Lo spettro elettromagnetico (o spettro e.m.) l'insieme di tutte le possibili radiazioni. Le radiazioni sono onde elettromagnetiche. Ad un'onda elettromagnetica sono associate una lunghezza d'onda ed una frequenza.
Lo spettro elettromagnetico illustra ordinatamente queste onde al variare della lunghezza d'onda o della frequenza:
| Tipo di radiazione elettromagnetica | Frequenza | Lunghezza d'onda |
| Onde radio | ≤3 GHz | ≥ 10 cm |
| Microonde | >3 GHz – 300 GHz | <10 cm – 1 mm |
| Infrarossi | >300 GHz – 428 THz | <1 mm – 700 nm |
| Luce visibile | >428 THz – 749 THz | <700 nm – 400 nm |
| Ultravioletti | <749 THz – 30 PHz | <400 nm – 10 nm |
| Raggi X | >30 PHz – 300 EHz | <10 nm – 1 pm |
| Raggi gamma | >300 EHz | <1 pm |
Al variare di queste grandezze variano le proprietà dell'onda. La frequenza è proporzionale all'energia dell'onda cioè all'aumentare della frequenza aumenta l'energia trasportata dall'onda.
Poiché la lunghezza d'onda e la frequenza di una radiazione sono inversamente proporzionali, tanto minore sarà la lunghezza d'onda, tanto maggiore sarà la frequenza e quindi l'energia.
Un'altra caratteristica è la penetrabilità dell'onda. Le onde ad alta frequenza interagiscono parecchio con la materia e sono quindi solitamente più facile da schermare (ad eccezzione di quello troppo energetiche come i raggi X e i raggi gamma). Le onde radio invece interagiscono poco e penetrano la materia, riuscendo a coprire maggiori distanze.
Le applicazioni possono essere divise in due macrofamiglie: nella prima le onde elettromagnetiche vengono utilizzate per trasportare informazioni ( radio, televisione), nella seconda per trasportare energia (
forno a microonde ). La
logica (o se si preferisce il buon senso) ci consiglia quindi che per la prima categoria di dispositivi è conveniente usare radiazioni a bassa frequenza (bassa energia) mentre per la seconda radiazioni a frequenza più alta. Purtroppo è stato
già illustrato che non è sempre così. La scelta di usare microonde per le alcune telecomunicazioni non è casuale: il motivo è che le altre bande sono state già occupate in passato da televisione e radio. In tempi recenti non sono rimaste che le bande più sconvenienti per le nuove applicazioni quali cellulari GSM, UMTS, wi-fi, wi-max. Ma questo motivo non giustifica l'uso che si fa di queste onde ai danni della nostra salute.
Gli effetti della radiazione elettromagnetica sugli esseri viventi dipendono principalmente da due fattori: la frequenza della radiazione e le
modalità di esposizione (intensità della radiazione (questo parametro è molto importante!), durata dell'esposizione, parti del corpo esposte...). Per quanto riguarda la frequenza della radiazione si usa distinguere tra radiazioni ionizzanti e radiazioni non ionizzanti.
Le radiazioni ionizzanti sono le più energetiche (raggi X e raggi gamma), provengono dal cosmo o dalla radioattività naturale o artificiale. Per la loro potenza e pericolosità, non vengono usate dalla tecnologia delle telecomunicazioni.
Negli ultimi anni sono andati crescendo gli interrogativi sui possibili effetti sulla salute legati all'esposizione a campi elettromagnetici a radiofrequenze (RF) e microonde (MW). In molti laboratori si sta lavorando intorno a interrogativi quali l'effetto della applicazione di un campo elettromagnetico sulla permeabilità delle membrane cellulari a determinate specie ioniche e su quali basi biofisiche sia ipotizzabile un'influenza diretta del campo elettromagnetico sull'integrazione e l'elaborazione dei segnali nervosi. Un'onda elettromagnetica che si propaga nello spazio trasporta energia che viene in parte assorbita e in parte riflessa dagli oggetti che tale onda incontra sul suo percorso. L'assorbimento avviene con modalità ed in misura diversa a seconda delle caratteristiche del mezzo. L'effetto sugli organismi viventi di tale assorbimento di energia da un campo elettromagnetico a radiofrequenza e microonde è da una ventina d'anni oggetto di numerose indagini scientifiche. 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 a 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. Tutte queste grandezze sono difficili da tenere in conto nella vita quotidiana, ma l'uso di frequente telefonini o ripetitori nelle vicinanze possono superare la soglia massima consigliata.
Anche se lo studio sulle cellule è ancora agli albori, una certezza è data dal fatto che un'onda e.m. trasferisce tanta più energia quanto è elevata la frequenza. Come spiegato
precedentemente parte dell'energia rilasciata si trasformarsi in calore.
L'organismo umano è in grado di supportare un certo rialzo termico. Poiché 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 e.m., 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.
Il resto dell'energia rilasciata viene assorbita a livello molecolare con conseguenze ancora poco chiare.
L'
intensità della radiazione è un altro parametro. Essa ci dice
quante onde elettromagnetiche di una certa frequenza ci sono. All'aumentare dell'intensità aumenta l'energia totale trasmessa. Chiaramente per la prevenzione della salute è importante mantenere bassa l'intensità del segnale nelle telecomunicazioni. Ciò è sempre più difficile oggigiorno, poichè siamo alla ricerca di zone dove c'è maggior campo per i nostri telefonini e della banda larga per le nostre connessioni wi-fi e UMTS.
Se pensate che ci sono solo brutte notizie sappiate per ora che le
alternative esistono e ne parleremo presto, intanto provate ad essere meno banali nelle nostre scelte!
J. D. Jackson, "Classical Electrodynamics" (1998)
J. Brehm, W. J. Mullins "Introduction to the Structure of Matter: A Course in Modern Physics" (1989)
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