Campi Elettromagnetici

Con il termine Radiazioni Non Ionizzanti, sinteticamente NIR dalle iniziali della omologa definizione inglese Non-Ionizing Radiation, si indica genericamente quella parte dello spettro elettromagnetico il cui meccanismo primario di interazione con la materia non è quello della ionizzazione. Lo spettro elettromagnetico viene infatti tradizionalmente diviso in una sezione ionizzante (Ionizing Radiation o IR), comprendente raggi X e gamma, dotati di energia sufficiente per ionizzare direttamente atomi e molecole, e in una non ionizzante (Non Ionizing Radiation o NIR). Quest’ultima viene a sua volta suddivisa, in funzione della frequenza, in una sezione ottica (300 GHz - 3x104 THz) e in una non ottica (0 Hz – 300 GHz).
La prima include le radiazioni ultraviolette, la luce visibile e la radiazione infrarossa.
La seconda, oggetto della presente sezione, comprende le microonde (MW: microwave), le radiofrequenze (RF: radiofrequency), i campi elettrici e magnetici a frequenza estremamente bassa (ELF: Extremely Low Frequency), fino ai campi elettrici e magnetici statici.
I meccanismi di interazione dei campi elettromagnetici con la materia biologica accertati si traducono sostanzialmente in due effetti fondamentali: induzione di correnti nei tessuti elettricamente stimolabili, e cessione di energia con rialzo termico. Tali effetti sono definiti effetti diretti in quanto risultato di un’interazione diretta dei campi con il corpo umano. Alle frequenze più basse e fino a circa 1 MHz, prevale l’induzione di correnti elettriche nei tessuti elettricamente stimolabili, come nervi e muscoli. Con l’aumentare della frequenza diventa sempre più significativa la cessione di energia nei tessuti attraverso il rapido movimento oscillatorio di ioni e molecole di acqua, con lo sviluppo di calore e riscaldamento. A frequenze superiori a circa 10 MHz, quest’ultimo effetto è l’unico a permanere, e al di sopra di 10 GHz, l’assorbimento è esclusivamente a carico della cute.Tali meccanismi sono in grado di determinare gli effetti acuti, che si manifestano al di sopra di una certa soglia di induzione, nei confronti dei quali esiste un ampio consenso scientifico e il quadro delle conoscenze consente di disporre di un “razionale” (cioè una base logico-scientifica) per la definizione di valori limite di esposizione che contemplino ampi margini di sicurezza tra gli stessi e le reali soglie di pericolosità.

Oltre agli effetti diretti, esistono anche effetti indiretti. Due sono i meccanismi di accoppiamento indiretto con i soggetti esposti: correnti di contatto, che si manifestano quando il corpo umano viene in contatto con un oggetto a diverso potenziale elettrico e possono indurre effetti quali percezioni dolorose, contrazioni muscolari, ustioni; accoppiamento del campo elettromagnetico con dispositivi elettromedicali (compresi stimolatori cardiaci) e altri dispositivi impiantati o portati dal soggetto esposto. Altri effetti indiretti consistono nel rischio propulsivo di oggetti ferromagnetici all’interno di intensi campi magnetici statici; nell’innesco di elettrodetonatori ed nel rischio incendio di materiali infiammabili per scintille provocate dalla presenza dei CEM nell’ambiente (DLgs.81/2008, art. 209, comma 4, lettera d).Le principali organizzazioni protezionistiche internazionali hanno sviluppato un sistema di protezione dai CEM organico e ben fondato. Il riferimento più autorevole è fornito dai documenti della International Commission on Non Ionising Radiation Protection (ICNIRP). Per quanto riguarda i campi variabili nel tempo, l’ICNIRP ha pubblicato nel 1998 delle linee  guida per la limitazione dell’esposizione a campi elettromagnetici con frequenza fino a 300 GHz. Nel 2010 ha pubblicato delle nuove linee guida per i campi variabili tra 1 Hz e 100 kHz mentre ha confermato tramite uno statement la validità dei contenuti delle linee guida del 1998 per le radiofrequenza e microonde (frequenza superiore a 100 kHz). Rilevanti sono anche le linee guida, emanate nel 2009, per la per la limitazione dell’esposizione a campi magnetici statici che aggiornano quelle precedentemente pubblicate nel 1994.La filosofia seguita in tutti i documenti consiste nel definire in primo luogo le grandezze fisiche “dosimetriche” proprie dell’interazione tra i campi e i sistemi biologici, nei due differenti meccanismi di base diretti precedentemente descritti.

Nel caso degli effetti termici, tale grandezza di base è costituita dall’entità dell’assorbimento di energia da parte dei tessuti per unità di massa e di tempo, ossia il rateo di assorbimento specifico (Specific Absorbtion Rate, SAR), espresso in watt/chilogrammo (W/kg).Per quanto riguarda l’induzione di correnti, nelle linee guida del 1998 la grandezza di base era la densità di corrente indotta, J, definita per la protezione del Sistema Nervoso Centrale (CNS) nella testa e nel tronco ed espressa in ampere/metro-quadrato(A/m2), ovvero la quantità di corrente che fluisce attraverso una sezione unitaria di tessuto. Le nuove linee guida del 2010 hanno introdotto una nuova grandezza dosimetrica, il campo elettrico indotto in situ, Ei,espresso in V/m, considerato maggiormente rappresentativo degli effetti in quanto diretto responsabile del meccanismo di  elettrostimolazione a livello cellulare.Nella pratica le grandezze di base non sono però direttamente misurabili nei soggetti esposti. Per verificare il rispetto dei limiti di base è necessario considerare i valori delle grandezze fisiche proprie dei campi elettromagnetici, direttamente misurabili nell’ambiente. Tali grandezze sono rappresentate dalle intensità del campo elettrico e del campo magnetico. Alle frequenze significative per gli effetti termici (al di sopra di 10 MHz) può anche essere impiegata la densità di potenza, espressa in W/m2. In base a modelli teorici di interazione bioelettromagnetica, successivamente validati da analisi sperimentali, vengono calcolati in condizioni di massimo accoppiamento tra i campi e il corpo esposto, i cosiddetti livelli di riferimento per le grandezze misurabili, che garantiscano in tutte le circostanze di esposizione il rispetto dei limiti di base per il SAR e per il campo elettrico in situ. I livelli di riferimento sono diversi per i lavoratori professionalmente esposti e per la popolazione, essendo applicati per quest'ultima fattori cautelativi maggiori.Le linee guida dell'ICNIRP sono assunte quale riferimento tecnico-scientifico dalla direttiva 2004/40/CE che stabilisce i requisiti minimi per la protezione dei lavoratori dalle esposizioni ai campi elettromagnetici nell’intervallo di frequenze tra 0Hz e 300 GHz. La direttiva 2004/40/CE è infatti articolata in valori limite di esposizione e valori di azione, i cui valori numerici sono identici, rispettivamente, alle restrizioni di base e ai livelli di riferimento raccomandati dall’ICNIRP nelle linee guida del 1998.
A livello nazionale, il riferimento normativo per la sicurezza nei luoghi di lavoro è  il decreto legislativo 9 aprile 2008 n.81 “Testo Unico sulla salute e sicurezza sul lavoro”. Le disposizioni specifiche in materia di protezione dei lavoratori dalle esposizioni ai campi elettromagnetici sono contenute nel Capo IV del Titolo VIII - Agenti fisici – e derivano dal recepimento della direttiva 2004/40/CE, fissato inizialmente al 30 aprile 2008, e successivamente posticipato dalle direttive 2008/46/CE e 2012/11/CE.
Il 26 giugno 2013 è stata approvata la nuova DIRETTIVA 2013/35/UE DEL PARLAMENTO EUROPEO E DEL CONSIGLIO sulle disposizioni minime di sicurezza e di salute relative all’esposizione dei lavoratori ai rischi derivanti dagli agenti fisici (campi  elettromagnetici) che ha abrogato la direttiva 2004/40/CE  a decorrere dal 29 giugno 2013.  Gli Stati membri dovranno  conformarsi alla  direttiva entro il primo luglio 2016. In attesa della opportuna riformulazione del Titolo VIII Capo IV del D.lgvo 81/08,  ai fini del recepimento della nuova direttiva, resta valido il principio generale di cui all’art.28 del D.lgvo 81/2008, ribadito relativamente agli agenti fisici all’art.181, che impegna il datore di lavoro alla valutazione di tutti i rischi per la salute e la sicurezza, inclusi quelli derivanti da esposizioni a campi elettromagnetici, ed all'attuazione delle appropriate misure di tutela, a decorrere dal 1 gennaio 2009 (art. 306). In questo contesto la presente sessione del portale e i dati contenuti nella banca dati CEM,  per quanto suscettibili di perfezionamento ed integrazioni alla luce della nuova Direttiva, rappresentano comunque un riferimento valido ai fini della valutazione del rischio  prevista dagli artt.28 e 181 del DLgs.81/2008.

L e suddette disposizioni sono specificamente mirate alla protezione dagli effetti certi (effetti acuti) di tipo diretto ed indiretto  che hanno una ricaduta in termini sanitari (“rischi per la salute e la sicurezza dei lavoratori dovuti agli effetti nocivi a breve termine conosciuti nel corpo umano derivanti dalla circolazione di correnti indotte e dall’assorbimento di energia, e da correnti di contatto”, DLgs.81/2008, art. 206 comma 1).Coerentemente con gli scopi della direttiva europea, il capo IV  del D.Lgs.81/2008 non riguarda la protezione da eventuali effetti a lungo termine, per i quali mancano dati scientifici conclusivi che comprovino un nesso di causalità, né i rischi conseguenti al contatto con i conduttori in tensione (art. 206, comma 2) questi ultimi già coperti dalle norme per la sicurezza elettrica.

Da notare che la maggior parte degli effetti avversi considerati nel DLgs.81/2008 compaiono immediatamente (es. aritmie, contrazioni muscolari, ustioni, malfunzionamento pacemaker e dispositivi elettronici impiantati etc.), ma alcuni, come la cataratta o la sterilità maschile, essendo la conseguenza di un meccanismo cumulativo, possono manifestarsi a distanza di tempo.

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Nelle attività lavorative ove siano presenti macchinari o impianti emettitori di campi elettromagnetici potenzialmente nocivi, è in genere sempre possibile individuare un insieme di misure di tutela di tipo organizzativo e/o procedurale, che se messe in atto, consentono di:

a) prevenire l’esposizione di individui con controindicazioni assolute o relative ai livelli esposizione associati agli apparati;

b) ridurre al minimo l’esposizione dei lavoratori ai campi elettromagnetici irradiati da tali apparati.

Tra queste le principali, comuni alla maggior parte delle situazioni espositive, sono:

Installazione e layout

E’ necessario che gli apparati emettitori di CEM siano installati in aree di lavoro adibite ad uso esclusivo degli stessi ed ad idonea distanza dalle altre aree di lavoro ove il personale stazioni per periodi prolungati. Inoltre, per prevenire effetti indiretti, problemi interferenziali e per evitare esposizioni indebite, è di fondamentale importanza evitare che in prossimità delle sorgenti di campo EM vengano posizionati, se non previa idonea valutazione tecnica, oggetti metallici di qualsiasi tipo ed apparecchiature elettriche.

In generale la distanza di rispetto tra l’area di installazione dell’apparato – che definiremo area ad accesso controllato in relazione al rischio di esposizione a CEM– e le altre aree di lavoro, ad accesso libero, dipende dalle caratteristiche tecnologiche dell’apparecchiatura, e dovrà essere stimata da colui che effettua la valutazione del rischio.

In applicazione del principio di ottimizzazione sarà opportuno mirare, laddove possibile, al conseguimento di esposizioni a campi elettromagnetici presso le aree adibite a permanenza protratta del personale non professionalmente esposto, secondo la definizione fornita nel documento del Coordinamento Tecnico delle Regioni e dell'ISPESL (CTIPLL-ISPESL), a valori inferiori ai limiti massimi fissati dalla vigente normativa per esposizione della popolazione a campi elettromagnetici.

Delimitazione delle aree

Le aree di lavoro ove i valori di esposizione possono risultare superiori ai livelli di riferimento per la popolazione di cui alla raccomandazione europea 1999/519/CE, coincidenti con i livelli di riferimento ICNIRP del 1998, dovranno essere delimitate con cartelli di segnalazione di presenza di campi elettromagnetici, conformi alle normative vigenti in materia di segnaletica di sicurezza
L’accesso a tali aree sarà consentito solo a personale autorizzato, previa valutazione dell’assenza di controindicazioni fisiche all’esposizione (vedi tabella 1). L’accesso al personale non autorizzato dovrà essere interdetto possibilmente mediante barriere fisiche.

Soggetti con controindicazione all’esposizione a campi elettromagnetici superiori ai livelli di riferimento stabiliti dall'ICNIRP per la protezione della popolazione (elenco a titolo indicativo)

• Portatori di pace-makers o altre protesi e dispositivi dotati di circuiti elettronici
• Portatori di clips vascolari, dispositivi e protesi endovascolari o schegge metalliche (ferromagnetiche nel caso di campo statico, schegge metalliche in generale nel caso di esposizione a RF e microonde)
• Portatori di protesi interne
• Donne in gravidanza
• Infarto recente del miocardio
• Portatrici di dispositivi intrauterini
• Soggetti operati di cataratta (solo per campo magnetico statico)

Formazione ed addestramento del personale

Ai fini della prevenzione dei rischi per la salute dei soggetti esposti, è fondamentale che il personale sia formato sulle corrette norme comportamentali da adottare nelle operazioni in prossimità del macchinario sorgente di CEM e soprattutto sulla necessità di limitare la permanenza nelle aree con esposizioni a campi elettromagnetici di interesse protezionistico (zone controllate) al tempo strettamente funzionale ad attività ed operazioni di controllo del macchinario/impianto sorgente di CEM.

Qualora il macchinario non possa essere schermato, le aree ove si possano riscontrare valori superiori ai livelli d’azione per i lavoratori andranno opportunamente segnalate e delimitate.

Nei casi in cui l’accesso alle aree con rischio di superamento del valore limite per i lavoratori non possa essere impedito fisicamente, come ad esempio nel caso di lavorazioni su tralicci, o su linee elettriche aeree di alta tensione, è necessario dotare i lavoratori di:
• Monitor portatile di CEM con dispositivo d’allarme atto a segnalare tempestivamente il superamento dei valori d’azione di campo elettrico e magnetico fissati dalla normativa
• Indumenti di protezione specifici per le frequenze di interesse. Nel caso delle radio frequenze (RF) ad esempio questi consistono di abiti e tute, caschi di protezione, guanti e calze. Tali indumenti protettivi sono in genere composti dei stessi tessuti sintetici normalmente impiegati per indumenti ignifughi (es. Nomex) e di acciaio inossidabile nella percentuale del 20%-30%. A titolo di esempio nel caso degli apparati di telecomunicazioni (100 MHz -10 GHz) tali indumenti forniscono attenuazioni alle radiofrequenze dell’ordine di 1/10 – 1/100.

Inoltre, ai fini della prevenzione degli effetti indiretti dell’esposizione, il personale dovrà essere formato in particolare sui seguenti elementi:
• Casi di controindicazione all’esposizione ai campi elettromagnetici emessi dal macchinario (Tabella 1)
• Corrette modalità comportamentali da adottare in prossimità del macchinario, che in genere comprendono il divieto di introdurre oggetti metallici di qualsiasi tipo ed apparecchiature elettriche all’interno dell’area, se non espressamente autorizzate dal responsabile della sicurezza

Interventi sulle sorgenti: acquisto nuovi macchinari

Secondo quanto riportato dalla Direttiva Macchine la progettazione e costruzione dei macchinari deve essere tale da limitare qualsiasi emissione di radiazioni a quanto necessario al loro funzionamento e tale che i suoi effetti sulle persone esposte siano nulli o comunque non pericolosi. La norma di riferimento per la valutazione e riduzione dei rischi generati dalle radiazioni emesse dal macchinario è la UNI EN 12198-1 del 2009, che riguarda l’emissione di tutti i tipi di radiazione elettromagnetica non ionizzante, incluse le radiazioni ottiche. In funzione del livello di emissione di radiazioni, il fabbricante deve assegnare alla macchina una categoria di emissione di radiazioni. Tali valori sono riportati in appendice B della UNI EN 12198:2009. In particolare la norma considera tre categorie di emissione, per le quali sono previste diverse misure di protezione, informazione, addestramento

Le principali sorgenti di campi elettromagnetici oggetto delle attività del Servizio Agenti Fisici sono rappresentate dagli impianti radio televisivi (RTV) e dalle stazioni radio base per la telefonia cellulare (SRB), riguardo alle sorgenti operanti ad alta frequenza (10 kHz - 300 GHz), e dagli impianti di produzione, trasporto, trasformazione e distribuzione dell'energia elettrica (elettrodotti), appartenenti alla categoria delle sorgenti operanti a bassa frequenza (0 Hz - 10 kHz). La distinzione delle sorgenti sulla base della frequenza è necessaria in quanto le caratteristiche dei campi variano a seconda della frequenza di emissione, così come variano i meccanismi di interazione di tali campi con i tessuti biologici e quindi le possibili conseguenze per la salute correlabili con l'esposizione dell'individuo (effetti sulla salute).

In risposta alla necessità, oramai da tempo avvertita sia a livello nazionale ma ancor più a livello locale, di un censimento delle sorgenti di campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici, e anche sulla base di quanto previsto dal nuovo scenario normativo nazionale (Legge Quadro n. 36/2001), sono stati costituiti specifici strumenti di gestione dei dati relativi alle sorgenti di emissione (Osservatorio CEM, Catasto Elettromagnetico Nazionale, Catasti Elettromagnetici Regionali) con lo scopo anche di supportare le attività di monitoraggio, controllo, informazione alla cittadinanza. Sia nel settore delle radiofrequenze (RF) che in quello delle frequenze estremamente basse (ELF) emerge chiaramente che l’applicazione delle norme e dei regolamenti a livello locale, pur basandosi su una normativa nazionale estremamente cautelativa, non ha portato quella serenità necessaria in larga parte della popolazione, tale da attenuare i conflitti sociali. In effetti, vi è stata un’attenzione amplificata da parte del pubblico affiancata da una difficile gestione di questa problematica da parte degli organismi competenti e dell’Amministrazione pubblica a livello locale. Al fine di ridurre la forte percezione del rischio associata all’esposizione ai campi elettromagnetici da parte della popolazione ISPRA e il sistema agenziale ARPA/APPA, sulla base dei risultati delle attività svolte in tale ambito, mirano a sviluppare un ampio percorso di informazione per il pubblico semplice e trasparente, che permetta di superare la barriera costituita dal linguaggio meramente tecnico e di ricreare quei rapporti di fiducia verso le istituzioni e le organizzazioni scientifiche che, negli ultimi anni, sono stati un po’ minati.

L’interazione tra la materia costituente i sistemi biologici che compongono gli organismi viventi nel loro complesso e i campi elettrici e magnetici variabili nel tempo può comportare modificazioni della materia stessa (effetti biologici), le quali, se non compensate dall’organismo umano, possono dar luogo ad un vero e proprio danno per la salute (effetto sanitario).

Gli effetti sanitari si distinguono in effetti a breve termine ed effetti a lungo termine, associati ad esposizioni a campi elettromagnetici di natura diversa in termini di durata ed anche di livelli.

Gli effetti a breve termine derivano da una esposizione di breve durata, caratterizzata da elevati livelli di campo, mentre i temuti effetti a lungo termine sono attribuibili ad esposizioni prolungate (si parla anche di anni) a livelli di campo molto inferiori rispetto a quelli connessi agli effetti a breve termine.

Gli effetti biologici, potenziali effetti sanitari, che principalmente scaturiscono dall’interazione materia-campi elettrici e magnetici sono di due tipi: effetti derivanti da stimolazione elettrica dei tessuti muscolari e nervosi e gli effetti termici connessi al riscaldamento della materia (assorbimento di energia elettromagnetica).

A livello internazionale le linee guida formulate dall’ICNIRP (“Guidelines for Limiting Exposure to Time-Varying Electric, Magnetic, and Electromagnetic Fields (up to 300 GHz)”) stabiliscono dei limiti di esposizione (o “limiti di base”) il cui rispetto garantisce l’assenza degli effetti sanitari a breve termine; infatti la commissione ICNIRP ha giudicato che l’induzione di tumori per effetto di esposizioni a lungo termine a campi elettromagnetici non sia stata accertata e per questo motivo nelle linee guida sopraccitate ci si riferisce solo agli effetti a breve termine.
La Raccomandazione del Consiglio Europeo del 12 luglio 1999 sposò la filosofia alla base delle Linee Guida dell’ICNIRP e venne approvata quasi unanimemente dai Paesi dell’Unione europea, con il solo voto contrario dell’Italia. Quest’ultima infatti recepì sostanzialmente le indicazioni fornite dall’ICNIRP, dotandosi però di un quadro normativo per la protezione anche da possibili effetti a lungo termine con l’introduzione dei valori di attenzione e degli obiettivi di qualità che tengono in debita considerazione i potenziali rischi connessi ad esposizioni a livelli bassi di campo elettrico e magnetico in luoghi adibiti a permanenze non inferiori a quattro ore giornaliere.

software per il monitoraggio "modellistico" dell’intensità del campo
magnetico prodotto dagli elettrodotti ad alta tensione in prossimità di ricettori sensibili.

Con il termine “monitoraggio modellistico” si vuole intendere la sorveglianza dei campi magnetici in un certo numero di siti ubicati lungo il tracciato di un dato elettrodotto, che viene effettuata attraverso l’impiego di un sistema basato su modelli di calcolo (2D o 3D) altamente affidabili ed oggi largamente impiegati.
Un sistema di questo tipo ha il vantaggio, nei confronti di un sistema strumentale, di non dovere realizzare, gestire e mantenere una rete, più o meno estesa, di centraline di misura dislocate sul territorio.
Il modello di calcolo per effettuare tali valutazioni ha bisogno di conoscere lo stato di funzionamento delle linee elettriche, nonché i parametri geometrici delle stesse nelle sezioni corrispondenti ai siti da monitorare e l’ubicazione dei siti stessi. Di tali informazioni solo quelle relative all’esercizio dell’elettrodotto variano significativamente nel tempo; il sistema di monitoraggio dovrà pertanto essere alimentato con continuità da tali dati mediante un opportuno sistema di input dei dati stessi.
Come già detto, il monitoraggio continuo del campo magnetico di siti posti in prossimità di elettrodotti necessita un continuo flusso di informazioni riguardanti il funzionamento degli elettrodotti stessi.
Ai fini del calcolo dell’induzione magnetica le informazioni necessarie, relative allo stato di
funzionamento delle linee associate ai siti da sorvegliare, sono sostanzialmente le seguenti:
- intensità della corrente di esercizio,

- fase della corrente rispetto alla terna simmetrica delle tensioni della rete di trasmissione;
- verso della corrente (entrante o uscente da una data stazione).

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