Introduzione tecnica alle Emissioni in Radiofrequenza

I Campi Elettromagnetici

In fisica il concetto di "campo" viene introdotto per descrivere le forze a cui è soggetta la materia in ogni punto dello spazio, per effetto di determinate "cause"; un esempio noto è il campo gravitazionale terrestre: esso è generato dalla massa della Terra (la "causa") e l'effetto di questo campo è ciò che sperimentiamo tutti i giorni, ad esempio, nella caduta di un oggetto dotato di massa verso il centro della Terra stessa (la forza di attrazione). Il campo gravitazionale è anche quello responsabile dell'equilibrio del nostro Sistema Solare, per effetto delle masse dei pianeti e dei loro moti di rivoluzione attorno al Sole.
Per i fenomeni elettrici, invece, si parla di campo elettrico, campo magnetico e campo elettromagnetico. Tali campi sono dovuti alla presenza nella materia delle cariche elettriche: una carica elettrica ferma nello spazio genera un campo elettrico, una carica in movimento un campo magnetico; se campo elettrico e campo magnetico variano nel tempo, allora essi interagiscono fra di loro e formano un'entità inscindibile a cui si dà nome di campo elettromagnetico.

In natura sono presenti campi elettromagnetici indipendentemente dallo sviluppo tecnologico artificiale realizzato dall'uomo. La luce, ad esempio, è essa stessa una radiazione elettromagnetica, indispensabile alla vita sul Pianeta; i fulmini sono conseguenza di elevati campi elettrici che si vengono a creare nelle formazioni nuvolose. Un altro esempio è il campo magnetico terrestre, della cui presenza ci possiamo accorgere utilizzando una comune bussola.
A questo "fondo" presente in natura si sovrappongono i campi elettromagnetici artificiali dovuti alle costruzioni tecnologiche dell'uomo (elettrodotti, antenne televisive, antenne radio, radar, antenne per la telefonia cellulare, ecc.).

Una caratteristica propria delle radiazioni elettromagnetiche è la frequenza, cioè il numero di oscillazioni che il campo compie in un secondo. La seguente figura visualizza meglio questo concetto:

disegno di una forma d'onda in base al tempo: sono indicati i picchi, chiamati creste, e la distanza tra di essi, chiamata lunghezza d'onda

il numero di creste dell'onda che passano in un secondo fornisce il valore della frequenza dell'onda stessa. La frequenza si misura in Hertz (1 Hz= 1 oscillazione al secondo) e spesso si trova espressa nelle unità di misura multiple come il kHz (1000 oscillazioni al secondo), il MHz (1 milione di oscillazioni al secondo), il GHz (1 miliardo di oscillazioni al secondo).

In base al valore della frequenza di un'onda elettromagnetica, variano sostanzialmente gli effetti che possiamo osservare nella sua interazione con la materia.
A questo proposito, una prima divisione da fare è tra radiazioni ionizzanti (IR) e radiazioni non ionizzanti (NIR).
Le radiazioni ionizzanti sono quelle che hanno energia sufficiente a provocare la rimozione di elettroni dagli atomi, effetto noto come ionizzazione; fanno parte di questa categoria i raggi X ed i raggi gamma (frequenze superiori ai 300 GHz). Le radiazioni ionizzanti sono dannose per l'organismo in quanto possono provocare, a dosi significative, modificazioni alle strutture del DNA.
Le radiazioni non ionizzanti (cioè con energia non sufficiente per provocare la ionizzazione degli atomi) sono quelle con frequenze inferiori ai 300 GHz e che comprendono quindi quelle prodotte dagli impianti di telecomunicazione, come gli impianti radio (attorno ai 100 MHz), impianti TV (450-850 MHz), impianti di telefonia cellulare (950 MHz, 1800 MHz, 2 GHz).
All'interno di queste distinguiamo tra:

  • Campi a bassa frequenza, indicati con la sigla ELF (Extremely Low Frequency), in cui la frequenza è compresa tra 0 Hz e 100 kHz.
  • Campi ad alta frequenza, indicati con la sigla RF (Radio Frequency), in cui la frequenza è compresa tra 100 kHz e 300 GHz.

Alcuni esempi di campi a bassa frequenza sono quelli prodotti dal sistema di distribuzione dell'energia elettrica (centrali elettriche, elettrodotti), dagli impianti elettrici delle abitazioni, dagli elettrodomestici ecc. Per tutti questi impianti la frequenza di lavoro è di 50 Hz.

Cos'è una Stazione Radio Base (SRB)

La rete di telefonia cellulare si basa sulla suddivisione del territorio in porzioni di dimensioni limitate, denominate celle; ciascuna cella è servita da una Stazione Radio Base che ha il compito di "comunicare" con il singolo utente presente in essa. La comunicazione tra due utenti in due celle diverse (lontane anche centinaia di chilometri) quindi avviene per tramite delle due SRB che si occupano di ritrasmettere il segnale, come si può meglio visualizzare nel seguente schema:

rappresentazione della comunicazione tra due utenti in due celle diverse, tramite due stazioni radio base: l'utente A si collega alla prima stazione, questa alla seconda stazione che a sua volta contatta l'utente B

La necessità della suddivisione in celle è dovuta a diversi motivi, tra i quali:

  1. 1) il sistema deve essere bidirezionale, ovvero ci deve essere trasmissione di segnale sia da parte del telefono cellulare verso la stazione ricevente che viceversa. Per questo motivo il territorio da coprire da parte della Stazione Radio Base non può essere troppo esteso, altrimenti il telefono cellulare non avrebbe sufficiente potenza per far pervenire il proprio segnale al ripetitore.
  2. 2) le frequenze a disposizione per la telefonia cellulare sono in numero limitato; per permettere al maggior numero di utenti di utilizzare il proprio cellulare contemporaneamente, è stata introdotta la tecnica del riutilizzo delle frequenze: una stessa frequenza viene utilizzata più volte in luoghi sufficientemente lontani fra loro, ovvero in celle (non adiacenti) sufficientemente lontane fra loro. Questo vuol dire anche che minore è la dimensione della cella e maggiore è il numero di utenti che può comunicare contemporaneamente.

Molto schematicamente possiamo dire che da una parte l'estensione delle celle non può essere troppo grande a causa della ridotta potenza del telefono cellulare (anche per un motivo di risparmio della carica della batteria del cellulare stesso: potenze più elevate comportano un consumo maggiore della batteria); dall'altra è necessario avere celle "piccole" per poter servire un numero sufficientemente elevato di utenti. Diminuendo la dimensione delle celle, diminuisce necessariamente anche la potenza emessa dalle SRB per evitare fenomeni di interferenza con le celle adiacenti. Dunque, contrariamente a quanto si possa pensare, aumentando il numero degli impianti SRB, diminuiscono le potenze di emissione e quindi diminuisce anche il campo prodotto.

Il proliferare di antenne nelle città dunque in realtà porta ad un abbassamento dei campi elettromagnetici, cioè ad una omogeneizzazione dei livelli di campo sul territorio.

La normativa italiana e quella europea

Da molti anni il legislatore ha cominciato ad occuparsi del problema delle emissioni elettromagnetiche ad alta frequenza, varando una serie di leggi e decreti a tutela del cittadino.Riportiamo di seguito le tappe principali di questo processo legislativo.

Il Decreto del Ministero dell'Ambiente n.381 del 1998 riguarda le esposizioni a campi elettromagnetici prodotte da impianti radiotelevisivi e sistemi di telecomunicazione operanti nell'intervallo di frequenza da 100 kHz a 300 GHz.
Nel Decreto compare per la prima volta il concetto di obiettivo di qualità; con questa espressione si indicano limiti di emissione particolarmente restrittivi in quanto riguardano luoghi con permanenza delle persone superiore a quattro ore giornaliere.
Vengono inoltre fissati i criteri per il risanamento degli impianti esistenti e le sanzioni in caso di mancata esecuzione.
Anche l'Europa è intervenuta sull'argomento tramite le Raccomandazioni del Consiglio dell'Unione Europea del 5 luglio 1999 relative alla limitazione dell'esposizione della popolazione ai campi elettromagnetici tra 0 Hz e 300 GHz.Questo documento, oltre a fornire una serie di consigli sulla tutela della salute ed il risanamento delle sorgenti elettromagnetiche esistenti, raccoglie i limiti di esposizione in funzione della frequenza ed è basato sugli studi della Commissione Internazionale per la Protezione dalle Radiazioni non Ionizzanti (ICNIRP). Riportiamo di seguito una tabella riassuntiva relativamente alle frequenze degli elettrodotti e degli impianti di telefonia cellulare.

Frequenze degli elettrodotti e degli impianti di telefonia cellulare
Frequenza Intensità di campo elettrico E [V/m] Intensità di campo magnetico B [µT] Densità di potenza ad onda piana equivalente S eq. [W/m2]
50 Hz (elettrodotti) 5000 100 Non applicabile
900 MHz (cellulari TACS) 41.3 0.138 4.5
1800 MHz (cellulari GSM) 58.3 0.195 9.0
2000 MHz (cellulari UMTS) 61.5 0.206 10

La densità di potenza sopra riportata è definita come la potenza che fluisce nell'unità di superficie posta perpendicolarmente alla direzione di propagazione della radiazione elettromagnetica; in pratica rappresenta la potenza radiante attraverso una superficie di un metro quadrato.
La legge n.36 del 22 febbraio 2001 "Legge quadro sulla protezione dalle esposizioni a campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici" riguarda tutto il campo delle frequenze da 0 Hz a 300 GHz.
In tale legge vengono ripartite le competenze tra Stato, Regioni, Province e Comuni. Senza entrare nel dettaglio possiamo dire che è compito dello Stato la definizione dei limiti di esposizione, mentre vengono demandate agli Enti Locali le attività di autorizzazione, vigilanza e controllo.
Nella legge quadro vengono inoltre definiti i seguenti:

  1. Limite di esposizione: è il valore di campo elettrico, magnetico ed elettromagnetico, considerato come valore di immissione, definito ai fini della tutela della salute da effetti acuti, che non deve essere superato in alcuna condizione di esposizione della popolazione e dei lavoratori.
  2. Valore di attenzione: è il valore di campo elettrico, magnetico ed elettromagnetico, considerato come valore di immissione, che non deve essere superato negli ambienti abitativi, scolastici e nei luoghi adibiti a permanenze prolungate. Esso costituisce misura di cautela ai fini della protezione da possibili effetti a lungo termine.
  3. Obiettivi di qualità: si dividono in due categorie principali:
  1. 1. i criteri localizzativi, gli standard urbanistici, le prescrizioni e le incentivazioni per l'utilizzo delle migliori tecnologie disponibili, indicati dalle leggi regionali.
  2. 2. i valori di campo elettrico, magnetico ed elettromagnetico, definiti dallo Stato, ai fini della progressiva miticizzazione dell'esposizione ai campi medesimi.

Come previsto dalla Legge quadro sono stati emanati nel 2003 due Decreti dalla Presidenza del Consiglio dei Ministri, uno riguardante le basse frequenze (50 Hz) ed uno riguardante le alte frequenze (tra 100 kHz e 300 GHz).
Riportiamo di seguito le tabelle dei limiti di esposizione, valori di attenzione e obiettivi di qualità del Decreto relativo alle alte frequenze.


Decreto alta frequenza: LIMITI DI ESPOSIZIONE
Frequenza Intensità di campo elettrico E [V/m] Intensità di campo magnetico H [A/m] Densità di potenza ad onda piana equivalente S eq. [W/m2]
0.1 - 3 MHz (radio AM) 60 0.2 Non applicabile
3 - 3000 MHz (radio FM, TV, cellulari) 20 0.05 1
3 - 300 GHz (connessioni satellitari) 40 0.01 4

Decreto alta frequenza: VALORI DI ATTENZIONE
Frequenza Intensità di campo elettrico E [V/m] Intensità di campo magnetico H [A/m] Densità di potenza ad onda piana equivalente S eq. [W/m2]
0.1MHz-300GHz 6 0.016 0.1 (3 MHz - 300 GHz)

Decreto alta frequenza: OBIETTIVI DI QUALITÀ
Frequenza Intensità di campo elettrico E [V/m] Intensità di campo magnetico H [A/m] Densità di potenza ad onda piana equivalente S eq. [W/m2]
0.1MHz-300GHz 6 0.016 0.1 (3 MHz - 300 GHz)

Come si può vedere la normativa italiana è molto più rigida delle Raccomandazioni Europee. Alle frequenze tipiche dei cellulari, infatti, il limite italiano per il campo elettrico è di 20 V/m, meno della metà di quello Europeo.
Il Decreto Legislativo del 01/08/2003 n. 259 "Codice delle comunicazioni elettroniche" ha introdotto il criterio del silenzio-assenso da parte dei Comuni relativamente alla realizzazione di infrastrutture di telecomunicazioni ed il solo obbligo di dichiarazione di inizio attività (DIA) per gli impianti con potenza in singola antenna inferiore ai 20 W, come quelli basati sulla tecnologia UMTS.
Oltre alle leggi nazionali ed europee sopra menzionate, esiste, già dal 1999, la Legge Regionale n. 51 relativa alle linee e agli impianti elettrici, a cui è seguito il regolamento regionale di attuazione n. 9 del 20/12/2000. In tali leggi vengono disciplinate le procedure di autorizzazione per la costruzione di elettrodotti e definite le competenze, in termini di monitoraggio e controllo, della Regione, delle Province e dei Comuni.
La Legge Regionale n. 54 del 06/04/2000 riguarda invece la disciplina in materia di impianti di radiocomunicazione. Vengono qui riportate le disposizioni per la localizzazione degli impianti, con particolare attenzione alle aree di prolungata permanenza delle persone ed ai luoghi di rilievo paesaggistico - ambientale.
A seguito della Legge Quadro n. 36 e dei successivi DPCM del 2003, la Regione dovrà adeguare la propria normativa. Il Comune di Siena ha dato un importante contributo in questo senso, grazie ai pareri espressi nel Consiglio delle Autonomie Locali relativamente alle proposte dell'attesa modifica della legge regionale.

Le misure (banda larga e banda stretta)

Le misure dei campi elettromagnetici prodotti dalle Stazioni Radio Base sono generalmente di due tipi: misure a banda larga e misure a banda stretta.

La misura a banda larga fornisce il valore del campo prodotto da più sorgenti a frequenze diverse, comprendente un ampio spettro di frequenze; lo strumento utilizzato in questa campagna di misure copre le frequenze da 100 kHz a 3 GHz, quindi principalmente impianti radio-TV e SRB. Una misura in banda larga dà quindi il valore del livello totale di campo presente.

Le misure a banda stretta invece, effettuate con un analizzatore di spettro, consentono di selezionare le singole frequenze e di misurarne il rispettivo valore di campo. Tale misura consente di valutare i contributi al campo totale dei singoli canali, in questo caso di telefonia mobile.

Le misure hanno come scopo il controllo del rispetto dei limiti di legge da parte dei siti SRB per le emissioni di campo elettromagnetico e quello di verificare che le caratteristiche tecniche di ogni impianto corrispondano a quelle riportate nel progetto approvato dall'amministrazione comunale e del quale è stato emesso parere da parte dell'ARPAT.

Il sito internet

Nel sito internet qui presentato sono riportate le misure effettuate da tecnici specializzati, grazie alla convenzione stipulata tra Comune di Siena e ARPAT. Tutti i siti SRB presenti nel territorio comunale sono stati misurati e vengono costantemente tenuti sotto controllo mediante misure periodiche.
Le SRB sono tutte riportate nella pianta del Comune di Siena; è possibile cliccare sul singolo sito per avere le informazioni sui dettagli del sito stesso e sulle relative misure effettuate. Con "Stampa report" viene visualizzata una scheda riepilogativa con il dettaglio degli impianti presenti, lo stato dei singoli canali per gestore e i risultati delle misure sia in banda larga che in banda stretta.