuale indica che l'esposizione a bassi livelli di campi a radio frequenza, compresi quelli emessi dai telefonini e dalle Stazioni Radio Base, non inducono né favoriscono verosimilmente, il cancro".
Fonte: Organizzazione Mondiale della Sanità.

Misurazione dell'energia elettromagnetica assorbita dall'uomo a seguito dell'irraggiamento da campi elettromagnetici

Dosimetria e parametri di misura
La dosimetria è la disciplina che si occupa di quantificare l'energia assorbita da un sistema biologico in seguito all'irraggiamento da campi elettromagnetici.
Data la complessità dei fenomeni in gioco, non è semplice correlare direttamente la dose di energia EM impartita con l'eventuale effetto indotto (termico e non termico); a questo scopo viene considerato un parametro appositamente definito: il SAR (Specific Absorption Rate), che rappresenta la potenza assorbita per unità di massa ed è espresso in Watt/kg).
Nel caso di terminali radiomobili, l'utente si trova in prossimità della sorgente (antenna), in questo caso l'assorbimento di energia è localizzato (testa o parti del corpo).
Questo particolare tipo di interazione tra sorgente e soggetto rende particolarmente complesso lo studio del fenomeno elettromagnetico.

Le tecniche di misura
Per calcolare i valori di SAR occorre conoscere la distribuzione, punto per punto, del campo elettromagnetico all'interno del sistema osservato.
Nel caso di esseri viventi la misura diretta dei valori del campo EM è un'operazione praticamente impossibile da effettuare, per cui è necessario ricorrere a tecniche di misura indiretta e a simulazioni al calcolatore per la stima delle grandezze di interesse.
La valutazione della distribuzione del SAR nei soggetti esposti, in diverse condizioni di irraggiamento, viene effettuata per via sperimentale e/o per via teorica; i due diversi approcci vengono spesso utilizzati congiuntamente per condurre analisi in parallelo.

I metodi di misura sperimentali
La dosimetria sperimentale consiste nell'analisi in laboratorio della distribuzione di SAR in cavie animali (in vivo) o in fantocci che simulano animali, parti del corpo o l'intero corpo umano (in vitro).
I fantocci vengono realizzati con tessuti artificiali aventi le stesse caratteristiche elettriche dei tessuti reali e possono essere antropomorfi e non antropomorfi, omogenei, se l'involucro viene riempito con un unico tessuto sintetico, o non omogenei, se vengono realizzati con diversi strati.
Le misure dell'energia elettromagnetica assorbita (SAR) all'interno del tessuto biologico o del fantoccio che lo rappresenta, viene effettuata mediante l'uso di opportuni sensori.

I metodi di misura teorici
I metodi teorici consistono nella realizzazione, mediante complessi sistemi computazionali, di modelli che simulano il problema elettromagnetico riproducendone al calcolatore la propagazione del campo EM in condizioni quanto più possibili simili alla realtà .
Fra le tecniche teoriche utilizzate per lo studio del bioelettromagnetismo, negli ultimi anni si è largamente diffuso il metodo numerico delle "Differenze Finite nel Dominio del Tempo", meglio conosciuto con l'acronimo FDTD.

La definizione dei limiti
Nella tabella 1 vengono illustrati gli incrementi di temperatura (DT) necessari per indurre un qualsiasi tipo di alterazione patologica, a livello di specifici organi e dell'intero corpo.

Effetti assolutamente analoghi si presenta quando si viene sottoposti a situazioni di stress di tipo termico come, ad esempio, lavoro in ambienti ad alta temperatura, stati febbrili ed esposizione al sole, piuttosto che a irraggiamento da campi elettromagnetici.

Cervello DT>4.5 C danneggiamento termico dei neuroni
Occhio DT>3-5 C opacizzazione del cristallino (cataratta)
Pelle DT>10-20 C danneggiamento termico
Intero corpo DT>1 -2 C vari effetti fisiologici
DT>0,06 - 0,08 C soglia di semplice percezione del calori

In relazione a ciò , studiosi e ricercatori in tutto il mondo e comitati scientifici internazionali sono concordi nel ritenere che, per non avere alcun effetto fisiopatologico, è sufficiente che l'innalzamento di temperatura non superi il livello di soglia di 1 C in alcuna parte del corpo umano.
I livelli di SAR corrispondenti a questo incremento termico vengono, quindi, presi come riferimento per la stesura della regolamentazione dei livelli di emissioni a radiofrequenza, previa l'introduzione di ulteriori margini di sicurezza.

 
Simulazione al calcolatore: il metodo FDTD.

Lo studio dell'irraggiamento della testa durante l'uso dei telefonini viene simulato al calcolatore suddividendo il volume sotto esame in celle di forma cubica, ognuna delle quali viene riempita con diversi materiali (osso, muscolo, grasso, cervello), assegnando opportuni valori delle caratteristiche elettriche di permettività e conducibilità .
Una volta impostato il problema da risolvere, il calcolatore procede al calcolo dei valori del campo, cella dopo cella, per passi temporali successivi.

(Tratto dalla documentazione disponibile sul sito di TIM)