Definizioni e sorgenti
I campi elettrici sono creati da differenze di potenziale elettrico, o tensioni: più alta è la tensione, più intenso è il campo elettrico risultante. I campi magnetici si creano quando circola una corrente elettrica: più alta è la corrente, più intenso è il campo magnetico. Un
campo elettrico esiste anche se non c’è corrente. Se circola una corrente, l’intensità del campo magnetico varia con il consumo di potenza, mentre l’intensità del campo elettrico rimane costante. (Estratto dal volume Electromagnetic Fields, pubblicato dall’Ufficio
Regionale per l’Europa dell’OMS nel 1999 (Local authorities, health and environment pamphlet series; 32)).

Sorgenti naturali di campi elettromagnetici
I campi elettromagnetici sono presenti ovunque nel nostro ambiente di vita, ma sono invisibili all’occhio umano. Dei campi elettrici sono prodotti dall’accumulo locale di cariche elettriche nell’atmosfera, in occasione di temporali. Il campo magnetico terrestre fa sì che
l’ago di una bussola si orienti lungo la direzione nord-sud ed è utilizzato da uccelli e pesci per la navigazione.
Sorgenti artificiali di campi elettromagnetici
Accanto alle sorgenti naturali, lo spettro elettromagnetico comprende anche campi generati da sorgenti artificiali: i raggi X, ad esempio. All’elettricità fornita da una qualunque presa di corrente sono associati dei campi elettromagnetici a bassa frequenza.
Infine, diversi tipi di radioonde ad alta frequenza sono usati per trasmettere informazioni, attraverso antenne, impianti radiofonici o stazioni radio base per telefonia mobile.
Il concetto di lunghezza d’onda e frequenza
Cosa rende così diverse le varie forme di campi elettromagnetici?
Una delle caratteristiche principali di un campo elettromagnetico (CEM) è la sua frequenza o la corrispondente lunghezza d’onda.

Campi di lunghezza d’onda diversa interagiscono col corpo umano in modo diverso. Si possono immaginare le onde elettromagnetiche
come una serie di onde che viaggiano ad una velocità enorme, quella della luce. La frequenza descrive semplicemente il numero di oscillazioni, o cicli, al secondo, mentre la lunghezza d’onda rappresenta la distanza tra un’onda e la successiva. Quindi, lunghezza
d’onda e frequenza sono legate in modo indissolubile: più alta è la frequenza, più breve è la lunghezza d’onda.
Una semplice analogia può aiutarci ad illustrare il concetto: legate una lunga corda a una maniglia e tenetene in mano l’estremità libera. Se muovete lentamente la corda in su e in giù, questa creerà una singola, grande onda; un movimento più rapido genererà una serie
di onde più piccole. La lunghezza della corda rimane costante, quindi più onde voi create (cioè, più alta è la frequenza), più piccola risulta la distanza tra di loro (cioè, più breve è la lunghezza d’onda).
Quale è la differenza tra campi elettromagnetici non ionizzanti e radiazioni ionizzanti?
Lunghezza d’onda e frequenza determinano un’altra importante caratteristica dei campi elettromagnetici: le onde elettromagnetiche sono trasportate da particelle chiamate quanti.
I quanti di frequenza più elevata (e, quindi, di lunghezza d’onda minore) trasportano più energia di quelli di frequenza più bassa (e lunghezza d’onda maggiore). Alcune onde elettromagnetiche trasportano un’energia tale da essere in grado di rompere i legami tra
molecole. Nello spettro elettromagnetico, i raggi gamma emessi dai materiali radioattivi, i raggi cosmici ed i raggi X hanno questa proprietà e sono chiamati “radiazioni ionizzanti”. I campi i cui quanti hanno energia insufficiente per rompere i legami molecolari vengono
invece chiamati “radiazioni non ionizzanti”. I campi elettromagnetici prodotti da sorgenti artificiali, che svolgono un ruolo di primo piano nel mondo industrializzato – elettricità, radioonde e campi a radiofrequenza – si trovano nella regione dello spettro elettromagnetico a lunghezze d’onda relativamente grandi e frequenze relativamente
basse.
Campi elettromagnetici a bassa frequenza
Campi elettrici esistono ovunque sia presente una carica elettrica positiva o negativa: Essi esercitano delle forze su altre cariche presenti entro il campo. L’intensità del campo elettrico si misura in volt al metro (V/m). Ogni condutore elettrico carico produce un campo
elettrico. Il campo esiste anche se non circola alcuna corrente. Maggiore è la tensione, più alto è il campo elettrico a una determinata distanza dal conduttore. L’intensità dei campi elettrici è massima vicino a una carica, o a un conduttore carico, e diminuisce rapidamente allontanandosi da questi. I conduttori, come ad esempio i metalli,
schermano molto efficacemente i campi elettrici. Altri mezzi, come certi materiali da costruzione e gli alberi, hanno una certa capacità di schermatura. Quindi, i campi elettrici prodotti all’esterno da linee ad alta tensione sono attenuati dalle pareti, dagli edifici e dagli
alberi. Quando gli elettrodotti sono interrati, il campo elettrico in superficie è poco misurabile.
I campi magnetici derivano dal moto delle cariche elettriche. L’intensità del campo magnetico si misura in ampere al metro (A/m); in genere, nella ricerca sui campi elettromagnetici, gli scienziati usano invece un’altra grandezza a questa collegata, l’induzione magnetica (misurata in tesla, T, o nei suoi sottomultipli come il micrtotesla, µT).
A differenza dei campi elettrici, un campo magnetico si produce soltanto quando un apparecchio è acceso e circola della corrente elettrica. Più alta è la corrente, maggiore è l’intensità del campo magnetico.
Come i campi elettrici, anche quelli magnetici sono massimi vicino alla loro sorgente e diminuiscono a distanze maggiori. I campi magnetici non vengono bloccati dai materiali comuni, come le pareti degli edifici.

Campi elettrici

1. I campi elettrici derivano dalla tensione
2. La loro intensità si misura in volt al
   metro (V/m)
3. Un campo elettrico può essere presente
   anche se un apparecchio è spento
4. L’intensità del campo elettrico
   diminuisce con la distanza dalla
   sorgente
5. La maggior parte dei materiali scherma
   in qualche misura i campi elettrici

Campi magnetici

1. I campi magnetici derivano dalla
   corrente elettrica
2. La loro intensità si misura in ampere al
   metro (A/m). Generalmente, i ricercatori
   usano al suo posto una grandezza
   associata, l’induzione magnetica (di
   solito misurata in microtesla, µT, o in
   millitesla, mT)
3. I campi magnetici esistono solo se un
   apparecchio è acceso e circola una
   corrente
4. L’intensità del campo magnetico
   diminuisce con la distanza dalla
   sorgente
5. I campi magnetici non sono schermati
   dalla maggior parte dei materiali

Campi elettrici
Collegando un apparecchio a una presa si creano dei campi
elettrici nello spazio circostante. Più alta è la tensione, più
alto è il campo prodotto. Poiché la tensione può esistere
anche se non circola corrente, non occorre che un
apparecchio sia acceso perché esista un campo elettrico
nello spazio circostante.

(Per gentile concessione del National Radiological Protection Board del Regno Unito)

Campi magnetici
I campi magnetici si creano solo quando circolano correnti
elettriche. Quindi i campi elettrici e quelli magnetici
coesistono nell’ambiente. Il campo magnetico è tanto più
intenso quanto maggiore è la corrente. Nella trasmissione e
nella distribuzione dell’elettricità si usano tensioni elevate,
mentre in casa si usano tensioni relativamente basse. Le
Per gentile concessione del National
Radiological Protection Board, UK tensioni in uso negli elettrodotti variano poco da un giorno
all’altro, mentre le correnti variano con il consumo di energia.
I campi elettrici attorno ai cavi di un apparecchio cessano di esistere quando questo viene
scollegato, ma esistono ancora attorno ai cavi che si trovano nel muro.

(Per gentile concessione del National Radiological Protection Board del Regno Unito)

In cosa differiscono i campi statici dai campi variabili nel tempo?

Un campo statico non cambia nel tempo. Una corrente continua (DC, dall’inglese direct current) è una corrente elettrica che scorre in una sola direzione. In qualsiasi apparecchio funzionante a batteria, la corrente scorre dalla batteria all’apparecchio e poi ritorna alla batteria. Questo genera un campo elettrico statico. Anche il campo magnetico della terra è un campo statico. Lo stesso vale per il campo magnetico intorno a una calamita, che può essere visualizzato osservando il disegno che si forma spargendo della limatura di ferro intorno ad essa.

Al contrario, le correnti alternate (AC, dall’inglese alternating current) generano campi elettromagnetici variabili nel tempo. Le correnti alternate invertono la loro direzione ad intervalli regolari. Nella maggioranza dei Paesi europei l’elettricità cambia direzione con una frequenza di 50 cicli al secondo o 50 hertz (Hz). Allo stesso modo, il campo elettromagnetico ad essa associato cambia il suo orientamento 50 volte ogni secondo. L’elettricità nel Nord America ha una frequenza di 60 Hertz.

(Per gentile concessione del National Radiological Protection Board del Regno Unito)

Quali sono le principali sorgenti di campi a bassa, intermedia ed alta frequenza?

I campi elettromagnetici variabili nel tempo originati dagli apparecchi elettrici sono un esempio di campi a frequenza estremamente bassa (ELF, dall’inglese Extremely Low Frequency). I campi ELF hanno in genere frequenze fino a 300 Hz. Altre tecnologie producono campi a frequenza intermedia (IF, dall’inglese intermediate frequency), con frequenze da 300 Hz a 10 MHz e campi a radiofrequenza (RF), con frequenze da 10 MHz a 300 GHz. Gli effetti dei campi elettromagnetici sull’organismo umano dipendono non solo dal livello dei campi, ma anche dalla loro frequenza ed energia. Gli impianti che ci forniscono energia elettrica e tutti gli apparecchi che usano l’elettricità sono le principali sorgenti di campi ELF; gli schermi dei computer, gli impianti antifurto ed i sistemi di sicurezza sono le principali sorgenti dei campi IF; la radio, la televisione, le antenne radar e dei telefoni cellulari ed i forni a microonde sono le principali sorgenti di campi RF. Questi campi inducono correnti nel corpo umano, che a determinati livelli possono causare una serie di effetti come riscaldamento e shock elettrico, a seconda della loro ampiezza e frequenza. (Comunque, per produrre tali effetti, i campi all’esterno dell’organismo devono essere molto intensi, di gran lunga più intensi di quelli normalmente presenti negli ambienti di vita.)

Campi elettromagnetici ad alta frequenza

Telefoni cellulari, trasmettitori radio-TV e radar generano campi RF. Questi campi sono utilizzati per trasmettere informazioni a grande distanza e costituiscono la base delle telecomunicazioni e delle trasmissioni radiotelevisive in tutto il mondo. Le microonde sono campi RF ad alta frequenza, nella regione dei GHz. Nei forni a microonde, le utilizziamo per riscaldare il cibo velocemente.

Alle radiofrequenze, i campi elettrici e i campi magnetici sono strettamente correlati; di solito la loro intensità si esprime per mezzo della densità di potenza, che si misura in watt per metro quadro (W/m²).

Punti chiave:

1. Lo spettro elettromagnetico comprende sia sorgenti naturali di campi elettromagnetici sia sorgenti create dall’uomo.
2. La frequenza e la lunghezza d’onda descrivono il campo elettromagnetico. In un’onda elettromagnetica, queste due grandezze sono direttamente correlate: più alta è la frequenza, più piccola la lunghezza d’onda.
3. Le radiazioni ionizzanti come i raggi X ed i raggi gamma sono costituite da fotoni che trasportano energia sufficiente a rompere i legami molecolari. I fotoni delle onde elettromagnetiche a frequenza industriale e a radiofrequenza trasportano un’energia molto più bassa, che non ha questa capacità.
4. I campi elettrici esistono quando è presente una carica elettrica e si misurano in volt per metro (V/m). I campi magnetici sono generati dal flusso di corrente. La loro densità di flusso si misura in microtesla (µT) o millitesla (mT).
5. Alle radiofrequenze ed alle microonde, i campi elettrici ed i campi magnetici sono considerati insieme come i due componenti di un’onda elettromagnetica. La densità di potenza, misurata in watt per metro quadro (W/m²), descrive l’intensità di questi campi.
6. Le onde elettromagnetiche a bassa e ad alta frequenza influenzano il corpo umano in modo diverso.
7. Gli impianti che forniscono energia elettrica e gli elettrodomestici sono le più comuni sorgenti di campi elettrici e magnetici a bassa frequenza nel nostro ambiente di vita quotidiana. Le sorgenti più comuni di campi elettromagnetici a radiofrequenza sono gli impianti di telecomunicazione, le antenne per la diffusione radio-TV e i forni a microonde.

Esposizione a campi EM ed effetti sulla salute

Gli effetti sulla salute si possono distinguere in due categorie:
effetti acuti: sono conseguenti a esposizioni di breve
durata e alta intensità.
effetti a lungo termine: possono derivare da esposizioni
prolungate nel tempo anche di lieve intensità

Gli effetti acuti si manifestano nel caso di intensità elevate, cioè livelli di campo magnetico oltre 100 μT e provocano la stimolazione di nervi e muscoli nonché variazioni nell’eccitazione delle cellule del sistema nervoso centrale.
Si tratta di effetti che si verificano soltanto a livelli di esposizione molto elevati rispetto a quelli che si riscontrano negli ambienti di vita.

Gli effetti tardivi o a distanza
Ancora poche evidenze che comportino sicuri effetti sulla salute
Sono comunque questi su cui la ricerca epidemiologica e la ricerca di
base sono maggiormente orientate

Evidenze sulla salute per esposizione ai campi ELF

Greenland S, Sheppard AR, Kaune WT, et al. A pooled analysis of
magnetic fields, wire codes, and childhood leukaemia. Epidemiology 2000;11:624-34.
Ahlbom A, Day N, Feychting M, et al. A pooled analysis of magnetic
fields and childhood leukaemia. Br J Cancer 2000;83:692-8.

Schüz J, Svendsen AL, Linet MS, et al. Nighttime exposure to
electromagnetic fields and childhood leukemia: an extended
pooled analysis. Am J Epidemiol 2007;166:263-9.

World Health Organization. International Agency for Research on
Cancer. Non-ionizing radiation. Part 1. Static and extremely low-fr
equency (ELF) electric and magnetic fi elds. Lyon: WHO; 2002. (Monographs on the evaluation of carcinogenic risks to humans, 80)

Nell’ambiente in cui viviamo siamo quotidianamente  esposti a campi elettrici e magnetici (generati ad esempio da elettrodotti, antenne radio e televisive, elettrodomestici, computer, telefoni cordless, cellulari,..) caratterizzati da frequenze e intensità diverse. Come influiscono sul nostro organismo questi campi e come vengono studiati e valutati i possibili effetti su di esso?

I campi elettromagnetici vengono sommariamente suddivisi in:

– Campi elettrici e magnetici statici e a bassa frequenza ( 0Hz- 100 kHz) , questi sono ad esempio i campi generati da elettrodotti, elettrodomestici  e computer,..

– Campi elettromagnetici a radiofrequenza e microonde (100 kHz-300 GHz)  (generati da impianti di telecomunicazione e di diffusione radiotelevisiva,

Gli effetti che un’esposizione a campi elettromagnetici esterni provoca nel corpo umano e nelle sue cellule dipendono soprattutto dalla frequenza (misurata in Hz, oscillazioni al secondo ) dei campi e dalla loro intensità. La frequenza, in particolare, è il parametro che maggiormente determina i meccanismi di interazione tra campo elettromagnetico e organismo .

A basse frequenze, i campi magnetici inducono la circolazione di correnti all’interno dello stesso. Se sufficientemente alte, queste correnti, interferendo con i meccanismi fisiologici, possono causare la stimolazione dapprima dei nervi e, a intensità più elevate, dei muscoli.

Gli effetti sull’organismo accertati, conseguenti all’esposizione a campi magnetici statici (non variabili) o a bassa frequenza, sono quindi legati essenzialmente alla generazione di correnti indotte all’interno del corpo del soggetto esposto e sono effetti acuti. Tali effetti sono graduati, vale a dire dipendenti dall’intensità del campo, si manifestano oltre un valore soglia, dopo un esposizione in un tempo limitato e generalmente scompaiono al cessare della stimolazione. Le normative di sicurezza che regolamentano l’esposizione al campo magnetico esistenti ad oggi si basano unicamente sugli effetti acuti,  per brevi periodi di esposizione.

Questi effetti si manifestano quando le correnti indotte dal campo magnetico a bassa frequenza (o dal movimento del corpo in un campo magnetico statico) raggiungono un’intensità confrontabile con le correnti elettriche che costituiscono, per esempio, gli impulsi nervosi.

Il sistema nervoso è infatti uno dei “bersagli” dell’interazione, e gli effetti per campi di intensità bassa sono legati alla percezione di “falsi” stimoli, per esempio bagliori (fosfeni) per poi passare, a intensità più elevate, ad effetti anche sul cuore come ad esempio fibrillazione etc.

Alle radiofrequenze, i campi penetrano soltanto per piccole profondità dentro il corpo e l’energia trasportata viene convertita in un aumento del movimento delle molecole con conseguente incremento della temperatura del tessuto biologico (l’effetto su cui si basa il riscaldamento dei cibi nel forno a microonde). Il valore limite di riscaldamento oltre il quale si manifestano gli effetti termici nell’organismo è noto e viene adottato come limite di sicurezza.  Proprio perché l’effetto è legato all’accumulo di calore nel tempo, i livelli di riferimento sono generalmente definiti come media su 6 minuti. I livelli dei campi a radiofrequenze ai quali siamo quotidianamente esposti sono comunque molto più bassi di quelli necessari a produrre un riscaldamento significativo dei tessuti del corpo.

Alcuni studi scientifici hanno suggerito che l’esposizione ai campi elettromagnetici generati da questi dispositivi possa avere effetti nocivi per la salute (cancro, riduzione della fertilità, perdita di memoria e cambiamenti negativi nel comportamento e nello sviluppo dei bambini.