Il cellulare in tasca fa male

Lo spettro elettromagnetico

Lo spettro elettromagnetico è l'intervallo di tutte le possibili Nota: da questo punto in

frequenze delle radiazioni. Le varie parti dello spettro rappresentano avanti, i termini onda

intervalli di lunghezza d’onda e quindi di frequenza che si e

elettromagnetica

raccordano con continuità fra loro; praticamente è impossibile in quanto

radiazione

circoscrivere in modo univoco sia i limiti delle componenti sia il sinonimi verranno

limite inferiore e superiore dello spettro. I nomi utilizzati per utilizzati con il

differenziare le radiazioni hanno origine storica e rappresentano i medesimo significato.

campi di lunghezza d’onda, per i quali esiste qualche comune tecnica

di produzione e di rilevazione.

Onde ionizzanti

Onde non ionizzanti

Bisogna distinguere però fra due grandi tipologie di onde elettromagnetiche: quelle ionizzanti e

quelle non ionizzanti; le prime, corrispondenti a frequenze superiori ai 300 GHz, sono in grado di

modificare la struttura degli atomi, sino ad interagire con il Dna delle cellule. In virtù quindi delle

loro differenze, queste diverse tipologie di onde verranno trattate separatamente.

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Discutiamo ora le caratteristiche generali delle componenti dello spettro, considerando prima le

radiazioni elettromagnetiche di maggiore lunghezza d’onda (e minore frequenza), passando

successivamente a energie dei fotoni via via più elevate.

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Le onde non ionizzanti

La parte di spettro che corrisponde alle onde non ionizzanti comprende:

Onde radio

• Microonde

• Infrarosso

•

Verranno analizzate innanzitutto le caratteristiche generali dei vari tipi di onde, per poi affrontare

nello specifico i vantaggi e le problematiche relative all’uso di questo tipo di onde in ambito sia

commerciale che di utilizzo in medicina.

Diversi tipi di radiazioni non ionizzanti

Le onde radio frequenza inferiore a circa 10 Hz e

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Sono così chiamate le radiazioni elettromagnetiche di

lunghezza d’onda non inferiore a qualche metro. Sono chiamate anche onde hertziane e vengono

essenzialmente adoperate per le radio-trasmissioni, cioè per la trasmissione dei suoni a distanza. Per

la loro notevole lunghezza hanno la proprietà, come i suoni, di superare gli ostacoli; sono quindi

essenzialmente onde di superficie; nel senso che si diffrangono sulla superficie terrestre,

seguendone, fino a un certo punto, la curvatura. Per trasmettere

queste onde a sufficiente distanza occorre generalmente, a

causa dell'assorbimento da parte dei corpi materiali situati sulla

Terra, una notevole potenza. Talvolta è possibile aumentare

notevolmente la distanza di trasmissione, sfruttando la

proprietà riflettente della ionosfera cioè di uno strato

fortemente ionizzato che circonda la Terra al di sopra dell'

atmosfera. Una caratteristica relativa alla denominazione delle

radiazioni elettromagnetiche è che, quanto più evidenti sono i

fenomeni di diffrazione, tanto meno evidente risulta la

propagazione rettilinea associata al concetto di raggio. Esempi delle diverse tipologie

di trasmissione delle onde

Per questo motivo parliamo comunemente di onde hertziane e radio

non di raggi hertziani, riservando la parola raggio alle

radiazioni di piccola lunghezza d' onda.

Questo tipo di radiazione elettromagnetica pervade tutto l'ambiente: onde radiotelevisive a tutte le

frequenze (comprese quelle della telefonia mobile) da antenne trasmittenti (comprese quelle dei

cellulari) e ripetitrici, campi elettrici e magnetici alternati della rete elettrica originati da d.d.p.

alternate comprese tra 220 V e decine di migliaia di volt, emissione di onde dalle antenne radar in

prossimità di aeroporti e basi militari, generatori di corrente elettrica alternata e dispositivi simili

impiegati nell'industria.

Dunque l'ambiente è costantemente permeato da queste radiazioni che non sono ionizzanti, che cioè

non hanno energia sufficiente per estrarre gli elettroni dagli orbitali atomici; hanno effetti biologici

solo in caso di intensità di campo elettrico particolarmente elevate. Per ciascun tipo di onde è stato

definito un limite per l' esposizione espresso in watt/m² e variabile a seconda delle sorgenti.

Microonde

Si chiamano microonde quelle radiazioni comprese nello spettro elettromagnetico fra le radio-onde

frequenza compresa fra 10 Hz e 10 Hz e lunghezza d’onda che varia dai

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e l'infrarosso di

decimetri ai millimetri. Si ottengono quasi esclusivamente per mezzo di speciali tubi elettrici

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(klystron, magnetron, ecc.) in cui si sfruttano le interazioni tra un fascio elettronico e l'onda

elettromagnetica emessa da un generatore, in modo che la corrente elettrica incrementi la potenza

dell'onda da inviare.

Le microonde sono principalmente adoperate per radio-trasmissioni direzionali, atte cioè a inviare

segnali in una data direzione. Diminuendo infatti la lunghezza d'onda, incominciano a divenire

meno evidenti i fenomeni di diffrazione; le microonde, come la luce, non girano per così dire

intorno agli ostacoli, in genere troppo grandi rispetto alla loro lunghezza d'onda, ma vengono

fermate e in parte riflesse da essi. L' onda emessa dall' emittente, generalmente confinata in un

piccolo angolo di apertura, si propaga quasi in linea retta, fino alla cosiddetta portata ottica.

Visualizzazione

della portata

ottica di un

antenna

trasmittente

Per accennare molto sommariamente a qualche notevole applicazione delle microonde, si può

citare: il radar, la televisione, i servizi telegrafici e telefonici.

La tecnica utilizzata presenta alcuni notevoli vantaggi rispetto agli altri tipi di trasmissione. Infatti

l'energia chiesta per la trasmissione è generalmente minima, in quanto, trattandosi di onde

direzionali, esse non vengono disperse in tutte le direzioni dello spazio. Inoltre il costo d'impianto è

molto minore, non solo rispetto alla trasmissione a filo (si risparmiano i fili di conduzione), ma

anche rispetto alle potenti stazioni trasmittenti di radioonde. Infine si ha il vantaggio della

segretezza, poiché il messaggio è intercettabile solo lungo il percorso del raggio. L'unico

inconveniente è che le microonde hanno un raggio d' azione limitato alla portata ottica; si rende

quindi necessaria, per coprire una notevole distanza di trasmissione, una successione di stazioni a

visibilità geometrica fra loro (tecnica dei ponti radio).

Infrarosso

Sono dette infrarosse le radiazioni di frequenza compresa

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fra 10 Hz e 10 Hz, corrispondenti a lunghezze d’onda

variabili da qualche millimetro a qualche micron.

Queste radiazioni sono prodotte in notevole misura dai

corpi caratterizzati da temperatura nell’ordine di qualche

centinaio di gradi Kelvin e sono spesso generati dalla

rotazione e dalla vibrazione delle molecole, che ruotando e

vibrando più vigorosamente comportano un aumento di

temperatura. Reciprocamente, la loro frequenza è adatta a

mettere in vibrazione le cariche dei corpi che esse Termografia a infrarosso

investono e, pertanto, questo tipo di radiazione si trasforma,

con grande efficienza, in energia termica dei corpi investiti

solidi e liquidi.

A causa della loro lunghezza d’onda relativamente grande, sono invece sono poco assorbite

dall’atmosfera e persino dalle particelle di nebbia e smog.

Questa caratteristica le rende molto adatte a essere impiegate per indagini che sarebbero impossibili

con la normale luce visibile, e consentono la visione notturna. Infatti, molte creature, tra cui alcuni

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tipi di vipere, hanno recettori specializzati che consentono loro di “vedere” i raggi infrarossi emessi

dalle prede a sangue caldo, anche nel buio più completo.

Le applicazioni delle radiazioni non ionizzanti

Il wireless e i cellulari

Tutte le tecnologie di comunicazione senza fili oggi utilizzate a WiMAX: è una tecnologia di

partire dalle trasmissioni radiotelevisive, passando per la trasmissione senza fili d'accesso

telefonia cellulare sino ad arrivare ai nuovi sistemi Wi-Fi e a banda larga. Ha la possibilità,

WiMAX rientrano nello spettro delle onde non ionizzanti. al pari di altre tecnologie

La maggior parte delle tecnologie di comunicazione wireless si wireless, di essere utilizzato su

molti tipi di territorio per un

concentrano tra 1 MHz e 10 GHZ, e per confronto: ampio raggio (teoricamente su

l'emissione radiofonica opera tra i 500 e i 1.600 kHz per

• un raggio di 50 Km). Da una

le modulazioni di ampiezza (AM) e a circa 100 MHz per sperimentazione della

quanto concerne la modulazione di frequenza (FM); fondazione Ugo Bordoni

le trasmissioni televisive terrestri occupano invece la

• condotta in Italia tra il 2005 e il

2006 è risultato che le

gamma dei 300-400 MHz; prestazioni sono accettabili per

salendo ancora lungo lo spettro elettromagnetico,

• distanze di qualche chilometro.

troviamo le onde sfruttate dalle reti cellulari Gsm, le

quali possono operare a 900, 950, 1800 e 1900 MHz;

il sistema Umts agisce invece sui 2 GHz;

• le tastiere e i mouse senza fili, cosi come i monitor audio e video per bambini possono

• spaziare dai 20 MHz ai 2,4 GHz;

le reti Wi-Fi sfruttano i 2,4 GHz (come Bluetooth) o i 5 GHz;

• i nuovi impianti WiMAX possono infine operare sino a 66 GHz.

• Microonde

Onde Radio

500 kHz 1 MHz 1 GHz 5 GHz 10 GHz 66 GHz

GSM

Radio AM Radio FM UMTS Wireless e WiMax

TV Bluetooth

Tastiere/Mouse senza fili

Monitor audio e video per bambini

Tutti i campi elettromagnetici interagiscono con il corpo umano: i meccanismi principali di

interazione sono l'accoppiamento con campi elettrici e magnetici e il trasferimento di energia

(ricordando che con valori di frequenza maggiori, sarà maggiore anche l’energia in

trasferimento). Tralasciamo le problematiche associate alle "scosse elettriche" e ai rischi di

accoppiamento con dispositivi elettromedicali (pacemaker) per concentrarci essenzialmente

sulla relazione tra salute e campi EM associati alle principali tecnologie Wireless dal punto di

vista dell'assorbimento di energia. 11

La normativa attuale

La normativa internazionale sui campi elettromagnetici non ionizzanti si basa sulle linee

guida dell'Icnirp istituto non

(International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection),

governativo riconosciuto dall'Organizzazione Nazionale della Sanità. L'Icnirp stabilisce dei

valori limite per l'esposizione ai campi EM, espressi in termini di intensità del campo elettri-

co (espressa in volt/metro). Al di là dei valori numerici, è importante sottolineare come

queste valutazioni siano state riprese sin dal 1999 dalla Raccomandazione di Commissione

Europea (Rce), la quale non ha però imposto alcuna legge ai singoli stati membri, limitandosi

a consigliare opportune misure cautelative.

In Italia l'attuale regolamentazione non prevede norme vincolanti, ma una serie di

raccomandazioni emerse dal Decreto della Presidenza del Consiglio dei Ministri (in seguito

stato

Dpcm) dell'8 luglio 2003. Per salvaguardare la popolazione dagli effetti acuti accertati, è

definito un limite di esposizione, fissato nel caso delle bande utilizzate da telefonia mobile e

Wi-Fi a 20 V/m. è

Confrontando questi valori con i limiti definiti dall'Icnirp e dagli alti paesi possibile

l'Italia sia stato una delle nazioni con limiti più bassi per l'esposizione ai

verificare come

campi EM. La misurazione dell'intensità di campo è efficace per controllare l'emissione dei

ripetitori Gsm e Umts. Gsm e Utms:

Analizzando invece la telefonia cellulare dal punto di Il Global System for Mobile

vista dei terminali, l'unita di misura più adatta per la Communications (GSM) è attualmente

definizione di limiti di sicurezza è il Sar (Specific lo standard di telefonia mobile più

tasso specifico di assorbimento) che si

Absorption Rate, diffuso del mondo. Il GSM si basa sul

fatto che sia il canale di identificazione

misura in watt per chilogrammi di massa corporea che quello di conversazione sono digitali

(W/Kg). Il Sar permette di stimare gli effetti termici e ciò comporta la possibilità di

della radiazione elettromagnetica sui tessuti, evitando scambiare dati, oltre che conversazioni.

un eccessivo surriscaldamento. Per i telefoni cellulari Per questo motivo il nuovo standard è