CAMPO VICINO Distribuzione spaziale del campo disomogenea E ed H non correlati
|E|/| H| = 377 Ί P = |E|2/377 = 377 | H|2
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
PARAMETRI DI ESPOSIZIONE Caratterizzazione dell’agente fisico di interesse Ampiezza 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 LA DETERMINAZIONE DI UNA DELLE TRE GRANDEZZE FISICHE Gli effetti di danno alla salute sono correlati al 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 maggiori di 4 W/kg Pertanto si e' definita una soglia di esposizione di 0,4 W/kg per i professionalmente esposti e di 0,08 W/kg per la popolazione
Esposizioni a CEM a frequenze superiori a 100 kHz possono condurre a significativi assorbimenti di energia e incrementi di temperatura L’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).
Il SAR medio ( W/kg)e' proporzionale alla densita' di potenza incidente sull'uomo
( Densita' di potenza incidente 1 mW/cm2 )
DIPENDENZA DALLA FREQUENZA DEL CAMPO INCIDENTE a 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 locali Nella 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 livello superficiale.
Qualche centimetro a 900 MHz Qualche millimetro a 10 GHz
Frequenza in MHz
Valore efficace di
v(t)= Acos (ω1t) + B cos (ω2t)
[ V(t)]2 =A2cos2 (ω1t) + B2cos2 (ω2t)+ + 2 A B cos (ω1t) cos (ω2t) Ma cos (ω1t) cos (ω2t) = ½ [ cos( ω1 + ω2)t + cos( ω1 - ω2)t ] valor medio di cos2 (ωt) = ½ “ “ cos (ωt) = 0 Quindi Veff =( A2/2 + B2/2 )1/2 = ( Aeff2 + Beff2 )1/2
Misura di grandezze elettromagnetiche Sistema di misura
Campo elettromagnetico Trasduttore
Ambiente di misura
• Campi elettrici E(f) • Campi magnetici H(f)
Misuratore di tensione
MISURA A BANDA LARGA
MISURA A BANDA STRETTA
I risultati sono accurati solo se il filtro selettivo e' sufficientemente stretto da risolvere ogni componente spettrale all'ingresso
Banda di risoluzione (RSB) RSB larga
RSB stretta
Z ric = 50 立
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 rete telefonica 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 alcune centinaia di W e i valori di campo elettromagnetico decadono notevolmente con 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 di trasmissione e di ricezione è su una struttura posta o sulla sommità degli edifici o di pali metallici ad altezza elevata rispetto agli edifici circostanti.
Spesso le antenne sono leggermente inclinate verso il basso, cosicchÊ 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 elettromagnetico sia durante la fase di stand-by sia durante la conversazione. Quando è attivo (stand-by) invia con continuità un debole segnale di riconoscimento 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 collegamento con 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 se e quando cambiare il livello di potenza. Dato che l’apparecchio, e soprattutto le antenne dei telefonini attualmente in uso, sono tenute vicino alla testa, è in questa parte del corpo che avviene l’esposizione maggiore ai campi elettromagnetici.
Durante la conversazione aumenta l’emissione di campi elettromagnetici ad alta frequenza che è concentrata soprattutto in prossimità dell’antenna. Una peculiarità dei telefoni portatili è costituita dalla capacità di variare la potenza irradiata sul canale radio in modo dinamico su 18 livelli al fine di poter mantenere in ogni istante la potenza di trasmissione ottimale, limitando così le interferenze su celle adiacenti e riducendo 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 per garantire 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 dalle normative
Campo elettrico dovuto alle stazioni radiobase sul territorio comunale di Brescia a 1,5 metri sul livello del suolo.
In una citta' tipica italiana ( Verona)
•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 ).
Sistemi di protezione individuale
Sistemi di protezione individuale
INFORMARSI, APPROFONDIRE, LEGGERE… 1 ICNIRP Guidelines “Guidelines for limiting exposure to timevarying 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?”