| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
| |
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
| |
|
||||||||||||||||||
L'inevitabile attività di monitoraggio, la verifica del rispetto dei limiti e dei valori di cautela e una stima dell'esposizione della popolazione può essere assistita e accelerata dall'uso di strumenti modellistici.
In particolare il D.M. 10 settembre 1998, n. 381 recante le norme per la determinazione dei tetti di radiofrequenza compatibili con la salute umana, cita espressamente la possibilità di determinare mediante calcoli i campi elettromagnetici (Allegato B: modalità ed esecuzione delle misure e delle valutazioni). Unicamente nei casi in cui i calcoli facciano prevedere livelli di campo superiori al 50% dei valori massimi previsti dal decreto, sarà necessario provvedere alle misure dirette del campo elettrico e magnetico, o della densità di potenza nella regione di campo lontano.
Il progetto è mirato alla creazione e diffusione di una piattaforma modellistica, validata e documentata, per la valutazione dell'esposizione ai campi elettrici e magnetici.
Il sistema, sviluppato per essere di supporto e complementarità alle attività di monitoraggio, si basa su un catasto delle sorgenti di campi elettrici e magnetici e dei risultati sperimentali ottenute nel corso di campagne di misura sul campo e su strumenti modellistici, integrati in ambiente GIS (geographic information system), per la valutazione dei campi e dei relativi livelli di esposizione.
Sebbene esista un riferimento esplicito alla determinazione dei campi mediante calcoli, nel decreto non vengono menzionati modelli di riferimento e/o protocolli di validazione e di applicazione degli strumenti modellistici.
Il fine è quello di implementare, uniformare e validare metodologie e strumenti modellistici che, a partire dai dati delle sorgenti e dalle caratteristiche territoriali, siano in grado di stimare oltre ai campi elettrici e magnetici, anche i livelli di esposizione, rendendo poi disponibili i risultati ottenuti alle diverse istituzioni coinvolte nella problematica dell'inquinamento elettromagnetico, (sotto forma sia di rapporti tecnici che, eventualmente, software).
A causa delle diverse proprietà delle onde elettromagnetiche di interesse, i limiti delle capacità di calcolo a disposizione e i limiti delle informazioni disponibili, dovranno essere analizzati diversi approcci complementari l'uno all'altro. Si possono identificare principalmente tre tipi diversi di problematiche legate a:
L'effetto dovuto a correnti alternate è di interesse nei pressi di elettrodotti o apparecchiature alimentate dalla rete elettrica. Nel caso dei ripetitori radio e televisivi di alta potenza e direzionalità il campo elettromagnetico deve poter essere stimato in una fascia che può estendersi fino a centinaia di metri dall'antenna stessa. Nel campo delle frequenze più alte tipiche della telefonia cellulare (fino ad alcuni GHz) invece, a causa della potenza relativamente bassa, l'interesse è principalmente da focalizzarsi nelle immediate vicinanze delle antenne (alcune decine di metri dall'antenna).
A causa dell'estrema variabilità delle frequenze (da 50 Hz ad alcuni GHz) e conseguentemente delle rispettive lunghezze d'onda (formalmente da migliaia di km ad una decina di centimetri, rispettivamente) è impossibile pensare ad un unico strumento modellistico di validità universale, ma dovranno essere analizzati strumenti diversi, ognuno con il proprio campo di validità, acquisendo così un pacchetto di modelli complementari che permettano di coprire la vasta gamma di frequenza.
Presso l'A.R.P.A.L. si è a tale scopo creata e si sta mettendo a punto una piattaforma modellistica che è di supporto al monitoraggio dei campi elettrici e magnetici ed in grado di fornire una stima dell'esposizione all'inquinamento elettromagnetico.
I modelli vengono alimentati estraendo i dati necessari al loro funzionamento dal catasto delle sorgenti fisse di inquinamento elettromagnetico (dati tecnici) e da una base cartografica in ambiente GIS ("condizioni al contorno"). A causa della forte componente spaziale (cartografica) del problema, l'esistenza del catasto contenente le caratteristiche degli impianti e la presenza di perizie, presentate dai gestori degli impianti, e di misure sperimentali derivanti dell'azione di monitoraggio di A.R.P.A.L., si è inoltre sviluppato e si sta personalizzando un sistema informativo in grado di far interagire la piattaforma modellistica con questo flusso di dati. I risultati dei diversi modelli dovranno essere importati in un ambiente GIS (Geographic Information System) e interfacciati con strumenti di visualizzazione in grado di favorire l'interpretazione dei risultati. Il sistema stesso permette il dialogo con le basi dati (proprietà degli impianti e dati di monitoraggio) per avere le caratteristiche necessarie a sviluppare una valutazione del fattore di "esposizione". Alla realizzazione di questa fase del progetto ha collaborato "Environmental Software and Services GmbH AUSTRIA", specializzato nei sistemi di ausilio e di informazione ambientale che uniscono le scienze e la tecnologia dell'informazione ambientali.
Poiché le influenze sulla salute delle radiazioni elettromagnetiche non ionizzanti sono ancora oggetto di discussione, l'obiettivo del progetto è sviluppare un sistema d'informazione, gli strumenti di analisi del rischio e realizzare un tracciato dello "smog elettromagnetico". Questo si attua acquisendo tutti i dati disponibili riguardo a tutte le sorgenti di campi elettromagnetici: linee elettriche ad alta tensione, antenne radio televisive, antenne per la telefonia mobile.
Effettuare una base di dati delle sorgenti è il punto di partenza per simulare il loro comportamento, e tracciare quindi i risultati, paragonandoli soprattutto alla distribuzione della popolazione. Ciò può anche essere confrontato con le misure sul terreno al fine calibrare i modelli. I campi elettromagnetici misurati e computati possono allora essere usati per valutare i livelli di esposizione della popolazione.
Esistono numerose sorgenti ELF che producono campi elettrici e magnetici significativi in un'area prossima alla sorgente. L'estensione di quest'area dipende dalle caratteristiche proprie della sorgente stessa. Ricordiamo tra le principali:
La valutazione dell'impatto delle sorgenti elencate sull'ambiente, in termini di dimensione del territorio interessato, di numero di soggetti esposti, di livello di esposizione e durata della stessa, porta a concentrare l'analisi sulle linee elettriche ad alta tensione. Infatti, esse determinano livelli significativi di campo in ampie porzioni del territorio, ovviamente dipendenti dalla tensione e dalle correnti circolanti, dalle caratteristiche geometriche, dalla distribuzione delle abitazioni e dall'orografia interessata. Un archivio di tali sorgenti è importante perché consente di analizzare le varie situazioni ambientali anche dal punto di vista previsionale, permettendo così l'individuazione delle situazioni critiche e quindi la predisposizione di controlli mirati, il dimensionamento e la programmazione degli interventi di risanamento, la pianificazione di nuove linee, potendo definire l'impatto ambientale determinato quantomeno dalle altre linee esistenti.
Sulla base di quanto esposto e dei colloqui avuti con i gestori delle reti si è giunti alla realizzazione di un catasto per gli elettrodotti. Per quanto riguarda la simulazione si usano diversi modelli, ottenendo risultati analoghi a quelli illustrati qui di seguito.
Nell'attesa dell'emissione dei decreti attuativi della Legge quadro sull'inquinamento elettromagnetico (L. n. 21/2001) si fa ancora riferimento ai limiti precedenti, ossia quelli fissati dal Decreto Legge 381/98. Tale normativa vale per tutte le antenne che irradiano radiofrequenza: telefonia mobile, radiocomunicazioni e broadcasting radiotelevisivo. In quest'ultimo caso, il rischio di superare i limiti imposti è più elevato, poiché le potenze in gioco sono maggiori. Per facilitare questo tipo di verifica, ALDENA ha sviluppato il programma NFA (Near Field Analyzer). Il software calcola e rappresenta graficamente con sezioni orizzontali e verticali l'intensità del campo elettrico, magnetico e la densità di potenza irradiati in prossimità dei sistemi di antenne, permettendo di effettuare la "riduzione a conformità" ed anche di simulare modifiche elettriche e meccaniche agli impianti al fine di ridurre le intensità dei campi da considerarsi "a rischio". I punti "critici", quali abitazioni e luoghi in cui saranno effettuate le misure di campo, possono anche essere gestiti singolarmente con un calcolo puntuale.
Mentre l'approccio precedente si limita ai soli dati inerenti all'antenna e la propagazione delle onde elettromagnetiche viene trattata come se avvenisse nel vuoto, un approccio più accurato permette di introdurre gli effetti dovuti al terreno e agli edifici circostanti.
Durante la loro propagazione infatti le onde possono venire diffratte (deviazione della direzione di propagazione causata dalla presenza di spigoli o fessure), riflesse da parte di ostacoli o venire trasmesse, attraversando ostacoli (penetrando, con potenze attenuata, ad esempio all'interno di edifici).
Nel caso di onde radio e televisive, può quindi essere importante inserire gli effetti del terreno, soprattutto per il fatto che molti ripetitori sono strategicamente posizionati in cima a colline, per aumentare la zona di ricezione. La figura seguente mostra il risultato di un modello che include la morfologia del terreno. L'antenna è posizionata in vetta ad un colle ed alcune zone, interne alle valli, possono rimanere "oscurate", nonostante la loro vicinanza all'antenna.
Nel caso della telefonia cellulare, i segnali vengono solitamente trasmessi usando lunghezze d'onda dell'ordine di alcune decine di centimetri. Una tecnica di simulazione che permette di simulare tale tipo di propagazione è data dal "ray-tracing". Simile al caso della luce, la propagazione delle onde viene simulata tramite una serie di raggi che propagano indipendentemente l'uno dall'altro e che possono venire riflessi o diffratti dagli ostacoli circostanti. Il segnale emesso dall'antenna può quindi raggiungere un medesimo punto seguendo traiettorie differenti.
Una simulazione con il ray-tracing permette di tener conto di queste possibile traiettorie e di stimare il valore finale sommando i contributi dei singoli raggi. Rispetto a simulazioni che trascurano la presenza degli edifici circostanti, l'approccio dei ray-tracing è molto più complesso da implementare. Oltre alla difficoltà e al tempo di calcolo necessario a portare a termine la simulazione, l'applicazione del ray-tracing è particolarmente complicata dalla quantità delle informazioni richieste per alimentare il programma stesso. La simulazione è infatti tridimensionale ed è necessario quindi conoscere la posizione e le dimensioni degli edifici circostanti (in principio sarebbe necessario anche specificare il materiale con cui gli edifici sono costruiti, avendo diversi materiali diversi coefficienti di riflessione). Una rappresentazione grafica di un risultato di una simulazione è riportata nel grafico qui sotto.
La figura rappresenta, tramite un codice a colori, la potenza irradiata da un antenna per telefonia cellulare. Pur essendo la simulazione tridimensionale, nel grafico viene visualizzato solamente il valore della potenza ad una altezza dal suolo fissata. Si può vedere come il segnale dell'antenna tenda ad “incanalarsi” lungo le strade che si ramificano dall'edificio su cui è montata l'antenna. Le onde infatti vengono riflesse dagli edifici presenti ai bordi delle strade e possono propagare con minore attenuazione lungo tali vie.
Oltre ai campi elettromagnetici esterni, un programma di ray-tracing può venire usato per stimare i campi interni agli edifici stessi. In base allo spessore e alla natura dei materiali degli edifici (cemento armato, vetro...) possono essere infatti applicati dei coefficienti di trasmissione che permettono di stimare, a partire dal valore del campo esterno, i campi elettromagnetici all'interno degli edifici.
