A cura della Linea di Ricerca su Protezione dai campi elettromagnetici a bassa frequenza, radiofrequenza e microonde. Daniele Andreuccetti, 1999.

LIVELLI DI CAMPO MAGNETICO A 50 HZ NELL'AMBIENTE E NELLE ABITAZIONI, IN RELAZIONE ALLE NORME DI SICUREZZA ED ALLA "SOGLIA DI ATTENZIONE" EPIDEMIOLOGICA

Relazione all'incontro tenutosi presso il Comune di Scandicci
il 18 novembre 1997

Daniele Andreuccetti

Consiglio Nazionale delle Ricerche
Istituto di Ricerca sulle Onde Elettromagnetiche "Nello Carrara"
Via Panciatichi, 64 - 50127 FIRENZE


Introduzione

La grande diffidenza che si riscontra nell'opinione pubblica nei confronti delle sorgenti di campo magnetico a 50 Hz (elettrodotti, impianti ed apparecchi domestici) nasce anche dal notevole divario (Figura 1) che esiste tra le prescrizioni degli standard di sicurezza, che ammettono esposizioni continuative fino a livelli di centinaia di microtesla (ICNIRP (a) (1) e DPCM 23/4/92: 100 µT, CENELEC (b) (2) ENV 50166-1: 640 µT) e le risultanze degli studi epidemiologici, da alcuni dei quali emergerebbe una possibile correlazione tra esposizioni croniche anche a bassi livelli (superiori ad una soglia indicativa di circa 0,2 µT, valore che nel seguito ed in Figura 1 abbiamo indicato con la sigla SAE per Soglia di Attenzione Epidemiologica) e l'insorgenza di gravi malattie nell'uomo e soprattutto nel bambino.

Questa relazione si pone due obbiettivi: da una parte illustrare sinteticamente le considerazioni scientifiche che stanno alla base degli standard di sicurezza, dall'altra presentare i livelli tipici di campo magnetico a 50 Hz che si possono riscontrare in prossimità delle sorgenti presenti nell'ambiente esterno (elettrodotti ad alta tensione aerei ed interrati) ed in quello domestico (impianto elettrico ed elettrodomestici).


Che cosa è il campo magnetico

Campo di forza in fisica è una regione di spazio attorno ad un oggetto particolare (detto sorgente del campo) nella quale si manifestano forze su altri oggetti.

Sono esempi di campi di forze:

Campo gravitazionale Campo elettrico Campo magnetico
Generato da qualunque oggetto dotato di massa qualunque oggetto dotato di carica elettrica qualunque conduttore percorso da corrente elettrica
È una regione di spazio nella quale si manifestano forze che agiscono su altri oggetti dotati di massa altri oggetti dotati di carica elettrica altri conduttori percorsi da corrente elettrica

Il campo magnetico si misura in tesla; si usano soprattutto i sottomultipli:

millitesla mT un millesimo di tesla
microtesla µT un milionesimo di tesla
nanotesla nT un miliardesimo di tesla

Il campo magnetico prodotto da una corrente continua è costante nel tempo e si dice campo magnetostatico (Figura 2); il campo magnetico prodotto da una corrente alternata varia sinusoidalmente nel tempo e si dice campo magnetico alternato o oscillante (Figura 3); la frequenza del campo (misurata in hertz, simbolo Hz) indica quante volte la sinusoide si ripete ogni secondo; noi ci occuperemo unicamente di campi magnetici oscillanti a 50 Hz.

L'intensità di un campo magnetico oscillante si esprime attraverso il suo valore efficace, dato dall'intensità di un campo magnetostatico di pari contenuto energetico; si può dimostrare che essa è pari al 70% circa del valore di picco.

Una delle caratteristiche più importanti del campo magnetico alternato è la sua capacità di provocare ("indurre") correnti elettriche all'interno degli oggetti conduttori esposti, come per esempio un organismo umano.


Effetti del campo magnetico a 50 Hz e normative

Effetti acuti

La sperimentazione su volontari ha permesso di accertare quali sono gli effetti immediati ed oggettivi provocati dalla corrente indotta in un individuo esposto al campo magnetico a 50 Hz. I più significativi sono riportati in tabella, elencati in ordine decrescente di intensità.

Effetti acuti del campo magnetico a 50 Hz e normative
Effetto Campo magnetico Densità di corrente
riscaldamento dei tessuti
(0,4 W/kg (c))
1.600.000 µT 10.000 mA/m2
induzione di extrasistole
(rischio di fibrillazione)
130.000 µT 800 mA/m2
percezione sensoriale,
magnetofosfeni
16.000 µT 100 mA/m2
prestandard CENELEC
per lavoratori
1.600 µT 10 mA/m2
prestandard CENELEC
per popolazione
640 µT 4 mA/m2
linee guida ICNIRP
per lavoratori
500 µT 3 mA/m2
rumore elettrofisiologico 160 µT 1 mA/m2
linee guida ICNIRP per popolazione
normativa italiana
100 µT 0,6 mA/m2

Effetti del campo magnetico a 50 Hz e normative

Studi epidemiologici

Le commissioni tecniche nazionali ed internazionali che hanno redatto le proposte di normativa non hanno ritenuto di poter tenere conto degli studi epidemiologici per formulare i limiti di esposizione. Sui motivi di tale scelta - che è stata più volte ribadita anche dall'Organizzazione Mondiale della Sanità - non ci dilunghiamo in questa relazione; però si leggono o sentono talvolta affermazioni che non corrispondono al vero e debbono quindi essere confutate; per esempio:

Le commissioni hanno redatto normative da applicarsi esclusivamente alle esposizioni acute. Non è vero: i testi delle varie norme precisano esplicitamente che i limiti per la popolazione si applicano ad esposizioni di durata indefinita, anche se raccomandano di applicare criteri cautelativi ispirati al principio ALARA e al concetto di evitare le esposizioni non necessarie.
Nel redigere le normative le commissioni hanno del tutto ignorato i risultati degli studi epidemiologici. Non è vero: i risultati di tali studi vengono citati, analizzati, confrontati e commentati in dettaglio nei documenti che descrivono l'attività svolta dalle commissioni.
I commissari hanno deliberatamente voluto mantenere un atteggiamento compiacente nei confronti delle grandi aziende produttrici e distributrici di energia elettrica. La composizione delle commissioni internazionali, che raccolgono esperti da un gran numero di paesi e da tipologie di istituzioni diverse, personalità spesso all'apice della carriera, sono una buona garanzia di comportamento super partes.

Campo magnetico a 50 Hz nell'ambiente esterno

Elettrodotti 380 kV doppia terna aerei

La Figura 4 mostra il "profilo laterale" del campo magnetico a 50 Hz prodotto al suolo da un elettrodotto 380 kV doppia terna da 2000 MW (1500 A), a partire dall'asse della linea fino a 100 m di distanza, con altezza minima dei conduttori dal suolo di 11,34 m (normativa italiana DMLP 16 gennaio 1991).

La Figura 5 e la Figura 6 mostrano che cosa succede se si aumenta l'altezza dei conduttori dal suolo: si ha un efficace abbattimento del valore massimo del campo magnetico al centro della linea (Figura 5) mentre l'effetto sulla distanza a cui si raggiunge la SAE di 0,2 µT è pressoché trascurabile (Figura 6).

Per l'abbattimento del livello del campo magnetico generato da un elettrodotto esistono tecniche più efficaci dell'innalzamento dei conduttori da terra, come per esempio l'uso di configurazioni "split phases" o delle linee compatte, che oltretutto consentono anche di ridurre l'impatto paesaggistico dell'elettrodotto. In Italia, l'ENEL ha sperimentato ampiamente tali soluzioni e, conoscendone a fondo vantaggi e limiti, è in grado di valutare caso per caso l'applicabilità nelle situazioni reali.


Campo magnetico a 50 Hz nell'ambiente esterno

Elettrodotti 380 kV doppia terna interrati

La Figura 7 mostra il campo magnetico generato al livello del suolo da un elettrodotto interrato 380 kV doppia terna piana da 1000 MW (790 A). Come si vede, tenendo conto del diverso livello di potenza trasportato rispetto all'elettrodotto in aria (circa la metà), il campo magnetico massimo è sensibilmente più elevato, ma si riduce più rapidamente con la distanza.

Nel valutare l'opportunità di ricorrere a linee interrate, oltre all'aspetto relativo al campo magnetico, occorre anche tenere conto dei:


Campo magnetico a 50 Hz in ambiente domestico

Livello di fondo negli appartamenti

All'IROE abbiamo eseguito diverse campagne di misura del campo magnetico a 50 Hz in ambienti abitativi. Dall'analisi dei dati rilevati fino ad oggi sono emerse alcune considerazioni abbastanza generali.

  1. Il campo magnetico del fondo a 50 Hz negli ambienti domestici presenta una notevole variabilità temporale a breve e medio termine, nella quale è possibile talvolta riconoscere una ciclicità giorno/notte.
  2. Esso risulta più elevato negli appartamenti condominiali e minore nelle abitazioni singole; ciò potrebbe essere dovuto all'influenza del cablaggio comune e al contributo degli appartamenti limitrofi.
  3. I valori tipici del fondo ambientale sono in genere non solo abbondantemente al di sotto dei limiti di sicurezza raccomandati dalle normative, ma anche inferiori (seppur di poco) alla SAE.

Queste considerazioni sono ben documentate dalla Figura 8, che riporta e confronta le misure di induzione magnetica eseguite su un arco di 20 ore, una misura ogni 5 minuti, in un punto di un tipico appartamento in condominio urbano (linea superiore) e di una abitazione singola in quartiere periferico semirurale (linea inferiore).


Campo magnetico a 50 Hz in ambiente domestico

Piccoli elettrodomestici

All'IROE sono state eseguite anche molteplici serie di misure del campo magnetico a 50 Hz generato da piccoli elettrodomestici di uso comune. In Figura 9 sono riportati a titolo di esempio i dati rilevati su di un asciugacapelli (linea in colore azzurro) e uno spremiagrumi (linea in colore rosso), ma le conclusioni che riportiamo sono abbastanza generali.

  1. Nelle immediate vicinanze di un elettrodomestico (meno di 10 cm) può essere facilmente superato il limite di sicurezza ICNIRP (100 µT).
  2. L'intensità del campo decade rapidamente con la distanza; la SAE viene raggiunta a distanze dell'ordine di 30-80 cm, a seconda del tipo di elettrodomestico.

Riferimenti bibliografici

  1. "Interim guidelines on limits of exposure to 50/60 Hz electric and magnetic fields", Health Physics, Vol.58, N.1, January 1990, pp.113-122.
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  2. European prestandard ENV 50166-1: "Human exposure to electromagnetic fields: low frequency (0 Hz to 10 kHz)", CENELEC, January 1995.
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Note

  1. L'ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) è una commissione indipendente in seno all'IRPA (International Radiation Protection Association) che a sua volta si ricollega all'Organizzazione Mondiale della Sanità.
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  2. Il CENELEC (Comité Européen de Normalisation Electrotechnique) è l'ente europeo di standardizzazione le cui norme tecniche vengono recepite in Italia dal CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano).
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  3. Il valore di 0,4 W/kg è il riferimento tipico per le normative fondate sugli effetti termici dei campi elettromagnetici ad radiofrequenza e microonde; si tratta di un livello molto modesto: per confronto si consideri che il calore generato spontaneamente da un organismo umano in condizioni di riposo ("metabolismo basale") ammonta a circa 1,2 W/kg. Si tenga anche conto che il calore prodotto dall'esposizione al campo magnetico è direttamente proporzionale al quadrato dell'intensità del campo.
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