LE PROPAGAZIONI DELLE RADIAZIONI E GLI EFFETTI SULL’UOMO

Le onde elettromagnetiche sono parte integrante dell’ambiente in cui viviamo e lavoriamo e la loro origine è in parte artificiale (onde radio, radar e nelle telecomunicazioni) e in parte naturale (la luce visibile, i raggi X o i raggi ). I raggi X sono utilizzati per diagnosticare un arto rotto dopo un incidente sportivo.

Vari tipi di onde radio frequenza più elevata sono utilizzati per trasmettere informazioni tramite antenne TV, stazioni radio o stazioni radio base per telefonia mobile. Gli effetti della radiazione elettromagnetica sugli esseri viventi dipendono principalmente da due fattori: la frequenza della radiazione, che indica il numero di oscillazioni dell’onda elettromagnetica al secondo e le modalità di esposizione, cioè l’intensità della radiazione, la durata dell’esposizione, le parti del corpo esposte e altro. Per quanto riguarda la frequenza della radiazione si usa distinguere tra radiazioni ionizzanti e radiazioni non ionizzanti.

LE RADIAZIONI IONIZZANTI E NON IONIZZANTI

L’effetto biologico delle onde elettromagnetiche dipende essenzialmente dalla loro intensità e dalla loro frequenza. Di conseguenza lo spettro elettromagnetico può essere suddiviso in due tipologie principali: le radiazioni ionizzanti (per esempio i raggi X ) e quelle non ionizzanti, come le onde radio e le microonde. La linea di demarcazione tra i due tipi di radiazione si colloca all’ interno delle frequenze dell’ultravioletto, sicchè le radiazioni infrarosse e parte dell’ultravioletto rientrano nelle radiazioni non ionizzanti, mentre la componente superiore della radiazione ultravioletta fa già parte di quelle ionizzanti. Per convenzione si assumono ionizzanti tutte le radiazioni la cui energia è superiore a 12V. Fra i due tipi di radiazione c’ è una differenza fondamentale. Le radiazioni si differenziano fra loro per la diversa capacità che hanno di interagire con gli atomi e le molecole che compongono la materia.

LE RADIAZIONI IONIZZANTI

Per radiazioni ionizzanti si intendono le radiazioni elettromagnetiche di frequenza sufficientemente alta da essere in grado di ionizzare gli atomi della sostanza esposta, cioè staccare dalla loro struttura i singoli elettroni e poter quindi rompere dei legami chimici di molecole del nostro corpo o creare in esso sostanze particolarmente reattive, che a loro volta possono causare danni rilevanti al sistema biologico. È infatti risaputo che anche piccole dosi di raggi ultravioletti o radiazioni ionizzanti (radioattività) possono determinare patologie anche molto gravi come i tumori della pelle o la leucemia.

LE RADIAZIONI NON IONIZZANTI

Le radiazioni non ionizzanti, invece, anche in presenza d’intensità di campo assai elevate non sono in grado di ionizzare le molecole di cui è costituito il nostro corpo. Le radiazioni non ionizzanti, dette NIR1, comprendono tutte le radiazioni elettromagnetiche non ionizzanti, dalle ELF fino all’ultravioletto vicino. Il principale effetto che riescono a produrre sulle molecole è quello di farle oscillare producendo attrito e di conseguenza calore.

GLI EFFETTI DELLE RADIAZIONI IONIZZANTI E NON IONIZZANTI

Il riscaldamento è proprio l’effetto principaledelle radiazioni non ionizzanti. Si ritiene comunemente che le radiazioninon ionizzanti possano avere effetti sui viventi solo per i loro effetti termici.

Poichè il principale “scambiatore” di calore presente nel corpo umano è costituito dal sangue, si può pensare che gli organismi meno vascolarizzati costituiscano organi critici per quanto riguarda l’esposizione alle radiazioni elettromagnetiche, in quanto, se riscaldati dall’esterno non hanno più modo di ridistribuire il calore ricevuto tramite un’idonea circolazione sanguigna.

Da questo punto di vista gli organi critici per eccellenza sono il cristallino e le gonadi maschili.

L’EFFETTO BIOLOGICO DIPENDE DALLA FREQUENZA

Anche nell’ambito delle radiazioni non ionizzanti l’effetto biologico dipende molto dalla loro frequenza, sicché anche per questo tipo di onde si è soliti adottare un’ulteriore differenziazione in:

A) Frequenza estremamente bassa (ELF) – fino a 100 kHz: per i campi (elettrici e magnetici) a frequenza estremamente bassa, il meccanismo di interazione è rappresentato dalle correnti indotte nei tessuti.

• Per quanto riguarda gli effetti biologici e sanitari, una certezza è data dal fatto che un’onda elettromagnetica trasferisce calore, quindi l’effetto dell’interazione di un’onda elettromagnetica con un sistema vivente è che parte dell’energia viene rilasciata, con un aumento della temperatura locale o di tutto il sistema. Per le ELF il campo elettrico ed il campo magnetico possono essere considerati separatamente. Il fattore determinante è però il campo magnetico, che a differenza del campo elettrico è assai più difficile da schermare.
• L’effetto biologico principale dei campi a bassa frequenza è di produrre all’ interno del nostro organismo, per effetto dell’induzione, delle correnti elettriche che si possono sovrapporre a quelle naturali, dando vita, soprattutto in presenza di elevate intensità di campo, a sovreccitazioni nervose e muscolari (azione irritativa sul sistema nervoso centrale). Si parla anche di una possibile correlazione.
• Si parla di effetto biologico quando l’organismo presenta variazioni di tipo morfologico o funzionale nell’ambito di strutture di livello superiore a quello molecolare.
• Si parla di effetto sanitario quando l’effetto biologico supera i limiti di efficacia dei meccanismi di adattamento dell’organismo che variano soggettivamente tra i campi a bassa frequenza e in alcuni casi di leucemia infantile e deitumori alla mammella, tuttora in corso di ulteriori approfondimenti.

B) Radiofrequenze e microonde: Un’onda elettromagnetica che si propaga nello spazio trasporta energia che viene in parte assorbita e in parte riflessa dagli oggetti che incontra sul suo percorso. L’assorbimento avviene con modalità ed in misura diversa a seconda delle caratteristiche del mezzo. A livello microscopico, manca ancora uno schema interpretativo soddisfacente dell’azione di un campo elettromagnetico sulle cellule degli organismi viventi. Questo dipende innanzitutto dall’incompleta conoscenza dei fenomeni a livello di membrana cellulare legati allo scambio di materiali ed informazioni tra cellule e ambiente esterno.

In secondo luogo, la complessità strutturale dei tessuti biologici e la loro disomogeneità, rende assai problematico un calcolo dettagliato della deposizione locale di energia nei tessuti da parte dell’onda elettromagnetica incidente. La controversia sulla possibilità di manifestazione di effetti non termici, cioè dovuti ad esposizioni a livelli di campo elettromagnetico a radiofrequenze e microonde non abbastanza elevati da produrre riscaldamento dei tessuti, si riflette nella scelta degli standard ammissibili di esposizione per lavoratori e popolazione civile da parte di Stati ed Organizzazioni internazionali diversi. Le ricerche compiute nei Paesi occidentali hanno condotto alla conclusione (ANSI, 1982) che l’esposizione protratta per un periodo inferiore ad 1 ora e comportante un tasso di assorbimento specifico medio al corpo intero inferiore a 4 W/kg non è in grado di produrre effetti sulla salute. Per cautelarsi dai possibili effetti cumulativi dovuti ad esposizioni prolungate (giorni oppure settimane) si è considerato per l’uomo un valore limite di SAR 10 volte inferiore, pari quindi a 0.4 W/kg.

GLI EFFETTI TERMICI DELLE RADIAZIONI NON IONIZZANTI (effetti acuti) – 100 kHz -300 GHz

Per quanto riguarda gli effetti delle radiazioni non ionizzanti ad alta frequenza sulla salute umana, in generale si distingue tra effetti termici e atermici.

Gli effetti riconosciuti dei campi ad alta frequenza sono connessi all’ assorbimento di energia e al conseguente aumento della temperatura nel tessuto irradiato.

Effetti termici sono normalmente causati da esposizioni brevi ma intense. Per misurare l’energia radiante assorbita dal corpo umano nell’ unità di tempo si utilizza il SAR4. Il valore di base del SAR ha una corrispondenza diretta con gli effetti biologici dell’esposizione elettromagnetica:

• Alcune ricerche condotte su cavie animali hanno dimostrato che l’esposizione può causare effetti di vario genere (per esempio disturbi metabolici, nervosi e comportamentali) a partire da un aumento della temperatura in tutto il corpo di circa 1_C, che corrisponderebbe ad un valore di SAR mediato su tutto il corpo di circa 2 W/kg. Oltre i 4 W/kg si cominciano a registrare dei danni veri e propri, sicchè questo valore è abitualmente considerato la soglia di rilevanza per la salute umana nell’ assorbimento energetico. Quando poi l’assorbimento supera i 10 W/kg i danni all’ organismo diventano irreversibili.
• Utilizzando un cellulare, l’assorbimento energetico nel capo è inferiore a 2 W/kg. Occorre però ricordare che l’attività fisica, la presenza di temperature esterne elevate, l’alta umidità dell’aria e lo scarso ricambio d’ aria possono aumentare ulteriormente gli effetti termici dovuti alle alte frequenze. Inoltre, la soglia di tolleranza termica solitamente riscontrabilenelle persone sane può essere notevolmente ridotta negli anziani,nei malati (soprattutto se in stato febbrile) o in chi assume alcuni tipi difarmaci. Una particolare attenzione va rivolta ai bambini.
• In presenza di tassi d’ assorbimento elevati sono particolarmente a rischio gli organi poco vascolarizzati, quelli cioè con una scarsa circolazione sanguigna e quindi un decongestionamento termico più lento, come gli occhi o testicoli. Essi si riscaldano più velocemente e sono quindi più esposti al rischio rispetto ad altre zone del corpo.
• In alcuni studi è stato ipotizzato un effetto negativo delle radiofrequenze del cellulare sul cervello (riscaldamento), in particolare per i bambini (International Expert Group on Mobile Phones – IEGMP – Stewart report). Tuttavia svariate ricerche su questo problema non hanno potuto avvalorare l’ipotesi di un possibile rischio per la salute. Saranno necessarie maggiori ricerche in questo campo.

GLI EFFETTI ATERMICI DELLE RADIAZIONI (EFFETTI A LUNGO TERMINE)

Oltre agli effetti termici prima descritti, le radiazioni elettromagnetiche determinano nell’ uomo degli effetti biologici associati a valori di SAR molto più bassi (< 0,01 W/kg) e che non si spiegano con il solo riscaldamento dei tessuti.

Ecco perché si suole definirli “effetti atermici”. Si tratta normalmente di esposizioni di lunga durata però di bassa intensità. La ricerca scientifica non ha ancora fatto piena luce sulle conseguenze reali che tali effetti atermici possono avere per la salute umana. In alcuni casi si dispone soltanto di dati sperimentali (ottenuti cioè con prove in vitro o su cavie animali). In altri, i risultati ottenuti appaiono contraddittori.

QUALI SONO GLI EFFETTI ATERMICI

Dai vari studi eseguiti emergono i seguenti effetti:

• Alterazioni dell’attività enzimatica della ornitinadecarbossilasi (un enzima che, quando è attivo, è associato all’ insorgenza di tumori).
• Modifica del tenore di calcio nelle cellule (trasporto degli ioni dentro e fuori dalle cellule).
• Alterazioni delle proteine della membrana cellulare e modifica del trasporto di ioni attraverso la membrana stessa (un fenomeno essenziale per le cellule cerebrali).

Tutti questi effetti possono tradursi in alterazioni più o meno manifeste della funzione cellulare, con conseguenze sulla salute umana ancora tutte da approfondire e verificare.

Attualmente, analogamente ad altri agenti i cui effetti biologici sono in parte ancora ignoti, le ricerche stanno cercando di chiarire alcuni aspetti considerati particolarmente critici:

• L’eventuale rapporto tra i campi ad alta frequenza o quelli a bassissima frequenza e alcuni tipi di tumori, i disturbi della funzione riproduttiva, alcune malformazioni congenite, l’ epilessia, le cefalee ed altri disturbi neurofisiologici (come amnesie o depressioni), disturbi del sistema immunitario, degenerazione del tessuto oculare, l’ aumento del rischio dell’ insorgenza di effetti negativi in alcuni soggetti come i bambini, le gestanti o gli anziani.

LA VALUTAZIONE DEGLI EFFETTI ATERMICI

Fino ad oggi non si possono ancora valutare gli effetti sulla salute prodotti dagli effetti atermici delle radiazioni ad alta frequenza o a bassissima frequenza, nè si possono stabilire dei limiti di legge “assolutamente sicuri”. Per il momento, comunque, sono da ritenere validi i parametri di sicurezza stabiliti dalla Commissione internazionale per la protezione dalle radiazioni non ionizzanti (ICNIRP), che però sono principalmente riferiti agli effetti termici documentati.

GLI EFFETTI INDIRETTI AD ALTA FREQUENZA (100 kHz – 300 GHz)

I principali effetti indiretti nella gamma di frequenze in questione consistono in shock e ustioni derivanti dal contatto tra una persona ed un oggetto metallico, non connesso a terra, che ha acquistato una certa carica a causa del campo elettromagnetico, oppure tra una persona carica elettricamente dal campo e un oggetto metallico connesso a terra. In generale è stato dimostrato che le correnti di soglia che producono la percezione e il dolore non variano significativamente nei valori compresi tra 100 kHz e 1 MHz e molto poco per ivalori fino a 110 MHz. Tuttavia in questa banda di valori varia la sensibilitàdi percezione tra uomini, donne e bambini.

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