GENERALITA' SUI CAMPI ELETTRICI E ELETTROMAGNETICI

            Le radiazioni elettromagnetiche ed i campi elettrici, non sono radiazioni ionizzanti e differiscono totalmente da queste per gli effetti che possono avere sugli esseriviventi, oltre che per le loro caratteristiche fisiche.
            In questo capitolo verranno esaminati solo in modo generico i fenomeni di interazione delle radiazioni non ionizzanti con i tessuti biologici.

            Prima di introdurre l’argomento definito genericamente come “inquinamento elettromagnetico” che ver-rà trattato in questo capitolo, occorre ricordare alcuni concetti basilari che non possono prescindere dal richiamo di alcuni concetti di fisica.

            E’ quindi fondamentale chiarire le differenze sostanziali che esistono tra campi elettrici e campi elettro magnetici.   Molto spesso infatti si confondono questi due fenomeni fisici che  per laloro natura generano effetti diversi nell’ambiente e quindi sull’uomo.

 

           Il campo elettrico

 

           Il campo elettrico è una grandezza fisica che interessa una regione dello spazio le cui proprietà sono perturbate dalla presenza di una distribuzione di carica elettrica e si manifesta  attraverso la forza che viene applicata ad una qualunque altra carica introdotta nel campo stesso.

           L’intensità di campo elettrico si misura in V/m (volt/metro). 

 

           Il campo magnetico

 

           Le cariche elettriche producono un campo elettrico nello spazio ad esse circostante.

          Se le cariche elettriche sono in movimento (presenza di una corrente elettrica), si genera  un campo magnetico. Le cariche elettriche sono quindi responsabili della formazione sia dei campi elettrici sia dei campi magnetici.

           Quando una corrente percorre un conduttore, si genera sempre un campo magnetico.

           Il campo magnetico si misura in ampere al metro A/m.

           Più utile è l’espressione in termini di “grandezza corrispondente” che tiene conto della induzione magnetica e della permeabilità magnetica del materiale attraversato dal campo.

           L’induzione magnetica si misura in µT (micro Tesla).

 

           Il campo elettromagnetico

 

           Al variare nella unità di tempo del campo elettrico e di quello magnetico, si verificano fenomeni di interazione.

           L’esperienza di Faraday, ha dimostrato che un campo magnetico variabile nel tempo produce un campo elettrico nelle zone ad esso circostanti.

           Il campo elettrico che ne risulta ha la stessa realtà fisica e le stesse proprietà dinamiche (ossia esercita una forza sulle cariche elettriche) del campo originato da cariche elettriche.

 

           Onde elettromagnetiche

 

           Il campo elettromagnetico non resta immobile in una regione dello spazio, ma si propaga sotto forma di onde elettromagnetiche. 

           Le onde elettromagnetiche si propagano percorrendo un certo spazio in un certo tempo.

           Si definisce lunghezza d’onda λ lo spazio che un campo elettromagnetico percorre in un tempo pari al suo periodo.

           La lunghezza d’onda si esprime in metri.

           Le onde elettromagnetiche vengono classificate secondo la frequenza o la lunghezza d’onda.

 

            Proprietà del campo elettromagnetico

 

            Il campo elettromagnetico presenta caratteristiche profondamente diverse a seconda se si è vicino o lontano alla sorgente da cui esso prende origine.

            A distanza i campi elettromagnetici sono rappresentabili come onde sferiche non uniformi centrate sulla sorgente.

            La propagazione avviene in direzione perpendicolare al fronte d’onda.


            Interazione dei campi elettromagnetici con la materia vivente


            Gli organismi viventi, esposti ai campi elettromagnetici, interagiscono con questi assorbendone energia.

            Il meccanismo attraverso il quale questa interazione si attua è costituito dalle forze esercitate dal campo elettrico e dal campo magnetico sulle cariche elettriche presenti nei tessuti organici; questi possono essere considerati come un enorme aggregato di particelle portatrici di carica elettrica.

           Ogni molecola si presenta globalmente neutra a meno di situazioni particolari, in cui si può avere un eccesso di elettroni (ione negativo) o di protoni (ioni positivo).

            Elettroni e ioni, quando sono soggetti ad un campo elettrico e se sono liberi di muoversi, danno luogo ad una corrente elettrica.

            Quindi l’applicazione di un campo elettrico ai tessuti di un essere vivente, conduce alla formazione di un insieme di dipoli con orientazione parallela al campo inducente.

            Nel caso dei tessuti biologici, l’elemento di maggior significato per le loro proprietà elettriche è l’acqua, la quale, costituisce circa il 70 per cento del peso del corpo umano.  

            L’acqua circonda e permea le cellule.

            Nell’acqua sono disciolti ioni salini e grosse molecole organiche.

            E’ quindi logico che le caratteristiche elettriche dei vari tessuti biologici siano perfettamente correlate con la percentuale di acqua in essi contenuta.

 

CAMPI ELETTROMAGNETICI E SALUTE

 

          Da circa una trentina di anni la diffusione su larga scala di apparecchiature elettroniche ad altissima fre-quenza (telefoni cellulari, cordles, forni a miroonde, reti trasmissione dati, centraline wireless ecc.) ha cominciato a destare l'interesse dell'opinione pubblica su eventuali implicazioni che i campi magnetici generati da questi apparecchi potessero avere nei confronti della salute.

          Molto spesso si crea confusione (per i non competenti) tra campi magnetici generati a bassissima fre-quenza (quelli nel campo degli Hz) e quelli a media, alta e altissima frequenza (da 200 Kh a molti GHz).

           Molto si è scritto in proposito, spesso anche in modo superficiale e poco scentifico.

           In questa sede viene preso in considerazione uno dei pricipali documenti diffusi dall'OMS, che essendo la massima autorità mondiale nel campo della salute pubblica, riveste carattere di alta scentificità e autorevolezza.

 

     "....Esposizione e campi a frequenza estremamente bassa.

           L’uso dell’elettricità è diventato parte integrante della vita quotidiana. Tutte le volte in cui scorre una corrente elettrica,  si creano campi elettrici  e magnetici vicino  alle linee che  trasportano l’elettricità e vicino alle apparecchiature.

           Sin dal finire degli anni ’70, si è posto il problema se l’esposizione a questi campi elettrici e magnetici a frequenza estremamente bassa (ELF, Extremely Low Frequency) diano luogo a effetti nocivi per la salute.

           A partire da allora, sono state effettuate molte ricerche  che hanno risolto  con successo importanti interrogativi ed hanno ristretto il campo di indagine delle ricerche future.

           Nel 1996, l’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) ha avviato il Progetto Internazionale Campi Elettromagnetici, allo scopo di indagare i possibili rischi per la salute associati a tecnologie che emettono campi elettromagnetici.

           Un gruppo di lavoro dell’OMS ha recentemente portato a termine una revisione critica delle implicazioni dei campi ELF per la salute umana (WHO, 2007).

           Il presente documento si basa  sulle conclusioni di questo gruppo  di lavoro ed aggiorna due recenti analisi degli effetti sanitari dei campi ELF: quella dell’Agenzia Internazionale per la Ricerca sul Cancro (IARC), promossa con il sostegno dell’OMS e pubblicata nel 2002, e quella della Commissione Internazionale per la Protezione dalle Radiazioni Non Ionizzanti (ICNIRP) pubblicata nel 2003.

 

           Sorgenti di campi ELF ed esposizioni in ambito residenziale.

           Campi elettrici e magnetici esistono ovunque scorrano delle correnti elettriche: nelle linee ad alta tensione, nei cavi, nei circuiti domestici e negli apparecchi elettrici.

           I campi elettrici sono creati dalle cariche elettriche, si misurano in volt al metro (V/m) e vengono scher-mati dai normali materiali, come legno e metalli. 

           I campi magnetici sono creati dal moto delle cariche elettriche (cioè dalle correnti) e sono espressi in tesla (T), o più comunemente in millitesla (mT) o microtesla (μT).

           In alcuni Paesi si usa normalmente un’altra unità detta gauss (G) (10.000 G = 1 T).

           Questi campi non vengono schermati dai materiali più comuni e li attraversano facilmente.

           Entrambi i campi hanno un’intensità che è massima vicino alla sorgente e diminuisce con la distanza.

           La maggior parte dei sistemi elettrici opera alla frequenza di 50 o 60 cicli al secondo, o hertz (Hz).

           Vicino a certe apparecchiature, i valori del campo elettromagnetico possono essere dell’ordine di qualche centinaio di microtesla.

           Immediatamente sotto le linee ad alta tensione, i campi magnetici possono raggiungere valori di circa 20 μT e i campi elettrici possono essere di alcune migliaia di volt al metro.

           Nelle abitazioni, i campi magnetici a frequenza industriale sono però in media molto più bassi, pari a circa 0,07 μT in Europa e 0,11 μT nell’America del Nord.

           I valori medi del campo elettrico nelle abitazioni arrivano a qualche decina di volt al metro [V/m].

 

           Valutazioni del gruppo di lavoro.

           Nell’ottobre del 2005, l’OMS ha riunito un gruppo di esperti scientifici, per valutare tutti i rischi sanitari che possono derivare dall’esposizione a campi elettrici e magnetici ELF, nell’intervallo di frequenze tra 0 e 100.000 Hz (100 kHz).

           Mentre la IARC ha esaminato nel 2002 i dati che riguardavano il cancro, questo gruppo di lavoro ha ana-lizzato i dati relativi anumerosi effetti sanitari ed ha aggiornato le valutazioni relative al cancro.

           Le conclusioni e  le raccomandazioni  del gruppo  di lavoro  sono presentati  in una monografia della  serie Environmental Health Criteria (EHC) dell’OMS (WHO, 2007).

           Al termine di una procedura ben consolidata per la valutazione dei rischi sanitari, il gruppo di lavoro ha concluso che non esistono sostanziali problemi legati ai campi elettrici ELF, ai livelli generalmente incontrati dal pubblico.

           Pertanto, il resto di questo promemoria riguarda in modo predominante gli effetti dell’esposizione ai campi magnetici ELF.

 

           Effetti a breve termine.

           Ci sono effetti biologici accertati che derivano da esposizioni acute ad alti livelli di campo (ben al di sopra di 100 μT) e che sono spiegati da meccanismi biofisici ben conosciuti.

           I campi magnetici ELF esterni inducono nel corpo umano campi elettrici e correnti elettriche che, nel caso di campi di alta intensità, provocano la stimolazione di nervi e muscoli nonché variazioni nell’eccitazione delle cellule del sistema nervoso centrale.

 

           Potenziali effetti a lungo termine.

           La maggior parte della ricerca scientifica sui rischi a lungo termine dell’esposizione a campi magnetici ELF si è concentrata sulla leucemia infantile.

           Nel 2002, la IARC ha pubblicato una monografia in cui i campi magnetici ELF venivano classificati come “possibilmente cancerogeni per l’uomo”.

           Questa classificazione viene usata per indicare un agente per il quale esiste un’evidenza limitata di cance-rogenicità nell’uomo e un’evidenza meno che sufficiente di cancerogenicità negli animali da laboratorio (altri esempi in questa categoria sono il caffè e i fumi da saldatura).

           Il giudizio si basava su analisi che sono state effettuate aggregando i dati di diversi studi epidemiologici e che indicavano in modo coerente un aumento di un fattore due nei casi di leucemia infantile, associato ad un’es-posizione media a campi magnetici a frequenza industriale superiore a 0,3-0,4 μT.

           Il gruppo di lavoro ha concluso che gli ulteriori studi pubblicati in seguito non alterassero la classifica-zione.

           L’evidenza epidemiologica è però indebolita da problemi metodologici, come potenziali distorsioni di selezione.

           Inoltre, non c’è nessun meccanismo biofisico accettato che suggerisca che esposizioni a bassi livelli di campo abbiano un ruolo nello sviluppo del cancro.

           Quindi, se effettivamente esistessero degli effetti dell’esposizione a simili campi di bassa intensità, questi dovrebbero prodursi attraverso un meccanismo biologico che è a tutt’oggi sconosciuto.

           Inoltre, gli studi su animali sono risultati per la maggior parte negativi.

           Nel complesso, dunque, i dati relativi alla leucemia infantile non sono sufficientemente solidi da poter essere considerati come indicativi di una relazione causale.

           La leucemia infantile è una malattia relativamente rara, con un numero totale di nuovi casi all’anno stimato in circa 49.000 a livello mondiale nel 2000.

           Esposizioni in casa a campi magnetici superiori in media a 0,3 μT sono rare: si stima che solo una frazione tra l’1% e il 4% dei bambini viva in queste condizioni.

           Se la correlazione fra campi magnetici e leucemia infantile fosse effettivamente causale, si stima che il numero di casi che, a livello mondiale potrebbero essere attribuiti all’esposizione varierebbe tra 100 e 2.400 all’anno, che rappresentano tra lo 0,2% e il 4,95% dell’incidenza totale nel 2000, anno sui cui dati sono basate le analisi.

           Quindi, se veramente i campi magnetici aumentassero il rischio di questa patologia, l’impatto dell’esposi-zione a campi magnetici ELF sulla salute pubblica sarebbe limitato, se considerato in un contesto globale.

           Diversi altri effetti nocivi per la salute sono stati studiati in rapporto a una possibile associazione con l’es- posizione a campi magnetici ELF.

           Tra questi, altri tipi di tumori infantili, tumori negli adulti, depressione, suicidi, malattie cardiovascolari, alterazioni nella riproduzione, problemi nello sviluppo, alterazioni immunologiche, effetti neurocomportamentali e malattie neurodegenerative.

           Il gruppo di lavoro dell’OMS ha concluso che i dati scientifici a sostegno di un’associazione tra l’esposi-zione a campi magnetici ELF e tutti questi effetti sanitari sono molto più deboli di quelli relativi alla leucemia infantile.

           In qualche caso (malattie cardiovascolari o tumori al seno) i dati suggeriscono che i campi non provochino gli effetti in discussione.

           Linee guida di esposizione internazionali.

           Alcuni effetti sanitari legati a esposizioni di breve durata a campi di alta intensità sono stati accertati e co- stituiscono la base di due linee guida internazionali di esposizione (ICNIRP, 1998; IEEE, 2002).

           Al momento attuale, queste due organizzazioni considerano che i dati scientifici su possibili effetti sanitari di esposizioni a lungo termine a campi ELF di bassa intensità siano insufficienti a giustificare un abbassamento dei limiti quantitativi di esposizione.

 

           Raccomandazioni dell’OMS.

           Nel caso di esposizioni brevi a campi elettromagnetici di alta intensità, alcuni effetti nocivi per la salute sono stati scientificamente accertati (ICNIRP, 2003).

           I responsabili delle politiche sanitarie dovrebbero adottare le linee guida internazionali, che sono state sviluppate per proteggere i lavoratori ed il pubblico da questo tipo di effetti.

           I programmi per  la protezione dai campi  elettromagnetici  dovrebbero  comprendere misure sperimentali,

nel caso di sorgenti per le quali si possa prevedere che le esposizioni superino i valori limite.

           Per quanto riguarda gli effetti a lungo termine, considerato che l’evidenza di un legame tra esposizione a campi magnetici ELF e leucemia infantile è debole, non sono chiari i benefici in  termini sanitari di una riduzione dell’esposizione.

           Data questa situazione, si forniscono le seguenti raccomandazioni:

- I governi e l’industria dovrebbero seguire lo sviluppo degli studi e promuovere programmi di ricerca per  ri-durre ulteriormente le incertezze scientifiche sugli effetti sanitari dell’esposizione a campi ELF. Tramite il processo di valutazione dei rischi dei campi ELF, si sono identificate delle lacune nelle conoscenze, che costi- tuiscono la base di una nuova agenda di ricerche (www.who.int/emf).

- Si incoraggiano gli stati membri a mettere in atto dei programmi di comunicazione  efficace e  aperta tra tutte le parti coinvolte, così da permettere decisioni su base informata.  Questi programmi  possono comprendere  un miglior coordinamento e una più ampia consultazione tra industria, autorità locali e  cittadini nella pianificazione di nuovi impianti che emettano campi elettromagnetici ELF.

- Nel costruire nuovi impianti e nel progettare  nuove apparecchiature,  compresi gli elettrodomestici,  si possono ricercare soluzioni per una riduzione a basso costo delle esposizioni.

           Le misure di riduzione più appropriate possono variare da un paese all’altro.

           In ogni caso, non sono giustificate politiche basate sull’adozione limiti di esposizione arbitrariamente bassi....".

(OMS 2007)

 

 

Normative nazionali ed internazionali


        La normativa riguardante i limiti di sicurezza per esposizione a campi elettromagnetici ha raggiunto , negli anni recenti, una sostanziale omogeneità a livello internazionale.

           Nella maggior parte dei casi si tratta di raccomandazioni o linee guida; l’Italia è uno dei pochi paesi (se non l’unico) ad aver promulgato un “Regolamento” avente forza di legge con decreto del Ministero dell’Ambiente del 10 settembre ’98.

 

        Norme attualmente disponibili:

 

1)     Le linee di guida elaborate dalla Commissione Internazionale per la protezione dalle Radiazioni Non Ioniz-        zanti (ICNIRP) da 0 a 300 GHz.

2)     Lo standard dell’IEEE approvato dall’American National Standard Insitute (1992) da 3 kHz a 300 GHz.

3)     La norma europea sperimentale del Comitato Europeo di Normalizzazione Elettrotecnica (1995).

 

        Regolamento emanato con Decreto dal governo italiano.

 

”Regolamento recante norme per la determinazione dei tetti di radiofrequenza compatibili con la salute umana “.

 

        Tutti i documenti si prefiggono lo scopo di prevenire il verificarsi di effetti nocivi alla salute umana, individuando, attraverso una valutazione critica e sistematica della letteratura pubblicata, quelli di cui è dimostrata l’esistenza e la relazione di causa effetto.

 

        Gli effetti nocivi riconosciuti sono:

 

1)     elettrostimolazione di cellule eccitabili dei nervi e dei muscoli ;

2)     riscaldamento dei tessuti.


        Non sono stati riconosciuti gli effetti nocivi per esposizione a basso livello e di lunga durata, perché non suffragati da consistenti prove ed argomentazioni scientifiche.

 

        Effetti biologici non necessariamente si traducono in effetto nocivo.

        Per frequenze fino a 10-100 KHz (10 per la proposta europea e 100 per icnirp) l’effetto prevalente è l’elettrostimolazione delle cellule dovuto alle correnti indotte dal campo elettrico e dal campo magnetico; da 10-100KHz a qualche GHz, il danno rico-nosciuto è di sovrariscaldamento (di volume) dei tessuti per assorbimento di energia elettromagnetica. Infine per frequenze fino a 300 GHz, il danno  riconosciuto è di sovrariscaldamento superficiale dei tessuti.

 

La normativa italiana

 

        Il regolamento si applica solo alla popolazione in generale e si riferisce esclusivamente agli impianti fissi di telecomunicazione e radiotelevisivi operanti nell’ intervallo di frequenza 100KHz-300GHz.

        I livelli di esposizione si intendono mediati su un’area verticale del corpo umano e su un qualsiasi intervallo di 6’.

        L’articolo a introduce tuttavia una raccomandazione a mantenere ‘ i valori di campo elettromagnetico a livelli più bassi possibile, compatibilmente con la qualità del servizio è comunque non superiore ai limiti fissati.    

        Inoltre per edifici dove è prevista una permanenza superiore alle 4 ore, vale a dire nei centri o agglomerati urbani permanentemente abitati, sono ridotti drasticamente a : 6 per il campo elettrico;  0.016 per il campo magnetico;  0.1 per la densità di potenza.

        Al quadro normativo sopra citato si aggiungono poi anche alcuni rapporti informativi dell’Istituto Superiore della Sanità e varie leggi regionali che fissano per le frequenze industriali (50-60Hz) valori pari a 0.2 microtesla per l’induzione magnetica e 0.5 per il campo elettrico.

 

 

CAMPI  ELETTROMAGNETICI AD ALTA E ALTISSIMA FREQUENZA

           L’Agenzia Internazionale per la Ricerca sul Cancro (IARC), nel 2011 ha riunito il gruppo di lavoro formato da 31 esperti di 14 paesi, per valutare il potenziale rischio cancerogeno associato all’esposizione ai campi elettromagnetici a radiofrequenza.

           Dopo aver esaminato e valutato la letteratura scientifica disponibile, il Gruppo di Lavoro ha classificato i campi elettromagnetici a radiofrequenza come “possibilmente cancerogeni per l’uomo”, allocandoli così nel Gruppo 2B del sistema di classificazione della IARC.

           A seguito di questa classificazione, si è aperto un ampio dibattito circa le sue implicazioni in termini di comunicazione del rischio alla popolazione e raccomandazioni.

           Il Ministero della Salute italiano, anche sulla base di un parere dell’Istituto Superiore di Sanità (ISS) circa l’opportunità di eventuali  iniziative finalizzate ad  incoraggiare semplici  misure di riduzione delle esposizioni ai

campi elettromagnetici emessi dai telefoni cellulari, ha dichiarato di voler avviare una campagna di informazione che sensibilizzi ad un uso appropriato del telefono cellulare.

           Qui di seguito viene ripreso quanto espresso dall’ISS nel suo parere per il Ministero della Salute, deline-ando alcune criticità che potrebbero essere connesse all’adozione di iniziative di tutela della sanità pubblica da rischi per la salute ancora incerti, e viene evidenziato il ruolo di una corretta informazione per la popolazione sui rischi per la salute connessi alle esposizioni ai campi elettromagnetici.

 

           Valutazioni di rischio.

           La classificazione effettuata dalla IARC dei campi elettromagnetici a radiofrequenza come “possibilmente cancerogeni per l’uomo” è basata essenzialmente sui risultati di alcuni studi epidemiologici che mostrano alcune associazioni tra l'uso dei telefoni cellulari e il rischio di tumori intracranici (gliomi e neurinomi del nervo acusti-co).

           Queste associazioni potrebbero essere dovute ad un reale effetto dei campi elettromagnetici emessi dai te-lefoni cellulari, ma potrebbero invece essere dovute alle modalità con cui sono stati effettuati tali studi, basati sul ricordo di persone malate (casi) e persone sane (controlli) circa il loro utilizzo del telefono cellulare anche più di dieci anni prima.

           La IARC ha giudicato l’evidenza scientifica di cancerogenicità proveniente dagli studi epidemiologici co-me “limitata” (è stata cioè osservata un’associazione positiva tra esposizione e tumori per la quale una  interpre-tazione causale viene ritenuta credibile, ma il ruolo del caso, di distorsioni e di fattori di confondimento non pos-sono essere esclusi con ragionevole certezza), e ciò ha condotto alla classificazione dei campi elettromagnetici nel Gruppo 2B.

           La maggior parte degli studi finora effettuati, sia epidemiologici che sperimentali, non suggeriscono invece l'esistenza di rischi a lungo termine delle esposizioni ai campi elettromagnetici a radiofrequenza.

           Sebbene la IARC abbia giudicato “limitata” anche l’evidenza proveniente dagli studi sperimentali, ciò, in accordo con i criteri della stessa IARC, non ha avuto effetto sulla classificazione che è basata sulle evidenze epidemiologiche precedentemente citate.

           Si deve tenere presente che solo in presenza di evidenze scientifiche più consistenti la IARC avrebbe clas-sificato i campi elettromagnetici nel gruppo 2A dei “probabilmente cancerogeni per l’uomo” (per esempio in pre-senza di un’evidenza “sufficiente” di cancerogenicità negli animali da esperimento) o nel gruppo 1 dei “cancero-geni per l’uomo” (per esempio in presenza di un’evidenza “sufficiente” di cancerogenicità proveniente da studi epidemiologici).

           Nel linguaggio comune ciò che è “possibile” è anche “probabile”, in quanto ha una probabilità diversa da zero, e ciò che è “probabile” è necessariamente “possibile”, altrimenti, se fosse impossibile, la sua probabilità sarebbe nulla.

           Ciò può portare ad un’incomprensione del sistema di classificazione della IARC, se non si tiene ben pre-sente che l’uso dei termini “probabile” e “possibile” da parte della IARC ha poco a che fare con il linguaggio co-mune, mentre si tratta di una terminologia codificata dalla stessa IARC allo scopo di indicare due diversi livelli di evidenza scientifica.