Corso di Pianificazione Energetica e Impatto Ambientale

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Università degli Studi di PerugiaFacoltà di
Ingegneria
Corso di Impatto Ambientale Modulo A
Pianificazione Energetica Ing. Giorgio
Baldinelli a.a. 2012-13
Inquinamento da campi elettromagnetici
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Lo spettro elettromagnetico
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Possibili sorgenti
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Spettri di frequenze

• DC Sistemi di trasporto su rotaie in Italia
• 16 Hz Treni/metro europei
• 50 Hz Impianti civili
• 3-30 kHz Trasmissioni marittime
• 30-300 kHz Trasmissioni navali Loran
• 300-3000 kHz Trasm. AM, Forni, saldatrici a
  fusione
• 3-30 MHz Radioamatori, saldatrici,
  diatermia, essiccatori, sterilizzatori
• 30-300 MHz FM, VHF, cordless, radiomobili, CB
• 300 MHz-3 GHz UHF, cellulari, diatermia,
  radar, telemetria,TV
• 3 - 30 GHz ponti radio, satellitari, radar,
  altimetri
• 30-300 GHz satelliti, astronomia, spettroscopia

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Sorgenti naturali

• Il Sole lenergia solare incidente
  quotidianamente sulla terra è costituita da onde
  elettromagnetiche in un ampio spettro di
  frequenze
• La Terra il campo magnetico terrestre prodotto
  da correnti elettriche circolanti negli strati
  profondi della crosta terrestre
• I tessuti biologici sono attraversati
  continuamente da correnti biochimiche che
  accompagnano le funzioni fisiologiche

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Sorgenti artificiali

• Impianti di generazione, trasporto e
  distribuzione dellenergia elettrica
• Impianti per le telecomunicazioni (radio,
  televisione, telefonia cellulare)
• Tutti i dispositivi elettrici ed elettronici

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Campi elettromagnetici le normative

• L. Q. N 36/2001 Legge Quadro sulla protezione
  dalle esposizioni a campi elettrici, magnetici e
  elettromagnetici

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LEGGE QUADRO N 36/2001
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LEGGE QUADRO N 36/2001
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LEGGE QUADRO N 36/2001
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LEGGE QUADRO N 36/2001
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DPCM 8 luglio 2003 fissazione dei limiti di
esposizione, dei valori di attenzione e degli
obiettivi di qualità per la protezione della
popolazione dalle esposizioni a campi elettrici,
magnetici ed elettromagnetici generati a
frequenze comprese tra 100 kHz e 300 GHz
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DPCM 8 luglio 2003
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DPCM 8 luglio 2003
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DPCM 8 luglio 2003
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(No Transcript)
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CEM da produzione dellenergia elettrica

• Lelettricità viene prodotta trasformando, in
  apposite centrali, il potenziale energetico
  contenuto nelle fonti esistenti in natura
• Centrali idroelettriche
• Centrali termoelettriche
• Centrali nucleari
• Centrali geotermiche
• Centrali eoliche
• Centrali fotovoltaiche

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Trasmissione e distribuzione
Schema italiano di generazione, trasmissione e
distribuzione dellenergia elettrica E adottata
la corrente alternata con sistema di
distribuzione trifase La frequenza adottata è di
50Hz in Europa e 60Hz in America
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Struttura del sistema elettrico

• Rete di trasmissione dellenergia elettrica
• Stazioni primarie
• Rete di distribuzione primaria
• Cabine primarie
• Linee di distribuzione a media tensione
• Cabine secondarie
• Rete di distribuzione a bassa tensione

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Tipologie di installazione esempi
Cabina primaria AT/MT
Elettrodotto AT
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Tipologie di installazione esempi
Linea elettrica in media tensione
Trasformatore MT/BT a palo
Cabina secondaria MT/BT
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Elettrodotti - Campo elettrico

• Il campo elettrico generato dagli elettrodotti
  dipende principalmente dalla tensione della linea
• Dipende dalla distanza dalla linea e dallaltezza
  dei conduttori da terra
• In prossimità delle linee elettriche si misurano
  i seguenti valori tipici
• linee AAT a 380kV ? 4500 - 8000 V/m
• linee AT a 132kV - 150kV ? 2000 - 3000 V/m
• linee MT a 10kV - 30kV ? 200 V/m
• E schermato dagli edifici

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Elettrodotti - Campo magnetico

• Dipende principalmente dallentità delle correnti
  che circolano nei conduttori
• Dipende dalla distanza dalla linea, dallaltezza
  dei conduttori da terra e dallordine delle fasi
• In prossimità delle linee elettriche si misurano
  i seguenti valori tipici
• linee AAT a 380kV ? 15 - 20 mT
• linee AT a 132kV - 150kV ? 10 mT
• linee MT a 10kV - 30kV ? 5 mT
• Non è schermato dagli edifici

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Elettrodotti - Campo magnetico
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Elettrodotti - Campo magnetico

• La figura precedente 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 dallasse della linea fino a
  100 metri di distanza, con altezza minima dei
  conduttori dal suolo pari a 11,34 metri
  (Legislazione italiana DMLP 16 gennaio 1991).

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Elettrodotti - Campo magnetico confronti
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ElettrodottiCampo magnetico osservazioni

• La presenza di edifici nellimmediata prossimità
  degli elettrodotti attenua il campo elettrico
  (che allinterno degli edifici è praticamente
  nullo).
• Il campo magnetico, al contrario di quello
  elettrico, non può essere schermato da oggetti
  vicini alla linea (alberi o muri degli edifici)
  né si riduce sensibilmente allinterno delle
  abitazioni.
• Il campo magnetico in prossimità di un
  elettrodotto, essendo legato al valore
  dellintensità di corrente che circola nei
  conduttori, varia durante le ore della giornata
  in funzione dei carichi che sono allacciati alla
  linea sotto esame.
• - Distanze minime linee a 132 kV gt 10 m
• linee a 220 kV gt 18 m
• linee a 380 kV gt 28 m

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Campo Elettromagnetico Indoor

• Qualunque apparecchio che funziona ad energia
  elettrica genera un campo elettrico e magnetico a
  bassissima frequenza ogni volta che è in funzione
• Quando lapparecchio è spento si può rilevare
  solo il campo elettrico generato dai conduttori
  di alimentazione
• Il livello di campo elettrico riscontrabile è di
  pochi V/m. Quando lapparecchio viene messo in
  funzione si genera un campo magnetico che dipende
  esclusivamente dallintensità di corrente e che
  può assumere valori piuttosto elevati

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Valori tipici di campo elettrico
Campo elettrico V/m misurato a 30 cm dagli
apparecchi elettrici
alla distanza di 1 cm
30
Valori tipici di campo magnetico
Campo magnetico mT misurato a 3 e 30 cm dagli
apparecchi elettrici
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CEM a bassa frequenza effetti biologici

• Negli ultimi 20 anni è emerso un crescente
  interesse scientifico per gli effetti biologici
  dei campi elettromagnetici a bassa frequenza
  (CEMBF)
• A livello cellulare gli effetti delle interazioni
  delle radiazioni elettromagnetiche con le
  componenti strutturali della cellula possono
  essere classificate in
• reazioni di tipo termico
• reazioni di tipo biologico

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Interazioni delle radiazioni con la materia
vivente (1)
CEM a bassa frequenza effetti biologici

• Le correnti indotte da campi elettrici nei
  tessuti umani o le vibrazioni molecolari
  trasformano lenergia elettromagnetica in calore
• Negli animali omeotermi e nelluomo il sistema di
  termoregolazione permette di mantenere la
  temperatura corporea costante
• Un riscaldamento eccessivo dei tessuti
  provocherebbe un danno irreversibile alle
  strutture proteiche e lipidiche
• Lenergia trasferita dai CEMBF è di piccola
  entità, per cui il calore provocato può essere
  facilmente controllato dai meccanismi di
  termoregolazione

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Interazioni delle radiazioni con la materia
vivente (2)
CEM a bassa frequenza effetti biologici

• I CEMBF possono provocare
• alterazioni stereochimiche delle molecole
• orientamento paramagnetico molecolare
• azioni sugli elettroliti
• rottura di legami secondari
• causando così
• modificazioni a livello della membrana cellulare
• modificazioni a livello del nucleo e del DNA

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Interazioni delle radiazioni con la materia
vivente (3)
CEM a bassa frequenza effetti biologici

• Sono stati segnalati effetti che provocano
• alterazioni del sistema immunitario
• alterazioni dei ritmi biologici circadiani
• alterazione nella produzione di melatonina
• effetti sul sistema nervoso ed endocrino
• La letteratura sullargomento evidenzia che i
  campi elettromagnetici producono effetti
  biologici
• Tuttavia molti di questi effetti sono di piccola
  entità e difficili da registrare

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Effetti sulla salute
CEM a bassa frequenza effetti biologici

• Gli effetti sulla salute provocati da esposizioni
  prolungate a CEMBF devono ancora essere ben
  studiati
• Si distingue in
• Effetti acuti
• Effetti cronici
• Effetti osservati
• alterazioni comportamentali
• alterazione dellattività cerebrale
• induzione di neoplasie maligne

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Strumenti di rilevazione
CEM a bassa frequenza effetti biologici

• A banda larga
• Misura semplice ed immediata per valutare se
  siamo sopra i limiti
• A banda stretta
• Analizzatore di spettro con indicazione della
  frequenza. Misura complessa ed estesa

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CEM ad alta frequenza

• I campi elettromagnetici non ionizzanti (sorgenti
  NIR) hanno una banda compresa tra 300 kHz e 300
  GHz
• Lagente inquinante (campo elettrico e/o
  magnetico) decresce rapidamente allontanandosi
  dalla sorgente
• Lazione inquinante si esercita nellambiente
  solo quando la sorgente è accesa.
• Allo stato attuale si può affermare che non
  esiste un inquinamento su vasta scala
  territoriale, ma le zone inquinate sono limitate
  alle vicinanze della sorgente

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CEM ad alta frequenza principali sorgenti
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CEM ad alta frequenza macchine industriali

• Macchine per trattamenti termici
• trasformano lenergia elettromagnetica in calore
• sono utilizzate in processi che richiedono un
  riscaldamento rapido con cicli controllabili
• In base allazione fisica predominante si
  classificano in tre categorie
• riscaldatori a perdite dielettriche
• riscaldatori a induzione magnetica
• riscaldatori a microonde
• Sono progettate per erogare potenza in bande di
  frequenza assegnate da convenzioni internazionali

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CEM ad alta frequenzaRiscaldatori a perdite
dielettriche

• Sono impiegati per il trattamento di materiali
  dielettrici (legno, materie plastiche, fibre
  vegetali, ecc.)
• Sono progettati per creare forti campi elettrici
  (decine di kV/m). Sono costituiti da un
  generatore a radiofrequenza e da un applicatore a
  condensatore
• Lapplicatore è formato da due superfici
  metalliche affacciate (condensatore) al cui
  interno è sistemato il materiale da trattare
  termicamente
• La potenza del generatore va dalle centinaia di W
  alle decine di kW

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CEM ad alta frequenzaRiscaldatori a induzione
magnetica

• Sono impiegati nellindustria siderurgica
  (tempera superficiale, ricottura e riscaldamento
  di metalli, saldatura di tubi), nellindustria
  elettronica (raffinamento di semiconduttori,
  produzione di fibre ottiche), nelloreficeria
  (fusione di metalli preziosi)
• Sono progettati per creare forti campi magnetici.
  Sono costituiti da un generatore a radiofrequenza
  e da un applicatore a bobina
• Le potenze impiegate vanno dalle centinaia di kW
  alle migliaia di kW

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CEM ad alta frequenzaRiscaldatori a microonde

• Si dividono in due classi
• per usi domestici
• per usi industriali
• Gli apparati industriali sono progettati per la
  precottura, il riscaldamento, lessiccamento e la
  sterilizzazione di grosse quantità di materiale
• Gli apparati industriali impiagano potenze di
  alcune decine di kW

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CEM ad alta frequenzaApparati per
telecomunicazioni

• Sono progettati per irradiare nello spazio onde
  elettromagnetiche che trasferiscono informazione
  ai sistemi riceventi
• Sono di due tipi
• direttivi (ponti radio, comunicazioni spaziali)
• a diffusione (radio, televisione)

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CEM ad alta frequenzaSistemi radiomobili

• La potenza irradiata dalle stazioni radio base è
  al massimo di alcune centinaia di W
• Valori confrontabili con gli standard di
  sicurezza si raggiungono a poche decine di metri
  dallantenna

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CEM ad alta frequenzaDispositivi elettronici

• Esempi di dispositivi elettronici in grado di
  emettere campi elettromagnetici apprezzabili
• telefoni cellulari
• telefoni cordless domestici e cittadini (DECT)
• babyphone
• walkie-talkie
• apparecchi per radioamatori
• forni a microonde
• sistemi di controllo a microonde
• videoterminali
• varchi magnetici

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CEM ad alta frequenzaAltre applicazioni

• Radar
• a impulsi (elevata potenza di picco - fino a 2MW)
• doppler (potenze dellordine dei kW)
• Radioaiuti alla navigazione
• Applicazioni biomedicali
• Risonanza magnetica nucleare (10 70 MHz)
• Termografia a microonde (0.5 2.5 GHz)
• Marconiterapia
• Radarterapia
• Terapia ipertermica

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CEM ad alta frequenzaValutazione del campo
elettromagnetico

• Il campo elettromagnetico emesso da unantenna
  non è uniforme in tutte le direzioni

Lobo orizzontale
Lobo verticale
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CEM ad alta frequenza Tipologie di
installazione esempi
Stazione radio base
Antenna per radioamatore
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CEM ad alta frequenza Tipologie di
installazione esempi
Stazione radio base
Ponte radio
50
CEM ad alta frequenzaTipologie di installazione
esempi
Antenne per telecomunicazioni
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CEM ad alta frequenzaContenimento dellimpatto
ambientale
Stazioni radio base camuffate da pino
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CEM ad alta frequenzaStrumenti di misura

• Struttura degli apparati di misura
• a rivelazione diretta
• ad accoppiamento a radiofrequenza
• Ogni apparato di misura è formato da 3
  sottosistemi
• sensore
• linea di collegamento
• apparato di misura e visualizzazione
• Sono possibili due strategie di misura
• a banda larga
• a banda stretta

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CEM ad alta frequenzaTipologie di sensori

• Sensori per campo elettrico
• sensori a condensatore
• sensori a dipolo o monopolo corto
• Sensori per campo magnetico
• sensori ad accoppiamento induttivo
• Antenne
• dipolo a mezzonda
• antenne biconiche
• antenne logaritmiche

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CEM ad alta frequenzaEffetti biologici

• Lesposizione a campi elettromagnetici comporta
  linnalzamento della temperatura dei tessuti
  biologici (effetto termico)
• Gli effetti non termici dei campi
  elettromagnetici ad alta frequenza non sono
  ancora ben conosciuti
• Effetti non termici osservati
• alterazione degli enzimi della membrana cellulare
• alterazione della crescita cellulare
• alterazione del DNA e dei meccanismi di
  riparazione
• induzione di neoplasie

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CEM ad alta frequenzaEffetti sulla salute umana

• Effetti acuti
• effetto termico, particolarmente accentuato alle
  alte frequenze a causa dellacqua presente nei
  tessuti
• effetti cardiaci su persone con disturbi cardiaci
  e pacemaker
• Effetti cronici o di lungo periodo
• effetto sul sistema nervoso (condizione di
  stress)
• effetti sul comportamento (comportamenti motori
  insoliti, irrequietezza)
• aumento delle frequenza cardiaca e della
  pressione ematica
• elettrosensibilità (alterazioni cutanee,
  segnalate in particolare per operatori a
  videoterminale)

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Campi elettromagnetici ela percezione del rischio
Il problema cruciale della valutazione dei rischi
si lega A) da un lato a quello di una corretta
analisi dei dati scientifici B) dallaltro a
quello, non meno importante ma fino ad ora solo
in parte esplorato, dei meccanismi attraverso i
quali i rischi vengono comunicati e percepiti
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Fattori che influenzanola percezione del rischio

• Fiducia nelle istituzioni
• Attenzione dei mezzi di informazione
• Incidenti accertati
• Equita di rischi e benefici
• Evidenza dei benefici
• Evidenza scientifica
• Coinvolgimento personale

• Potenziale catastrofico
• Familiarita con la sorgente di rischio
• Comprensione dei meccanismi
• Incertezza nelle conoscenze
• Controllabilita del rischio
• Effetti sui bambini
• Effetti sulle generazioni future
• Gravita degli effetti

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Politiche cautelative
Scelte politiche indipendenti dalle valutazioni
scientifiche possono portare alla adozione di
misure cautelative che, se adeguatamente
giustificate e condivise, corrispondono anche ad
un orientamento che va sempre piu affermandosi
verso un principio di precauzione
Una recente comunicazione dellUnione Europea (CE
2001) sul principio di precauzione richiede,
prima di mettere in atto delle politiche
cautelative A) una accurata definizione del
rischio B) una analisi costi/benefici
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Scienza, comunicazione e politica sanitaria
Esistono differenze nella valutazione del rischio
dovuto ai CEM tra comunita scientifica e la
popolazione questo e dovuto a una carenza di
comunicazione nella diffusione delle conoscenze
e della loro comprensione.
Un efficace sistema di informazione sui temi
sanitari tra scienziati, governo, industria e
pubblico e necessario per aumentare il livello
di conoscenza generale delle tecnologie che
generano CEM e quindi ridurre sfiducia e paura
sia reale che percepibile.