Una regione dello spazio è sede di un campo elettrico se in tale regione una carica è soggetta ad azioni di natura elettrica. Il campo magnetico viene generato da cariche in movimento, correnti elettriche. I campi elettrico e magnetico sono perpendicolari fra loro e l'intersezione dei loro piani di vibrazione è la direzione di propagazione delle onde elettromagnetiche.
L'intensità del campo elettrico dipende dalla tensione della linea, cresce con essa ed è generalmente indicata nel Sistema Internazionale di misura con la lettera E ed unità di misura Volt per metro (V/m); l'intensità dei campo magnetico generato da una linea elettrica dipende principalmente dall'entità delle correnti che circolano nei conduttori; nel SI è indicata con la lettera H e viene espressa in Ampere per metro (A/m).
Il campo magnetico può essere descritto anche dalla induzione magnetica B espressa in Tesla. Confrontando le due unità, 1 A/m corrisponde a 1, 3 microTesla, mentre 1 microTesla corrisponde a circa 0, 77 A/m.
Linee elettriche aeree, campo elettrico
L'intensità del campo elettrico viene misurata in volt al metro (V/m) e dipende essenzialmente dalla tensione e dalla distanza dal conduttore elettrico.
Sotto una linea dell'alta tensione di 380 kV l'intensità del campo elettrico in prossimità del suolo raggiunge i 5000 V/m. Più bassa è la tensione, meno il campo è forte. Ad esempio sotto una linea di 200 kV si misurano fino a 3000 V/m, sotto le linee di 110 kV al massimo 700 V/m e sotto una linea di 50 kV al massimo 400 V/m. Come mostra la figura, l'intensità del campo elettrico diminuisce con l'allontanarsi dalle corde conduttrici.
Il campo elettrico subisce distorsioni e s'indebolisce già in presenza di materiali a scarsa conduttività come gli alberi, gli arbusti o le case. La conduttività dei materiali da costruzione degli edifici nella maggior parte dei casi è sufficiente per attenuare del 90 per cento e oltre l'intensità di un campo elettrico proveniente dall'esterno.
nella figura è rappresentata la sezione del campo elettrico di una linea dell'alta tensione di 380 kV con due sezioni al centro fra due piloni dove i cavi conduttori sono più bassi e presentano la distanza minima consentita dal suolo.
Direttamente sotto la linea il valore limite d'immissione di 5000 volt al metro è appena rispettato. Gli edifici, gli alberi o il suolo provocano distorsioni dei campi elettrici e ne riducono l'intensità. Nelle abitazioni il carico inquinante provocato dalle linee aeree è pertanto quasi trascurabile. Il significato delle linee continue è rappresentato nella scala a colori in basso.
Segnaliamo i livelli di campo elettrico, al disotto di linee elettriche a semplice terna, ottenuti ricorrendo ad alcuni modelli di calcolo. Questi valori sono riferiti alle condizioni di campo imperturbato e con conduttori alla minima altezza dal suolo consentita dalle norme italiane.
- Linea 380 Kv da 7000 a 8000V/m
- Linea 220 Kv da 2000 a 3000 V/m
- Linea 132 Kv da 1000 a 2000 V/m
- Linea 15 Kv da 100 a 150 V/m
Numerose rilevazioni strumentali, eseguite da vari Enti all'interno di abitazioni costruite in prossimità di linee elettriche ad alta tensione ed al centro di ogni stanza, hanno messo in evidenza dei livelli di campo elettrico compresi tra 1 e 5 V/m.
A differenza dell'intensità di corrente, la tensione rimane praticamente costante. Ciò vale anche per il campo elettrico di una linea dell'alta tensione, il quale si sviluppa proporzionalmente alla tensione.
Linee elettriche aeree, campo magnetico
Nella figura sono rappresentati prospetticamente il campo magnetico di una tipica linea dell'alta tensione di 380 kV con due tratti a pieno carico (1920 A). Intorno alle sei funi conduttrici si registra il campo più forte. Intorno ai tubi rossi il campo misura più di 100 microtesla (µT) e sulla superficie dell'involucro del grande tunnel solo 1 µT.
Maggiore è l'intensità di corrente e più sono distanti tra loro i cavi che conducono la corrente, maggiore è l'estensione spaziale del campo magnetico di una linea dell'alta tensione. Al centro fra due piloni, dove i cavi sono più bassi, si registra il maggior carico inquinante in prossimità del suolo, che varia a seconda del tipo di costruzione della linea e dell'intensità di corrente. Man mano che ci si allontana dalla linea, il campo magnetico si riduce, perciò la sua intensità diminuisce all'aumentare dell'altezza della linea dal terreno.
Nelle linee costituite da diversi tratti o nelle linee dell'alta tensione parallele i campi magnetici dei singoli tratti possono rafforzarsi o indebolirsi a vicenda. Il carico inquinante può essere ridotto ottimizzando l'occupazione delle fasi.
I muri degli edifici non offrono alcuna schermatura dai campi magnetici. Pertanto, fino ad una distanza di 150-200 metri, le linee aeree da 380 kV possono incrementare l'inquinamento magnetico all'interno delle abitazioni vicine. Ad una maggiore distanza si registra un carico di fondo normale, che nelle abitazioni collegate alla rete elettrica ammonta a circa 0,02-0,04 μT. Tuttavia, in prossimità degli apparecchi elettrici il campo magnetico può essere molto più forte.
Nella figura è rappresentata la sezione del campo magnetico della linea dell'alta tensione sopra rappresentata al centro fra due piloni, dove i cavi conduttori sono più bassi. Il carico inquinante si riduce man mano che ci si allontana dalla linea e viene influenzato poco dai muri degli edifici, dagli alberi o dal suolo. Il significato delle linee continue è rappresentato nella scala a colori in basso.
Il campo magnetico dipende dall'intensità di corrente e quindi dal consumo di corrente nelle economie domestiche e nelle aziende. Il tracciato temporale del campo magnetico in prossimità delle linee dell'alta tensione riflette pertanto le variazioni del consumo di corrente a seconda del periodo della giornata e della stagione.
Il campo magnetico di una linea elettrica varia durante il giorno a seconda della richiesta di energia; i valori minimi vengono raggiunti durante le ore notturne. Il suo livello è massimo al disotto della linea e decresce allontanandosi dalla stessa. Il campo magnetico dipende inoltre dall'altezza e dalla disposizione dei conduttori.
Anche per il campo magnetico segnaliamo i livelli al di sotto di linee elettriche a semplice terna, ottenuti ricorrendo ad alcuni modelli di calcolo. Questi valori sono riferiti a conduttori posti alla minima altezza dal suolo consentita dalla
norme italiane, e percorsi dalla massima corrente prevista per ogni tipo di linea.
- Linea 380 Kv da 20 a 22 microTesla
- Linea 220 Kv da 16 a 18 microTesla
- Linea 132 Kv da 14 a 16 microTesla
- Linea 15 Kv da 1 a 3, 5 microTesla
Effetti sulla salute dei campi elettromagnetici
Tutti gli effetti, che possono essere a breve termine o a lungo termine, derivano dall'induzione di correnti elettriche all'interno dei corpo, nei vari organi e tessuti delle persone esposte. Per quanto riguarda quelli a breve termine, numerosi studi hanno dimostrato che esposizioni ad elevate intensità di campo elettrico e magnetico possono determinare nell'uomo sensazioni visive, microscosse, vibrazione dei capelli o della peluria ed effetti sul sistema nervoso.
L'uomo è in grado di percepire la presenza di un campo elettrico a livelli di soglia che mediamente si collocano fra 2 e 10 Kv/m.
Nel caso di pazienti su cui è stato impiantato un pacemaker, il campo elettrico può interferire negativamente sul suo normale funzionamento determinando in casi estremi anche la cessazione della stimolazione. Anche il campo magnetico provoca disfunzioni che sono particolarmente forti su alcuni modelli di pacemaker.
Gli effetti a lungo termine più studiati sono quelli non tumorali e tumorali. Fra gli effetti non tumorali sono stati segnalati disturbi neurologici e circolatori, disturbi dei sonno, irritabilità e diminuzione della libido. In particolare, un'indagine condotta dal Dipartimento di Salute Pubblica degli Stati Uniti ha accertato un aumento dei casi di depressione e delle cefalee su 400 individui residenti in edifici vicini ad elettrodotti ed esposti ad un campo magnetico di 0, 2 microTesla.
Le maggiori preoccupazioni delle popolazione riguardano tuttavia la possibilità, suggerita da un certo numero di indagini epidemiologiche, che l'esposizione cronica a campi elettromagnetici, che si verifica per chi vive in prossimità di linee
elettriche, possa produrre effetti a lungo termine, ed in particolare favorire lo sviluppo di tumori.
Per indagini epidemiologiche si intendono gli studi che hanno lo scopo dì stabilire a posteriori il collegamento causale fra le patologie e l'esposizione cronica a campi elettromagnetici, per verificare la differenza che esiste con gruppi di controllo. Fin dal 1979 la dr.ssa Wertheimer e il dr. Leeper, due ricercatori americani , dopo una indagine condotta a Denver nel Colorado, avevano evidenziato per la prima volta una associazione causale tra esposesposizione a campi elettromagnetici a bassissima frequenza ed aumento dei rischio di leucemia e di tumori dei sistema nervoso nei bambini residenti in abitazioni vicine a linee elettriche ad alto voltaggio. In tempi più recenti, nel 1993, tre progetti svolti in Svezia, Finlandia e Danimarca, da Feychting e Ahlbom , Verkasalo e altri, Olsen e altri, confermano i primi' studi indicando un aumento dei rischi di leucemia e di tumori cerebrali in bambìni residenti in case con livelli di induzione superiori a 0,2 e 0,4 microTesla.
Nel 1994, anche per quanto riguarda le persone adulte, il ricercatore franco canadese Tériault ha rilevato un accresciuto rischio di leucemie per i lavoratori di tre società elettriche con esposizione media a livelli di induzione magnetica superiori a 0,2 microTesla. Tutti gli autori sono concordi nell'affermare che gli effetti sulla salute vanno attribuiti alla componente magnetica dei campi del campo, perché la componente elettrica viene facilmente schermata.
Per quanto riguarda i meccanismi biologici di azione dei campi, è stata dimostrata da diversi ricercatori una influenza degli ELF sulla produzione dei livelli notturni di melatonina negli animali, che viene ad essere ridotta. Questo
potrebbe comportare una diminuzione della risposta immunitaria.
Normativa vigente, il carosello dei valori limite
Con il DPCM 8 luglio 2003 sono stati fissati i limiti di esposizione e valori di attenzione, per la protezione della popolazione dalle esposizioni a campi elettrici emagnetici alla frequenza di rete (50 Hz) connessi al funzionamento e all'esercizio degli elettrodotti.
Limite di esposizione: 100μT ;
Valore di attenzione in aree con permanenza >4 ore/giorno: 10 μT
Obiettivo di qualità per progettazione nuovi elettrodotti o aree destinate con permanenza >4 ore/giorno in prossimità di elettrodotti: 3 μT
Standard internazionali (International Commission on nonionizing radiation protection-ICNIRP 2010) basati sugli effetti biologici acuti degli campi:
Limite di esposizione per la popolazione
- Campi elettrici = 5 kV/m
- Campi magnetici = 200 μT
Limite di esposizione per i lavoratori
- Campi elettrici = 10 kV/m
- Campi magnetici = 1 mT ( 1000μT )
il Ministero dell'Ambiente ha redatto la circolare prot 3205/99/SIAR del 03.08.99, in cui indica per il campo magnetico il valore di 0,2 µT come obiettivo da raggiungere per gli elettrodotti posti in prossimità di spazi destinati all'infanzia, lo stesso valore viene indicato da molti studi come soglia di attenzione epidemiologica;
Alcune regioni, come il Veneto e il Lazio, hanno emanato una propria legge. In particolare la Regione Veneto con Legge 30 giugno 1993 n°27 "Prevenzione dei danni alla salute derivanti dai campi elettromagnetici generati da elettrodotti", tenendo conto degli effetti sanitari a lungo termine, fissa distanze di rispetto dalle abitazioni di 150m per le linee a 380 Kv, e per tensioni inferiori la distanza di rispetto è ridotta in proporzione al potenziale, in modo che il campo elettrico a 1,5 m da terra non superi il valore di 0, 5 Kv/m ed il campo magnetico non sia superiore a 0,2 μT.
