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I CAMPI ELETTROMAGNETICI - UN AMBITO SEMPRE PIÙ PROBLEMATICO

I media evocano sempre più spesso i problemi legati ai campi elettromagnetici nell’am-biente. A seguito della massiccia commercializzazione dei radiotelefoni e dei portatili, lapopolazione ha preso coscienza di questo problema ed il dibattito sull’effetto di questicampi si è infiammato.

Nell’ambito delle applicazioni elettromagnetiche questi problemi non costituiscono unanovità sebbene i carichi elettromagnetici abbiano una certa importanza in questo settore.

QUALCHE INFORMAZIONE DI BASE

Un campo elettromagnetico viene prodotto nella situazione in cui un campo elettricocontinuamente variabile provoca un campo magnetico e viceversa.

Questi campi sono caratterizzati dalla loro lunghezza d’onda in metri o, per analogia, infrequenza “f” misurata in “Hz” da una parte e dalla loro intensità dall’altra parte:- campo elettrico: E in [V/m]- campo magnetico: H in [A/m]

Analogamente, si utilizza il termine “intensità” misurata in “dB”.L’intensità è indicata in “livelli di intensità di campo”, il loro valore è logaritmico e si rap-porta ad un valore di riferimento (che non è sempre indicato):campo elettrico: EdB = 20 lg (Ex/E0)dBµV/m ; valore di riferimento: E0 = 1 µV/m

campo magnetico: EdB = 20 lg (Hx/H0)dBµA/m ; valore di riferimento: H0 = 1 µA/m

D’altronde, i valori dei campi magnetici possono essere indicati in “T” (“tesla”) o in “µT”,questo indica la densità di flusso magnetico che è anche chiamato “induzione”.

L’area di frequenza è ripartita in due aree:area di bassa frequenza: frequenza fino a circa 30 kHz,

il campo elettrico ed il campo elettromagnetico devono essere analizzati separatamente.

area ad alta frequenza: da 30 kHz fino a 300 GHz, onda elettromagnetica (trasversale), correnti sono anche le designazioni “irradiazione elettroma-gnetica” o “irradiazione ad alta frequenza” (“Hf”), la compo-nente di campo elettrico è funzione della componente di campo magnetico.

Conversione delle intensità di campo nello spazio libero per l’indipendenza caratteristicaZ0 * Z0 = E/H = 377 Ω

In questo opuscolo, utilizzeremo il termine “campi elettromagnetici” per tutte le aree difrequenza.

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L’AMBIENTE ELETTROMAGNETICO

I campi elettromagnetici permettono di trasmettere delle potenze e dei segnali. Questofenomeno è sfruttato da molto tempo nel campo delle radiocomunicazioni, come laradiodiffusione e la televisione e la radio mobile.

Il volume di queste applicazioni aumenta in modo consistente come le reti di servizi aradio mobile la cui estensione è oggigiorno considerevole. Sebbene questi apparecchi edapplicazioni funzionino a potenze generalmente molto deboli, la somma dei loro campielettromagnetici costituisce un fattore non trascurabile.

Oltre a queste numerose fonti funzionali di campi elettromagnetici, il nostro ambiente(compresi numerosi elementi elettrici ed elettronici) genera un elevato numero di campielettromagnetici non funzionali che sono attivi in tutta l’area di frequenza e dei qualinon ci si rende conto.

Ciascuna linea elettrica, sia che sia un’area dell’alta tensione o una semplice prolunga perun lampadario in un salone, genera un campo elettromagnetico. Ogni utensile elettricoin cucina, ogni schermo televisivo genera un campo elettromagnetico. In breve: tutte leinstallazioni elettriche generano campi elettromagnetici le cui frequenze e caratteristi-che sono estremamente variabili.

Sebbene questi campi siano notevolmente indeboliti dalla naturale attenuazione/ridu-zione della nostra atmosfera, contribuiscono in modo considerevole al nostro ambienteelettromagnetico.

CAMPI DI ALTA FREQUENZA

Frequenza Hz

Lunghezza onde m

Campi a bassa frequenza Radio Onde micro Radiazione visibile

Figura: 1: Area delle frequenze

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PRESA COSCIENZA DEL PROBLEMA

L’interesse della popolazione per i campi elettromagnetici è considerevolmente aumenta-ta. La presa di coscienza di questo fenomeno si esprime in numerosi articoli da parte dellastampa e, da parte dei media, in programmi.L’argomento in base al quale i campi elettromagnetici affliggono il benessere dell’uomoè preso sempre più seriamente in considerazione; le prime associazioni di persone “elet-tro-sensibili” sono state create; i gestori delle radio mobili si confrontano con massiccelamentele da parte degli abitanti che protestano contro l’impianto di stazione radio.Quali sono gli effetti di questi campi sull’organismo (umano)? Un elevato numero di studirelativi all’effetto di questi campi sui sistemi biologici sono già stati intrapresi nei relativiprogetti di ricerca.

Un paragone con l’energia nucleare, come rappresentato nella figura 3, mostra la curvadi previsione della presa di coscienza del problema dei campi elettromagnetici, così comela posizione attuale.

ambienteelettromagnetico

fonti a banda stretta fonti a banda larga

rumore aleatorio perturbazioni disegnali transitori

latenza emergenza crisi regolazione

energia nucleare

perturbazione elettromagnetica

tempo

atte

nzio

ne a

l pub

blico

Figura 2: Ripartizione degli emittenti di energia elet-tromagnetica in fonti a banda stretta e fonti a bandalarga.

Figura 3: Evoluzione nel tempo dell’attenzione delpubblico in rapporto ad un soggetto a rischio (2)

(2) Ministero Babarois del Territorio e dell’Ambiente,Esposizione degli abitanti della Baviera ai campi elet-tromagnetici, 1994, p. 76, dopo Wiedemann 93

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VALORI LIMITE

Oggigiorno questo problema non è ancora parte integrante della politica ambientale.

Esistono dei valori limite e dei valori approssimativi per le intensità massime dei campielettromagnetici che sono applicabili ad un certo numero di ambiti. Così, vengono dispo-ste, ad esempio, delle raccomandazioni da parte della “Commissione tedesca per la pro-tezione contro l’irradiazione” che si riferiscono ai valori dell’ICNIRP (“Commissione inter-nazionale sulla protezione contro le radiazioni non ionizzate”). Questi valori sono con-fermati dall’OMS.

In Germania i valori da rispettare sul luogo di lavoro sono specificati nelle normative DINVDE 0848 parte 4 A3 (30 kHz a 300 GHz). Generalmente questi valori limite non vengo-no oltrepassati in nessuna situazione, ma il loro ambiente di validità è spesso ridotto daregolamenti speciali, per esempio per le attrezzature di tipo “ISM” (“Industriale,Scientifico, Medico”), ossia attrezzature ed installazioni che emettono campi intensivi,nella loro concezione termica.

In Svizzera ci si basa sui valori limite d’emissione raccomandati dall’”AssociazioneInternazionale di protezione contro l’irradiazione” (IRPA) del 1983 (3). L’esposizione dipersone all’irradiazione sul posto di lavoro ed i trattamenti medici sono delle eccezionia questo effetto.

(3) Rapportarsi ai valori limite internazionali. Ufficio Federale per l’Ambiente, la Foresta ed i Luoghi. Serieopuscoli sull’Ambiente n° 121 e n° 124, Berna.

CEM - COMPATIBILITÀ ELETTROMAGNETICA

Mentre noi siamo ancora in disaccordo sull’effetto biologico dei campi elettromagnetici,i loro effetti tecnici sono interamente conosciuti e possono essere misurati. Allo stessomodo, le attrezzature possono produrre delle interferenze e generarsi reciprocamente oanche procurare un cedimento di certe componenti.

Figura 4: fonte positiva e negativa.

Nel quadro della compatibilità elettromagnetica, si fa distinzione tra la “fonte positiva”,cioè le attrezzature emettono campi elettromagnetici sotto forma di irradiazioni pertur-batrici, e la “fonte negativa” che designa la zona nella quale si può produrre una per-turbazione da parte dei campi elettromagnetici esterni.

fontepositiva

fontenegativa

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I due effetti si possono produrre su uno stesso oggetto. La CEM può giocare un ruolosignificante in certe installazioni di sicurezza, ad esempio disinnestare il gonfiamentonon tempestivo di un air-bag (cuscinetto di sicurezza), l’arresto non tempestivo dei pro-grammi di un elaboratore e lo stesso guasto di certe componenti di un’installazione e distrumenti, con tutte le conseguenze che ne risultano.

A partire dal 01/01/96, la diretta relativa alla CEM, CEE/89/336, sarà obbligatoria per tuttele attrezzature elettrotecniche e/o elettroniche. Questa direttiva si fonda su un certonumero di normative europee armonizzate. Tutte le attrezzature conformi a questadirettiva avranno la sigla “CE”. Ogni azienda fornirà il certificato di conformità CE per isuoi prodotti, sotto la sua propria responsabilità, questo implica la sua responsabilità incaso di mancato rispetto delle normative inerenti.

Per verificare la conformità CEM, è possibile incaricare dei servizi di controllo accreditatiche effettueranno i relativi controlli, generalmente per campionatura. In Germania, ladirettiva CE è applicata per la legge EMVG (“legge sulla compatibilità elettromagneti-ca”). In base a questa legge, i valori limite CEM sono nettamente più severi dei valori limi-te generali relativi alle emissioni.

RINFORZOI campi elettromagnetici possono essere indeboliti da appropriate misure di rinforzo. Perfare ciò, si è fatto ricorso a materiali appropriati e ad una configurazione specifica di rea-lizzazione di casse. Queste casse possono essere delle scatole, degli armadi elettrici, dellecabine o anche dei locali o degli interi edifici.

Figura 5: modello semplice dello smorzamento

La figura 5 rappresenta in modo schematico un modello semplice dell’effetto di rinfor-zo; in realtà, bisogna tenere in considerazione un elevato numero di effetti molto com-plessi delle onde, da una parte, e di fattori dell’elettromagnetismo, dall’altra parte.L’attenzione per effetto del rinforzo costituisce sempre una misura con carattere diffe-renziale, cioè: paragonando i livelli d’intensità del campo elettromagnetico con e senzai mezzi di rinforzo. Conseguentemente il coefficiente di rinforzo può essere rappresen-tato dalla seguente formula:

Generalmente il principio applicabile è il seguente: il mezzo di rinforzo si deve trovare ilpiù vicino possibile alla fonte positiva/negativa, tuttavia questo principio non può essereapplicato in tutti i casi.

onda elettromagnetica faccia esterna E2

onda elettromagnetica riflessa

materiale specchio

onda elettromagnetica arrestofaccia interna E1

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GLI EFFETTI AL LIVELLO DELL’ARCHITETTURA

Quali sono le conseguenze delle circostanze descritte qui sotto nel contesto dell’edificio?

Oggigiorno non esiste nessuna regolamentazione ufficiale relativa alle misure da pren-dere contro i campi elettromagnetici (contrariamente, ad esempio, alla protezione ter-mica).

Viceversa esistono contesti nei quali il rinforzo dei locali o degli edifici è richiesto in certecondizioni particolari. In questo caso, devono essere rispettati i seguenti aspetti:- rinforzo delle fonti di irradiazione intensiva all’interno dell’edificio- rinforzo contro le irradiazioni emesse nell’ambiente dell’edificio.

Gli obiettivi di protezione possono essere i seguenti:

Protezione di personeQuesto obiettivo deve essere rispettato in tutte le situazioni nelle quali le personerischiano di essere esposte a dei campi di intensità molto elevata, come in un impianto airradiazione “aperta” molto intensa nell’ambito dell’industria o della medicina (installa-zioni di elettro-erosione, di saldatura, tomografie spin nucleari, ecc.) o per accumulazio-ne di irradiazione proveniente da più fonti.

Protezione di attrezzature, impianti e di memorie datiUn problema si pone nei casi in cui il buon funzionamento di certe componenti impor-tanti non può essere garantito in modo affidabile dal rinforzo previsto nelle vicinanzedell’impianto. A questo fine le esigenze sono particolarmente elevate nell’ambito mili-tare. I centri di calcolo e, in modo particolare, la memorizzazione di dati importanti suisupporti magnetici necessitano ugualmente di una protezione attiva a questo fine.

Realizzazione di zone senza campo elettromagneticoLe zone senza campo elettromagnetico sono particolarmente richieste nel contestomedico. Le analisi dei malati per encefalogramma o per magneto-encefalogrammadovrebbero essere effettuate in locali blindati per il fatto che gli effetti dei campi elet-tromagnetici possono falsificare le diagnosi.

Abolizione dell’irradiazione compromettenteUn’irradiazione compromettente è un’irradiazione utilizzata come mezzo di trasmissio-ne di informazioni che possono essere “ascoltate” attraverso mezzi semplici se non sonoprotetti, come i telefoni senza fili e particolarmente gli schermi dei computer. I dati pre-senti su uno schermo non blindato possono essere letti fino a 200 metri di distanza.

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IL SISTEMA FORSTER SHIELDING

Fino ad oggi un locale non ha potuto essere blindato in modo soddisfacente, con deivalori di attenuazione sufficienti, se non installando una cabina chiusa in questo locale.Questo principio del “locale in un locale” riduce la possibilità di concezione al minimo enecessita la creazione di cellule interamente dal loro ambiente.La Hermann Forster SA, realizzatore di sistemi per finestre, porte e facciate, ha sviluppa-to un sistema innovatore di blindatura trasparente che permette di proteggere i localidai campi elettromagnetici.

Figura 6: sezione del sistema Forster Shielding

Il problema da risolvere consiste nel trovare una soluzione che comprende un mezzo tra-sparente ad alta attenuazione per assicurare la blindatura degli edifici, soddisfacendodelle severe esigenze in materia di estetica e di concezione.

Il risultato di questa ricerca è il sistema Forster Shielding. È concepito sulla base del siste-ma testato di isolamento termico Forster Thermfix vario nella sua versione a profili inacciaio inox. Per ottenere una attenuazione ottimale, Forster ha sviluppato, in collabo-razione con la società Glas Trosh, un insieme specifico in vetro che è stato brevettato.Questo sistema è completato da una unità di tenuta stagna adattata in particolare modoa questo insieme.

Il sistema Forster Shielding permette agli architetti di realizzare delle soluzioni intera-mente nuove per creare zone a blindatura elettromagnetica negli edifici.- Una parte delle pareti della zona blindata potrà d’ora in poi essere realizzata in vetro.- Il sistema Forster Shielding permette di blindare dei segmenti parziali di una facciata.- Nonostante la blindatura elettromagnetica, la facciata dell’immobile può essere

realizzata in modo estetico ed omogeneo.- Tutti i vantaggi di concezione delle facciate realizzate in acciaio ed in vetro, come le

loro sottili strutture, sono disponibili.- L’isolamento termico, l’insonorizzazione e le altre esigenze di costruzione possono

ugualmente essere realizzate dalle varianti ralative.- Le intelligenti interfacce del sistema con la generale blindatura garantiscono la sicu-

rezza dell’insieme ed evitano le soluzioni “di bricolage”.- Il know-how della Forster ed il suo servizio sono a disposizione dell’architetto nella fase

di progettazione.

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Il sistema Forster Shielding può anche essere utilizzato come parete divisoria interna osotto forma di elementi fissi individuali, vetrate ed integrate in una parete divisoria blin-data.

I tecnici della Forster e dei suoi partner vi garantiscono una soluzione ottimale di blin-datura trasparente, dalla progettazione fino alla realizzazione da parte di imprese qua-lificate.

I VALORI

L’effetto di blindatura del sistema Forster Schielding contro i campi elettromagnetici èstato misurato secondo la normativa MIL-STD 285 / NSA65-6. Queste misure hannomostrato che l’attenuazione era di min. 60 dB nell’area a frequenze molto estese tra 6MHz e 1 GHz.

Figura 7: curva di misura Forster Shielding secondo la normativa MIL-STD 285 / NSA65-6

La clausola addizionale NSA65-6 rappresenta una forma più severa della normativa MIL-STD 285, l’intensità del campo è misurata a una distanza di solo 30 cm dall’oggetto misu-rato.

Conseguentemente, una curva di misurazione secondo NSA65-6 non è direttamenteparagonabile a quella misurata secondo la MIL-STD 285 (senza NSA65-6) effettuata adesempio sotto la forma di una misura dai punti centrali.

frequenza in dB

atte

nu

azio

ne

in d

B

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