(Include RF da antenne di trasmissione, sistemi radio portatili, antenne a microonde, satelliti e radar)
Kelly Classic, certificato medico fisico
La radiazione elettromagnetica consiste in onde di energia elettrica e magnetica che si muovono insieme (cioè irradiano) attraverso lo spazio alla velocità della luce. Nel loro insieme, tutte le forme di energia elettromagnetica sono indicate come lo spettro elettromagnetico. Le onde radio e le microonde emesse dalle antenne trasmittenti sono una forma di energia elettromagnetica., Spesso il termine campo elettromagnetico o campo a radiofrequenza (RF) può essere usato per indicare la presenza di energia elettromagnetica o RF.
Un campo RF ha sia un componente elettrico che un componente magnetico (campo elettrico e campo magnetico) ed è spesso conveniente esprimere l’intensità dell’ambiente RF in una data posizione in termini di unità specifiche per ciascun componente. Ad esempio, l’unità “volt per metro” (V/m) viene utilizzata per misurare la forza del campo elettrico e l’unità “ampere per metro” (A/m) viene utilizzata per esprimere la forza del campo magnetico.,
Le onde RF possono essere caratterizzate da una lunghezza d’onda e una frequenza. La lunghezza d’onda è la distanza coperta da un ciclo completo dell’onda elettromagnetica, mentre la frequenza è il numero di onde elettromagnetiche che passano un dato punto in un secondo. La frequenza di un segnale RF è solitamente espressa in termini di un’unità chiamata hertz (Hz). Un Hz equivale a un ciclo al secondo. Un megahertz (MHz) equivale a un milione di cicli al secondo. Diverse forme di energia elettromagnetica sono classificate in base alle loro lunghezze d’onda e frequenze., La parte RF dello spettro elettromagnetico è generalmente definita come quella parte dello spettro in cui le onde elettromagnetiche hanno frequenze nell’intervallo da circa 3 kilohertz (3 kHz) a 300 gigahertz (300 GHz).
Probabilmente l’uso più importante per l’energia RF è nella fornitura di servizi di telecomunicazione. Radiodiffusione e televisione, telefoni cellulari, comunicazioni radio per polizia e vigili del fuoco, radioamatori, collegamenti punto-punto a microonde e comunicazioni satellitari sono solo alcune delle molte applicazioni di telecomunicazione., I forni a microonde sono un buon esempio di un uso non comunicativo dell’energia RF. Altri importanti usi non comunicativi dell’energia RF sono il radar e per il riscaldamento e la sigillatura industriali. Il radar è uno strumento prezioso utilizzato in molte applicazioni, dall’applicazione del traffico al controllo del traffico aereo e alle applicazioni militari. I riscaldatori e i sigillatori industriali generano radiazioni RF che riscaldano rapidamente il materiale in lavorazione nello stesso modo in cui un forno a microonde cuoce il cibo., Questi dispositivi hanno molti usi nell’industria, tra cui stampaggio di materie plastiche, incollaggio di prodotti in legno, sigillatura di articoli come scarpe e portafogli e lavorazione di prodotti alimentari.
La quantità utilizzata per misurare quanta energia RF viene effettivamente assorbita in un corpo è chiamata tasso di assorbimento specifico (SAR). Di solito è espresso in unità di watt per chilogrammo (W/kg) o milliwatt per grammo (mW/g)., Nel caso di esposizione a tutto il corpo, un adulto umano in piedi può assorbire energia RF ad una velocità massima quando la frequenza della radiazione RF è compresa tra circa 80 e 100 MHz, il che significa che il SAR di tutto il corpo è al massimo in queste condizioni (risonanza). A causa di questo fenomeno di risonanza, gli standard di sicurezza RF sono generalmente più restrittivi per queste frequenze.
Gli effetti biologici derivanti dal riscaldamento del tessuto mediante energia RF sono spesso indicati come effetti “termici”., È noto da molti anni che l’esposizione a livelli molto elevati di radiazioni RF può essere dannosa a causa della capacità dell’energia RF di riscaldare rapidamente il tessuto biologico. Questo è il principio con cui i forni a microonde cucinano il cibo. Il danno tissutale nell’uomo potrebbe verificarsi durante l’esposizione a livelli elevati di RF a causa dell’incapacità del corpo di far fronte o dissipare il calore eccessivo che potrebbe essere generato. Due aree del corpo, gli occhi e i testicoli, sono particolarmente vulnerabili al riscaldamento RF a causa della relativa mancanza di flusso sanguigno disponibile per dissipare l’eccessivo carico di calore., A livelli relativamente bassi di esposizione alle radiazioni RF, cioè livelli inferiori a quelli che produrrebbero un riscaldamento significativo, l’evidenza di effetti biologici dannosi è ambigua e non dimostrata. Tali effetti sono stati a volte indicati come effetti “non termici”. È generalmente convenuto che sono necessarie ulteriori ricerche per determinare gli effetti e la loro eventuale rilevanza per la salute umana.,
In generale, tuttavia, gli studi hanno dimostrato che i livelli ambientali di energia RF abitualmente incontrati dal pubblico in generale sono in genere molto al di sotto dei livelli necessari per produrre un riscaldamento significativo e un aumento della temperatura corporea. Tuttavia, ci possono essere situazioni, in particolare ambienti di lavoro vicino a fonti RF ad alta potenza, dove i limiti raccomandati per l’esposizione sicura degli esseri umani all’energia RF potrebbero essere superati. In tali casi, possono essere necessarie misure o azioni restrittive per garantire l’uso sicuro dell’energia RF.,
Alcuni studi hanno anche esaminato la possibilità di un legame tra RF e esposizione a microonde e cancro. I risultati finora sono stati inconcludenti. Mentre alcuni dati sperimentali hanno suggerito un possibile legame tra l’esposizione e la formazione di tumori negli animali esposti in determinate condizioni specifiche, i risultati non sono stati replicati in modo indipendente. In effetti, altri studi non sono riusciti a trovare prove per un nesso causale con il cancro o qualsiasi condizione correlata. Ulteriori ricerche sono in corso in diversi laboratori per aiutare a risolvere questa domanda.,
Nel 1996, l’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) ha istituito un programma chiamato International EMF Progetto che è stato progettato per la revisione della letteratura scientifica riguardante gli effetti biologici dei campi elettromagnetici, identificare le lacune nella conoscenza di tali effetti, consiglia, per esigenze di ricerca e di lavoro verso internazionale per la risoluzione di problemi di salute, l’uso di tecnologia di RF. L’OMS mantiene un sito web che fornisce ampie informazioni su questo progetto e sugli effetti biologici RF e sulla ricerca.,
Varie organizzazioni e paesi hanno sviluppato standard di esposizione per l’energia RF. Queste norme raccomandano livelli sicuri di esposizione sia per il pubblico in generale che per i lavoratori. Negli Stati Uniti, la Federal Communications Commission (FCC) ha adottato e utilizzato linee guida di sicurezza riconosciute per valutare l’esposizione ambientale RF dal 1985., Anche le agenzie federali per la salute e la sicurezza, come l’Environmental Protection Agency (EPA), la Food and Drug Administration (FDA), l’Istituto nazionale per la sicurezza e la salute sul lavoro (NIOSH) e l’Occupational Safety and Health Administration (OSHA), sono state coinvolte nel monitoraggio e nello studio delle questioni relative all’esposizione alla RF.,
Le linee guida FCC per l’esposizione umana ai campi RF sono state derivate dalle raccomandazioni di due organizzazioni di esperti, il National Council on Radiation Protection and Measurements (NCRP) e l’Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). Esperti scienziati e ingegneri hanno sviluppato sia i criteri di esposizione NCRP che lo standard IEEE dopo ampie revisioni della letteratura scientifica relativa agli effetti biologici RF. Le linee guida sull’esposizione si basano su soglie per gli effetti avversi noti e incorporano adeguati margini di sicurezza., Molti paesi in Europa e altrove utilizzano le linee guida sull’esposizione sviluppate dalla Commissione internazionale per la protezione dalle radiazioni non ionizzanti (ICNIRP). I limiti di sicurezza ICNIRP sono generalmente simili a quelli del NCRP e IEEE, con poche eccezioni.
Le linee guida sull’esposizione NCRP, IEEE e ICNIRP indicano il livello di soglia al quale possono verificarsi effetti biologici dannosi e i valori di esposizione massima ammissibile (MPE) raccomandati per l’intensità del campo elettrico e magnetico e la densità di potenza in entrambi i documenti si basano su questo livello di soglia., Il livello di soglia è un valore SAR per l’intero corpo di 4 watt per chilogrammo (4 W/kg). I limiti più restrittivi sull’esposizione di tutto il corpo sono nella gamma di frequenze di 30-300 MHz in cui l’energia RF viene assorbita in modo più efficiente quando tutto il corpo è esposto. Per i dispositivi che espongono solo una parte del corpo, come i telefoni cellulari, vengono specificati limiti di esposizione diversi.,
Le principali strutture di trasmissione RF sotto la giurisdizione della FCC, come le stazioni radio e televisive, le stazioni satellitari terrestri, le stazioni radio sperimentali e alcune strutture cellulari, PC e di paging, sono tenute a sottoporsi a una valutazione di routine per la conformità RF ogni volta che viene presentata una domanda alla FCC per la costruzione o la modifica di, Il mancato rispetto delle linee guida sull’esposizione RF della FCC potrebbe portare alla preparazione di una valutazione ambientale formale, possibile dichiarazione di impatto ambientale e eventuale rifiuto di una domanda.
Antenne Broadcast
Le stazioni radio e televisive trasmettono i loro segnali tramite onde elettromagnetiche RF. Le stazioni di trasmissione trasmettono a varie frequenze RF, a seconda del canale, che vanno da circa 550 kHz per la radio AM fino a circa 800 MHz per alcune stazioni televisive UHF. Le frequenze per la radio FM e la televisione VHF si trovano tra questi due estremi., Le potenze operative possono essere di poche centinaia di watt per alcune stazioni radio o fino a milioni di watt per alcune stazioni televisive. Alcuni di questi segnali possono essere una fonte significativa di energia RF nell’ambiente locale e la FCC richiede che le stazioni di trasmissione presentino prove di conformità alle linee guida RF FCC.,
La quantità di energia RF a cui il pubblico o i lavoratori potrebbero essere esposti a causa delle antenne di trasmissione dipende da diversi fattori, tra cui il tipo di stazione, le caratteristiche progettuali dell’antenna utilizzata, la potenza trasmessa all’antenna, l’altezza dell’antenna e la distanza dall’antenna. Poiché l’energia ad alcune frequenze viene assorbita dal corpo umano più facilmente dell’energia ad altre frequenze, la frequenza del segnale trasmesso e la sua intensità sono importanti.,
L’accesso pubblico alle antenne di trasmissione è normalmente limitato, quindi gli individui non possono essere esposti a campi di alto livello che potrebbero esistere vicino alle antenne. Le misurazioni effettuate da FCC, EPA e altri hanno dimostrato che i livelli di radiazione RF ambientale nelle aree abitate vicino agli impianti di trasmissione sono in genere ben al di sotto dei livelli di esposizione raccomandati dagli standard e dalle linee guida attuali. Gli addetti alla manutenzione dell’antenna sono occasionalmente tenuti a scalare le strutture dell’antenna per scopi come la verniciatura, le riparazioni o la sostituzione del faro., Sia l’EPA che l’OSHA hanno riferito che in questi casi è possibile che un lavoratore sia esposto ad alti livelli di energia RF se il lavoro viene eseguito su una torre attiva o in aree immediatamente circostanti un’antenna radiante. Pertanto, devono essere prese precauzioni per garantire che il personale di manutenzione non sia esposto a campi RF non sicuri.
Sistemi radio portatili
Le comunicazioni”Land-mobile” comprendono una varietà di sistemi di comunicazione che richiedono l’uso di sorgenti di trasmissione RF portatili e mobili. Questi sistemi operano in bande di frequenza strette tra circa 30 e 1.000 MHz., I sistemi radio utilizzati dalla polizia e dai vigili del fuoco, i servizi di radio paging e la radio aziendale sono alcuni esempi di questi sistemi di comunicazione. Esistono essenzialmente tre tipi di trasmettitori RF associati ai sistemi mobili terrestri: trasmettitori a stazione base, trasmettitori montati su veicoli e trasmettitori portatili. Le antenne utilizzate per questi vari trasmettitori sono adattate per il loro scopo specifico., Ad esempio, un’antenna della stazione base deve irradiare il suo segnale in un’area relativamente ampia e, pertanto, il suo trasmettitore deve generalmente utilizzare livelli di potenza più elevati rispetto a un trasmettitore radio montato su veicolo o palmare. Sebbene queste antenne della base-stazione funzionino solitamente con i più alti livelli di potere che altri tipi di antenne terra-mobili, sono normalmente inaccessibili al pubblico poiché devono essere montate alle altezze significative sopra terra per provvedere alla copertura adeguata del segnale. Inoltre, molte di queste antenne trasmettono solo a intermittenza., Per questi motivi, tali antenne della stazione base non sono state generalmente preoccupanti per quanto riguarda la possibile esposizione pericolosa del pubblico alle radiazioni RF. Studi in luoghi sul tetto hanno indicato che le antenne di paging ad alta potenza possono aumentare il potenziale di esposizione ai lavoratori o ad altri con accesso a tali siti, ad esempio il personale di manutenzione. I livelli di potenza di trasmissione per le antenne mobili terrestri montate su veicoli sono generalmente inferiori a quelli utilizzati dalle antenne della stazione base, ma superiori a quelli utilizzati per le unità portatili.,
Le radio portatili portatili come i walkie-talkie sono dispositivi a bassa potenza utilizzati per trasmettere e ricevere messaggi su distanze relativamente brevi. A causa dei bassi livelli di potenza utilizzati, dell’intermittenza di queste trasmissioni e del fatto che queste radio sono tenute lontane dalla testa, non dovrebbero esporre gli utenti all’energia RF oltre i limiti di sicurezza. Pertanto, la FCC non richiede la documentazione di routine della conformità con i limiti di sicurezza per le radio bidirezionali push-to-talk.,
Antenne a microonde
Le antenne a microonde punto-punto trasmettono e ricevono segnali a microonde su distanze relativamente brevi (da pochi decimi di miglio a 30 miglia o più). Queste antenne sono di solito di forma rettangolare o circolare e si trovano normalmente montate su una torre di supporto, sui tetti, sui lati degli edifici, o su strutture simili che forniscono percorsi line-of-sight chiari e senza ostacoli tra entrambe le estremità di un percorso di trasmissione o di collegamento., Queste antenne hanno una varietà di usi, come la trasmissione di messaggi vocali e dati e fungono da collegamenti tra studi di trasmissione o TV via cavo e antenne trasmittenti. I segnali RF da queste antenne viaggiano in un fascio diretto da un’antenna trasmittente a un’antenna ricevente e la dispersione di energia a microonde al di fuori del fascio relativamente stretto è minima o insignificante. Inoltre, queste antenne trasmettono utilizzando livelli di potenza molto bassi, di solito dell’ordine di pochi watt o meno., Le misurazioni hanno dimostrato che le densità di potenza a livello del suolo dovute alle antenne direzionali a microonde sono normalmente mille volte o più al di sotto dei limiti di sicurezza raccomandati. Inoltre, come ulteriore margine di sicurezza, i siti delle torri a microonde sono normalmente inaccessibili al pubblico in generale. Esposizioni significative da queste antenne potrebbero verificarsi solo nel caso improbabile che un individuo è stato quello di stare direttamente di fronte e molto vicino ad un’antenna per un periodo di tempo.,
I sistemi satellitari
Le antenne terrestri utilizzate per le comunicazioni satellite-terra sono tipicamente antenne paraboliche “dish”, alcune grandi da 10 a 30 metri di diametro, che vengono utilizzate per trasmettere (uplink) o ricevere (downlink) segnali a microonde da o verso i satelliti in orbita attorno alla terra. I satelliti ricevono i segnali irradiati fino a loro e, a loro volta, ritrasmettono i segnali verso una stazione di ricezione terrestre. Questi segnali consentono la fornitura di una varietà di servizi di comunicazione, tra cui il servizio telefonico a lunga distanza., Alcune antenne della stazione satellite-terra sono utilizzate solo per ricevere segnali RF (cioè, proprio come un’antenna televisiva sul tetto utilizzata in una residenza) e, poiché non trasmettono, l’esposizione RF non è un problema. A causa delle distanze più lunghe coinvolte, i livelli di potenza utilizzati per trasmettere questi segnali sono relativamente grandi rispetto, ad esempio, a quelli utilizzati dalle antenne punto-punto a microonde discusse sopra. Tuttavia, come per le antenne a microonde, i raggi utilizzati per trasmettere segnali terra-satellite sono concentrati e altamente direzionali, simili al raggio di una torcia elettrica., Inoltre, l’accesso del pubblico sarebbe normalmente limitato nei siti delle stazioni in cui i livelli di esposizione potrebbero avvicinarsi o superare i limiti di sicurezza.
Sistemi radar
I sistemi radar rilevano la presenza, la direzione o la portata di aerei, navi o altri oggetti in movimento. Ciò si ottiene inviando impulsi di campi elettromagnetici ad alta frequenza (EMF). I sistemi radar di solito operano a radiofrequenze tra 300 megahertz (MHz) e 15 gigahertz (GHz). Inventati circa 60 anni fa, i sistemi radar sono stati ampiamente utilizzati per la navigazione, l’aviazione, la difesa nazionale e le previsioni meteorologiche., Le persone che vivono o lavorano abitualmente attorno al radar hanno espresso preoccupazioni per gli effetti avversi a lungo termine di questi sistemi sulla salute, tra cui cancro, malfunzionamento riproduttivo, cataratta ed effetti avversi per i bambini. È importante distinguere tra pericoli percepiti e reali che il radar pone e comprendere la logica alla base degli standard internazionali esistenti e delle misure di protezione utilizzate oggi.
La potenza che i sistemi radar emettono varia da pochi milliwatt (radar di controllo del traffico della polizia) a molti kilowatt (radar di tracciamento spaziale di grandi dimensioni)., Tuttavia, una serie di fattori riducono significativamente l’esposizione umana alla RF generata dai sistemi radar, spesso di un fattore di almeno 100:
- I sistemi radar inviano onde elettromagnetiche in impulsi e non continuamente. Ciò rende la potenza media emessa molto più bassa della potenza dell’impulso di picco.
- I radar sono direzionali e l’energia RF che generano è contenuta in fasci molto stretti che assomigliano al fascio di un riflettore. I livelli di rf a partire dal fascio principale cadono rapidamente. Nella maggior parte dei casi, questi livelli sono migliaia di volte inferiori rispetto al fascio principale.,
- Molti radar hanno antenne che ruotano continuamente o variano la loro elevazione con un movimento annuendo, cambiando così costantemente la direzione del raggio.
- Le aree in cui può verificarsi un’esposizione umana pericolosa sono normalmente inaccessibili al personale non autorizzato.
Oltre alle informazioni fornite in questo documento, ci sono altre fonti di informazioni riguardanti l’energia RF e gli effetti sulla salute. Alcuni Stati mantengono programmi di radiazioni non ionizzanti o, almeno, alcune competenze in questo campo, di solito in un dipartimento di salute pubblica o di controllo ambientale., La seguente tabella elenca alcuni siti Internet rappresentativi che forniscono informazioni su questo argomento. La Health Physics Society non approva né verifica l’accuratezza delle informazioni fornite in questi siti. Essi sono forniti solo a titolo informativo.
- Bioelectromagnetics Society
- US Department of Defense
- European BioElectromagnetics Association
- Federal Communications Commission
- US Food and Drug Administration
- ICNIRP (Europe)
- IEEE
- Microwave News
- J., Moulder, Medical College of Wisconsin
- National Council on Radiation Protection& Measurements
- UK Health Protection Agency Radiation Protection Division
- US OSHA
- Wireless Industry (CTIA)
- Health Canada, RF page
- Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS)