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Protezione da campi elettromagnetici a bassa frequenza (seconda parte)
Guida alla protezione dai campi elettromagnetici a bassa frequenza (seconda parte) 2 Le informazioni contenute nel presente documento sono tutelate dal diritto d’autore e possono essere usate solo in conformità alle norme vigenti. In particolare Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico si riserva tutti i diritti sulla scheda e su tutti i relativi contenuti. Il materiale e i contenuti presentati nel documento sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili. Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nel sito. quest'ultima volta soprattutto ad individuare eventuali meccanismi biofisici e biologici ricollegabili al presunto effetto cancerogeno dei campi elettromagnetici. L’esposizione di una persona ai campi elettrici e magnetici a bassa frequenza è direttamente legata ai valori di alcune grandezze elettriche (dette grandezze di base o grandezze interne) che si stabiliscono, per effetto di tali campi, all’interno del corpo umano: alle basse frequenze (f 1 MHz) la grandezza di base che viene utilizzata come quantità dosimetria è la densità di corrente J misurata in A/m2. La densità di corrente è la corrente indotta da un campo elettromagnetico perpendicolare alla sua direzione, nell’unità di superficie, nel corpo umano. L’esecuzione di prove di esposizione a campi elettrici e magnetici volte alla misura diretta della densità di corrente è però praticamente impossibile, perché tale misura richiederebbe l’uso di sonde invasive; essa è applicabile soltanto nello studio dell’esposizione di fantocci, utilizzati come modelli fisici per stabilire, con l’ausilio di modelli matematici, le correlazioni tra le grandezze interne e i campi esterni inducenti. La verifica dell’esposizione di una persona ai campi elettrici e magnetici viene quindi condotta misurando le grandezze esterne, che caratterizzano tali campi inducenti (valori efficaci del campo elettrico e del campo magnetico) e risalendo alla grandezza interna J per mezzo delle suddette correlazioni; le grandezze esterne vengono misurate in assenza del corpo esposto, adottando tutte le precauzioni necessarie per ridurre le influenze esterne, tenendo conto delle caratteristiche delle sorgenti e dell’ambiente di misura. Le normali reazioni chimiche associate a processi vitali che avvengono all’interno del nostro corpo, provocano una densità di corrente di circa 10 mA/m2, valore che è quindi preso come soglia di eccitabilità “artificiale” (causata cioè da campi elettrici e magnetici a frequenza industriale) delle cellule sensibili, come quelle nervose o muscolari. Valori superiori a 100 mA/m2 possono interferire con il normale funzionamento del corpo e provocare contrazioni muscolari involontarie, fibrillazioni, arresti della respirazione contestualmente all'esposizione fino all'arresto cardiaco (effetti acuti). Di minore gravità si segnalano percezioni di corrente, scosse e bruciature. Alla luce di queste considerazioni, l’ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiaction Protection) ha deciso, nelle sue linee guida, che, per frequenze comprese tra 4 Hz e 1 kHz, l’esposizione per motivi professionali debba essere limitata a campi che inducano densità di correnti inferiori a 10 mA/m2, cioè che venga adottato un fattore di sicurezza pari a 10. Per il pubblico in generale si applica un ulteriore fattore pari a 5, che porta ad un limite di base di 2 mA/m2. Poiché la misurazione della densità di corrente, in quanto grandezza dosimetrica riferita ai processi di accoppiamento dei campi elettromagnetici con i tessuti biologici, non è facilmente realizzabile, è stato necessario sviluppare modelli fisici e numerici attraverso i quali può essere correlata tale grandezza interna con le grandezze esterne al corpo umano, campo elettrico e campo magnetico, direttamente misurabili (figura 22). In altre parole, al fine di rendere possibile la verifica dei limiti stabiliti per la grandezza di base densità di corrente J, si fa riferimento alle grandezze derivate che, in generale, sono quelle che caratterizzano il campo elettromagnetico in termini di campo elettrico E ed induzione magnetica B. Figura 21 – I campi magnetici inducono la circolazione di corrente nel corpo. Correnti indotte molto elevate possono interferire con le funzioni del sistema nervoso e provocare lampi di luce nell’occhio (HPA) (casi eccezionali con induzione magnetica di diverse migliaia di µT) Figura 22 – Modelli teorici per determinare la densità di corrente all’interno di un corpo umano esposto a campi elettromagnetici (HPA)
Guida alla protezione dai campi elettromagnetici a bassa frequenza (seconda parte) 3 Le informazioni contenute nel presente documento sono tutelate dal diritto d’autore e possono essere usate solo in conformità alle norme vigenti. In particolare Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico si riserva tutti i diritti sulla scheda e su tutti i relativi contenuti. Il materiale e i contenuti presentati nel documento sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili. Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nel sito. Ai valori di soglia dell’effetto di danno alla salute della densità di corrente, ridotti di un fattore di sicurezza (10 per i lavoratori, 50 per la popolazione), si fanno quindi corrispondere i valori delle grandezze derivate detti livelli derivati (del campo elettrico e magnetico) che, per come sono stati definiti, assumono il significato di limiti di esposizione per la prevenzione dagli effetti acuti. Il non superamento di tali limiti fornisce quindi la certezza che non sia superata la soglia che separa l’effetto biologico dal danno immediato alla salute. Questo, in estrema sintesi è la metodologia adottata dalle organizzazioni scientifiche nazionali ed internazionale per la definizione dei limiti di esposizione ai campi elettromagnetici, per la tutela della salute umana. Esistono modelli numerici semplificati che permettono di calcolare (guida CEI 211-6), in forma separata, la densità di corrente all’interno del corpo, dovuta al campo elettrico ed al campo magnetico. Una volta calcolati i due contributi, data la linearità del sistema, l’effetto dell’eventuale presenza contemporanea di entrambi i campi si ottiene dalla sovrapposizione dei relativi effetti. Densità di corrente dovuta al campo elettrico: J = k f E dove f è la frequenza in Hz, E è il campo elettrico in V/m, k è un coefficiente che, per campi a 50 Hz è dell’ordine di 5x10-9 As/Vm. Densità di corrente dovuta al campo magnetico (ipotizzando il corpo umano come una sfera) J = π f B r σ dove f è la frequenza in Hz, B è l’induzione magnetica in T, r è la distanza dal centro della sfera, σ è la conducibilità elettrica dei tessuti (all’incirca 0,1 S/m per il volume globale di un corpo umano). La guida CEI 211-6, a titolo di esempio, illustra il risultato di una simulazione in un caso pratico applicativo, l’esposizione contemporanea ai campi elettrici e magnetici di una persona che si trovi in piedi sotto un elettrodotto a 380 kV a doppia terna in corrispondenza dell’asse della linea e nella sezione di minima altezza da terra dei conduttori. Altra ipotesi, sempre con lo spirito di esaminare tra le situazioni possibili quelle più gravose, è che la linea trasporti la corrente massima in esercizio normale (I = 1500 A). Le densità di corrente indotte nel modello del corpo umano come conseguenza dell’esposizione contemporanea al campo elettrico (valore ad 1 m da terra pari a circa 2,6 kV/m) e al campo magnetico (valore ad 1 m da terra pari a circa 18 µT) generati da tale linea sono illustrate in figura 23. Dall’analisi della mappa delle densità di corrente indotte si rileva, in particolare nel cuore e nel cervello, un valore di circa 0,16 mA/m2. Ricordiamo che il limite di base indicato dalle linee guida ICNIRP, per la popolazione è di 2 mA/m2. Tutto ciò che abbiamo detto a riguardo della densità di corrente, riguarda gli effetti acuti dei campi elettromagnetici, cioè quelli a breve termine, mentre per quelli a lungo termine non essendoci ancora certezze, ci adeguiamo alla valutazione della IARC (Agenzia Internazionale per la ricerca sul cancro) che ha esaminato nel 2001, gli studi relativi alla cancerogenicità dei campi elettrici e magnetici a basse frequenze. Quello che segue è tratto da comunicati stampe IARC e promemoria OMS. La IARC ha per ora concluso che i campi magnetici ELF sono “possibilmente cancerogeni” per l’uomo, sulla base di una coerente associazione statistica tra elevati livelli di campi magnetici residenziali e un raddoppio del rischio di leucemia infantile. I bambini che sono esposti a campi magnetici residenziali ELF inferiori a 0.4 microtesla non presentano incrementi nel rischio di leucemia. A causa dell’insufficienza di dati, i campi magnetici e statici ed i campi elettrici a bassissima frequenza non hanno potuto essere classificati per Figura 23 – Densità di corrente indotta nel caso di esposizione contemporanea al campo elettrico e al campo magnetico presenti sotto un elettrodotto a 380 kV (Guida CEI 211-6)
Guida alla protezione dai campi elettromagnetici a bassa frequenza (seconda parte) 4 Le informazioni contenute nel presente documento sono tutelate dal diritto d’autore e possono essere usate solo in conformità alle norme vigenti. In particolare Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico si riserva tutti i diritti sulla scheda e su tutti i relativi contenuti. Il materiale e i contenuti presentati nel documento sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili. Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nel sito. quanto riguarda la cangerogenesi nell’uomo. Comunque, le analisi dei dati aggregati di diversi studi ben condotti hanno mostrato un’associazione statistica piuttosto coerente tra un raddoppio del rischio di leucemia infantile e campi magnetici a frequenza industriale (50 o 60 Hz) in ambienti residenziali (50 o 60 HZ), di intensità superiore a 0.4 microtesla. Al contrario, non si è trovata nessuna evidenza coerente che l’esposizione dei bambini a campi elettrici o magnetici sia associata a tumori del cervello o ad alcun altro tipo di tumori solidi. Non si è trovata nessuna evidenza coerente che l’esposizione residenziale o professionale degli adulti a campi magnetici ELF aumenti il rischio di alcun tipo di cancro. "Possibilmente cancerogeno per l'uomo" è una classificazione usata per connotare un agente per il quale vi sia una limitata evidenza di cancerogenicità nell'uomo ed un'evidenza meno che sufficiente negli animali da laboratorio. La classificazione è la più debole tra le tre ("possibilmente cancerogeno per l'uomo", "probabilmente cancerogeno per l'uomo" e "cancerogeno per l'uomo" usate dalla IARC per classificare i potenziali cancerogeni in base all'evidenza scientifica. La IARC ha due ulteriori classificazioni dell'evidenza scientifica: "non classificabile" e "probabilmente non cancerogeno per l'uomo". Sono qui riportati alcuni esempi di comuni agenti classificati dalla IARC. Classificazione Agente Cancerogeno per l'uomo (normalmente in base ad una forte evidenza di cancerogenicità nell'uomo) • Asbesto • Iprite • Tabacco • Radiazione gamma Probabilmente cancerogeno per l'uomo (normalmente in base ad una forte evidenza di cancerogenicità negli animali) • Gas di scarico dei motori diesel • Lampade solari • Radiazione UV • Formaldeide Possibilmente cancerogeno per l'uomo (normalmente sulla base di una evidenza nell'uomo che è considerata credibile, ma per la quale non si possono escludere altre cause) • Caffè • Gas di scarico dei motori a benzina • Fumi di saldatura • Campi magnetici ELF Tabella 5 – Alcuni tipi di sostanze classificate dalla IARC in base alla loro cancerogenicità Non c'è nessuna evidenza convincente che l'esposizione ai campi ELF che sperimentiamo nei nostri ambienti di vita provochi un danno diretto alle molecole biologiche, compreso il DNA. Poiché non sembra verosimile che l'esposizione a campi ELF possa iniziare un processo cancerogeno, sono state condotte numerose ricerche per stabilire se non possa invece influenzare la promozione o la co-promozione del cancro. I risultati degli studi su animali condotti fino ad oggi suggeriscono che i campi ELF non siano né iniziatori né promotori del cancro. Tuttavia, come già detto, due analisi dei dati aggregati di diversi studi epidemiologici hanno fornito indicazioni che sono state cruciali nella valutazione della IARC. Questi studi suggeriscono che, in una popolazione esposta a campi magnetici mediamente superiori a 0,3-0,4 µT, si possa sviluppare un numero doppio di casi di leucemia infantile rispetto ad una popolazione con esposizione inferiore. Nonostante la gran mole di dati, rimane ancora incerto se l'aumento dell'incidenza di leucemie sia dovuto all'esposizione ai campi magnetici o a qualche altro fattore. La leucemia è una malattia rara. Attualmente, essa viene diagnosticata ogni anno a 4 bambini su 100.000 di età compresa tra 0 e 14 anni. Anche un'esposizione media al di sopra di 0,3-0,4 µT nelle abitazioni è rara. Dai risultati degli studi epidemiologici si può stimare che meno dell'1% della popolazione sia esposta a questi livelli laddove si utilizza energia elettrica a 230 V, anche se questo numero potrebbe essere più alto dove si utilizza la tensione di 110 V. Non essendoci chiarezza, le politiche sanitarie e le normative riguardanti gli agenti classificati come possibili cancerogeni variano da paese a paese e da agente ad agente. La valutazione di cancerogenicità di un agente e la relativa classificazione da parte della IARC non comporta automaticamente un'azione precisa a livello nazionale. Sebbene i gas di scarico dei motori a benzina ed il caffè siano stati classificati entrambi come possibili cancerogeni per l'uomo, vi sono state da parte dei governi significative azioni per ridurre i gas di scarico, ma nessuno sforzo per limitare il consumo di caffè.
Guida alla protezione dai campi elettromagnetici a bassa frequenza (seconda parte) 5 Le informazioni contenute nel presente documento sono tutelate dal diritto d’autore e possono essere usate solo in conformità alle norme vigenti. In particolare Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico si riserva tutti i diritti sulla scheda e su tutti i relativi contenuti. Il materiale e i contenuti presentati nel documento sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili. Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nel sito. In ogni caso, poiché non essendo chiaro il nesso causale tra esposizione e malattia si ribadisce, il principio cautelativo per operare le scelte inerenti la tutela della salute pubblica rispetto alla esposizione della popolazione e dei lavoratori. Questo sistema di valutazione del rischio porta dunque ad adottare standard che integrino il principio cautelativo. Ciò può avvenire, ed è avvenuto, in diversi modi: ad esempio, come è stato fatto dalle Regioni, che hanno adottato una normativa in materia, fissando limiti di esposizione empirici, che tengono conto tanto degli effetti a breve termine della radiazione, per i quali un effetto soglia esiste, quanto degli effetti a lungo termine, assumendo valori massimi di esposizione pari a circa la metà di quelli internazionalmente proposti come valori limite per la tutela degli effetti a breve termine; altrimenti può avvenire (e ci pare il modo più appropriato) differenziando gli standard per gli effetti a breve termine (i veri e propri limiti di esposizione), da quelli per gli effetti a lungo termine (che assumono la valenza di obiettivi di qualità ambientale o valori guida).
Guida alla protezione dai campi elettromagnetici a bassa frequenza (seconda parte) 6 Le informazioni contenute nel presente documento sono tutelate dal diritto d’autore e possono essere usate solo in conformità alle norme vigenti. In particolare Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico si riserva tutti i diritti sulla scheda e su tutti i relativi contenuti. Il materiale e i contenuti presentati nel documento sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili. Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nel sito. 2. Leggi decreti e direttive per popolazione e lavoratori Facciamo subito una premessa: esistono tuttora molte leggi regionali che si occupano dell’esposizione ai campi elettromagnetici e forse altre ne nasceranno. In questa trattazione non ce ne occupiamo (pur cercando di chiarire quella che è la divisione di competenze fra stato e regioni), essenzialmente per due motivi, primo perché non possiamo umanamente trattare tutte le leggi regionali, secondo perché tutte le sentenze degli ultimi anni di Corte Costituzionale, Tribunali Amministrativi Regionali, Consiglio di Stato ed altri Organi decisionali vanno nella direzione di sgretolare e rendere inapplicabili tali leggi regionali (vedi capitolo successivo). Se questa è la tendenza, allora tanto vale concentrare tutti i nostri sforzi, e vi assicuro che ci serviranno, nell’analisi della normativa nazionale. Non vi annoieremo con l’elenco storiografico delle leggi e dei decreti che si sono succeduti dagli anni ottanta ad oggi. Fotografiamo, pragmaticamente l’oggi, in cui sono viventi una legge, due decreti e una direttiva (stiamo parlando ovviamente sempre della bassa frequenza). In ordine strettamente cronologico, le disposizioni tuttora vigenti sono: o DM 16 gennaio 1991 “Aggiornamento delle norme tecniche per la disciplina della costruzione e dell’esercizio di linee elettriche aeree esterne”; o Legge 22 febbraio 2001, n. 36 “Legge quadro sulla protezione dalle esposizioni a campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici”; o 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 ai campi elettrici e magnetici alla frequenza di rete (50 Hz) generati dagli elettrodotti; o Direttiva 2004/40/CE sulle prescrizioni minime di sicurezza e di salute relative all'esposizione dei lavoratori ai rischi derivanti dagli agenti fisici (campi elettromagnetici); Analizziamo i contenuti fondamentali di queste disposizioni legislative: DM 16 gennaio 1991 Definisce le distanze minime dei conduttori di linee elettriche aeree esterne da fabbricati, terreno e acque non navigabili, in riferimento a possibili effetti sulla salute derivanti dai campi elettromagnetici prodotti dalle linee stesse, e va rispettato sia per nuovi elettrodotti in vicinanza di fabbricati esistenti, che di nuovi fabbricati in vicinanza di elettrodotti esistenti. Le distanze da rispettare, per le varie tipologie di elettrodotti, sono quelle riportate nella seguente tabella: 380 220 132 Tensione linea (kV) 7,8 6,8 6,3 Hmin su terreno e specchi d’acqua non navigabili 11,3 6,8 6,3 Hmin su terreni in aree adibite ad attività ricreative, impianti sportivi, luoghi d’incontro 6,8 5,2 4,3 dmin dai fabbricati 11,3 4,0 4,0 Hmin su terrazzi e tetti piani Tabella 6 – Distanze elettrodotto-fabbricato da rispettare in base al DM 16/01/91 Per linee a 15 kV la distanza dai fabbricati è di 3,15 m (questo limite non è più applicabile alle cabine elettriche) Legge 22 febbraio 2001, n.36 Le finalità della legge quadro sono le seguenti: assicurare la tutela della salute; promuovere la ricerca scientifica e attivare misure di cautela; assicurare la tutela dell’ambiente e del paesaggio e promuovere l’innovazione tecnologica e le azioni di risanamento volte a minimizzare l’intensità dei campi elettromagnetici secondo le migliori tecnologie disponibili; Il suo campo di applicazione ha per oggetto gli impianti, i sistemi e le apparecchiature per usi civili, militari e delle forze di polizia, che possono comportare l’esposizione dei lavoratori, delle lavoratrici e della popolazione a campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici con frequenze comprese tra 0 Hz e 300 GHz. In particolare si applica ovviamente agli elettrodotti. La legge definisce poi, all’art. 4, le funzioni e competenze dello stato:
Guida alla protezione dai campi elettromagnetici a bassa frequenza (seconda parte) 7 Le informazioni contenute nel presente documento sono tutelate dal diritto d’autore e possono essere usate solo in conformità alle norme vigenti. In particolare Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico si riserva tutti i diritti sulla scheda e su tutti i relativi contenuti. Il materiale e i contenuti presentati nel documento sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili. Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nel sito. Determinazione dei limiti di esposizione Promozione di attività di ricerca e di sperimentazione tecnico-scientifica Istituzione del catasto nazionale delle sorgenti fisse e mobili dei campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici Determinazione dei criteri di elaborazione dei piani di risanamento Individuazione delle tecniche di misurazione e di rilevamento dell’inquinamento elettromagnetico Realizzazione di accordi di programma con i gestori di elettrodotti Definizioni dei tracciati degli elettrodotti con tensione superiore a 150 kV Determinazione dei parametri per la previsione di fasce di rispetto per gli elettrodotti E le funzioni e competenze delle regioni, all’art. 8: Individuazione dei siti di trasmissione e degli impianti Definizione dei tracciati degli elettrodotti con tensione non superiore a 150 kV Modalità per il rilascio delle autorizzazioni alla installazione degli impianti Realizzazione e gestione di un catasto delle sorgenti fisse dei campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici Individuazione degli strumenti e delle azioni per il raggiungimento degli obiettivi di qualità Il concorso all’approfondimento delle conoscenze scientifiche relative agli effetti per la salute Definiscono le competenze che spettano alle province ed ai comuni La legge fissa tre distinti livelli di grandezze da controllare: Limiti di esposizione: valori del campo elettrico, magnetico o elettromagnetico considerati come valori di immissione, che non devono essere superati in alcuna condizione di esposizione, ai fini della tutela da effetti acuti; Valori di attenzione: valori del campo elettrico, magnetico o elettromagnetico considerati come valori di immissione che non devono essere superati negli ambienti abitativi, scolastici e nei luoghi adibiti a permanenze prolungate. Essi costituiscono misure di cautela ai fini della protezione da possibili effetti a lungo termine; Obiettivi di qualità: valori del campo elettrico, magnetico o elettromagnetico considerati come valori di emissione degli impianti e delle apparecchiature, da conseguire nel breve, medio e lungo periodo, anche attraverso l’uso di tecnologie e metodi di risanamento disponibili, al fine di realizzare gli obiettivi di cautela previsti, anche con riferimento alla protezione da possibili effetti a lungo termine. Ci sono quindi due tipi di obiettivi di qualità definiti dalla legge 36/01, uno demandato allo Stato ed uno demandato alle Regioni (da qua il caos di contenzioni e relative sentenze, nato negli ultimi anni): • I criteri localizzativi, gli standard urbanistici, le prescrizioni e le incentivazioni per l’utilizzo delle migliori tecnologie disponibili, di competenza delle Regioni; • I valori di campo elettrico, magnetico ed elettromagnetico, di competenza dello Stato. Gli art. 9 commi 2 e 3 della legge 36/01 prevedono l’elaborazione di un piano di risanamento degli elettrodotti. Occorre sottolineare l’attuale situazione di transitorietà e di incertezza normativa, che non permette di definire chiaramente i superamenti rispetto al DPCM 08/07/03 né di procedere efficacemente agli eventuali risanamenti programmati, vista la mancata emanazione, ad oggi, delle linee guida relative alle procedure di misura e valutazioni per l’individuazione dei superamenti del valore di attenzione e dell’obiettivo di qualità, e del decreto attuativo (previsto dall’art. 4 comma 4) della Legge Quadro 36/01, che dovrebbe determinare i criteri di elaborazione dei piani di risanamento (decreto tuttora mancante). Il risanamento degli elettrodotti deve comunque essere completato entro il 23 marzo 2011 (art. 9.4 legge 36/01). Con un ulteriore successivo decreto (anch’esso mancante al momento) dovranno essere stabilite, le informazioni che i fabbricanti di apparecchi e dispositivi, in particolare di uso domestico, individuale o lavorativo, generanti campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici, sono tenuti a fornire agli utenti,
Guida alla protezione dai campi elettromagnetici a bassa frequenza (seconda parte) 8 Le informazioni contenute nel presente documento sono tutelate dal diritto d’autore e possono essere usate solo in conformità alle norme vigenti. In particolare Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico si riserva tutti i diritti sulla scheda e su tutti i relativi contenuti. Il materiale e i contenuti presentati nel documento sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili. Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nel sito. ai lavoratori e alle lavoratrici, mediante apposite etichettature o schede informative. Le informazioni dovranno riguardare, in particolare, i livelli di esposizione prodotti dall'apparecchio o dal dispositivo, la distanza di utilizzo consigliata per ridurre l'esposizione al campo elettrico, magnetico ed elettromagnetico e le principali prescrizioni di sicurezza. Con lo stesso decreto saranno individuate le tipologie di apparecchi e dispositivi per i quali non vi e' emissione di campo elettrico, magnetico ed elettromagnetico, o per i quali tali emissioni sono da ritenersi cosi basse da non richiedere alcuna precauzione. DPCM 8 luglio 2003 (in vigore dal 13/09/03) Analizziamo ed approfondiamo alcuni punti salienti di questo, che è uno dei decreti applicativi (per il momento l’unico emanato) previsti dalla legge quadro 36/01. Popolazione e lavoratori: la legge n. 36/2001, all’articolo 1 comma a), esprimendo le sue finalità affermava di voler tutelare “la salute dei lavoratori, delle lavoratrici e della popolazione dagli effetti dell’esposizione a determinati livelli di campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici”. Ora, questo decreto si applica alla popolazione, ma per sua esplicita affermazione (art. 1 comma 2) non si applica “ai lavoratori esposti per ragioni professionali”. Ricordiamo che la legge 36/01 definisce come esposizione dei lavoratori, ogni tipo di esposizione dei lavoratori e delle lavoratrici che, per la loro specifica attività lavorativa, sono esposti a campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici. Limite di esposizione: e' 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; Valore di attenzione: e' 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. Questo valore costituisce una misura di cautela ai fini della protezione da possibili effetti a lungo termine; Obiettivi di qualità che hanno una doppia anima, la prima di competenza delle regioni, la seconda di competenza dello stato: • i criteri localizzativi, gli standard urbanistici, le prescrizioni e le incentivazioni per l'utilizzo delle migliori tecnologie disponibili, indicati dalle leggi regionali; • i valori di campo elettrico, magnetico ed elettromagnetico, definiti dallo Stato, ai fini della progressiva minimizzazione dell'esposizione ai campi medesimi; Elettrodotto: e' l'insieme delle linee elettriche delle sottostazioni e delle cabine di trasformazione (questa definizione, presa dal DPCM 08/07/03, sembra comprendere tutte le linee elettriche, comprese quelle a bassa tensione. La questione è ancora controversa); Esposizione: l’esposizione si manifesta ovunque una persona è soggetta a campi elettrici, magnetici o elettromagnetici, diversi da quelli generati da processi fisiologici corporei o da altri fenomeni naturali; Popolazione esposta: Persone esposte a campi elettrici e/o magnetici non per specifica attività lavorativa, né per scopi diagnostici o terapeutici; Campo di applicazione: il decreto non si applica a tutti i campi generati a basse frequenza (inferiori a 100 kHz), ma solamente a quelli generati a 50 Hz e solo dagli elettrodotti, dove gli elettrodotti vengono definiti come l'insieme delle linee elettriche (quindi presumibilmente anche linee BT), delle sottostazioni e delle cabine di trasformazione. Per la tutela dalle esposizioni a tutte le altre tipologie di campo, il decreto rimanda ad una raccomandazione del Consiglio dell’Unione Europea del 12 luglio 1999. Un piccolo dubbio è sorto su questo punto: il decreto si applica anche agli elettrodotti in corrente continua (f = 0 Hz) come ad esempio quelli di alimentazione delle linee ferroviarie? Leggendo il comma 3 dell’art. 1 sembrerebbe di si, in quanto si parla genericamente di elettrodotti e quelli che alimentano le linee ferroviarie sono effettivamente elettrodotti. Leggendo il titolo del decreto e il comma 1 dello stesso articolo, invece si capisce chiaramente che si fa riferimento solamente agli elettrodotti funzionanti alla frequenza di rete di 50 Hz; Limiti da applicare alla popolazione
Guida alla protezione dai campi elettromagnetici a bassa frequenza (seconda parte) 9 Le informazioni contenute nel presente documento sono tutelate dal diritto d’autore e possono essere usate solo in conformità alle norme vigenti. In particolare Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico si riserva tutti i diritti sulla scheda e su tutti i relativi contenuti. Il materiale e i contenuti presentati nel documento sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili. Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nel sito. Frequenza 50 Hz Intensità di campo elettrico E (kV/m) Induzione Magnetica B (µT) Limite di esposizione (da non superare mai) 5 100 Valore di attenzione (da non superare in ambienti abitativi già esistenti e comunque nei luoghi adibiti a permanenze non inferiori a 4 ore) - 10 Obiettivo di qualità (da non superare per i nuovi elettrodotti o le nuove abitazioni in prossimità di elettrodotti esistenti dove per nuovo si intende costruiti/e dopo il 13/09/03) - 3 Tabella 7 – Limiti imposti dal DPCM 08/07/03 ( Valori efficaci Mediana dei valori nell’arco delle 24 ore nelle normali condizioni di esercizio) Segnaliamo una svista nell’art. 4 del decreto dove si afferma che per i nuovi elettrodotti l’obiettivo di qualità di 3 microtesla è “da intendersi come mediana dei valori nell’arco delle 24 ore nelle normali condizioni di esercizio”. Se l’elettrodotto è nuovo non è possibile effettuare una media di valori che ancora non esistono. Ci viene in aiuto l’art. 6 dove si afferma che per la determinazione delle fasce di rispetto per raggiungere l’obiettivo di qualità si deve far riferimento alla portata in corrente in servizio normale come definita dalla norma CEI 11-60; Tecniche di misurazione: I campi magnetici vanno misurati attraverso le tecniche dettate dalla guida CEI 211-6 “Guida per la misura e per la valutazione dei campi elettrici e magnetici nell'intervallo di frequenza 0 Hz-10 kHz, con riferimento all'esposizione umana”, mentre le procedure di valutazione dei risultati dovranno essere determinate dalle ARPA-APAT per quanto riguarda i valori di attenzione e gli obiettivi di qualità. Il decreto ammette anche la possibilità da parte di ARPA-APAT, di ricorrere a calcoli basati su dati tecnici e storici dell’elettrodotto, per stabilire il rispetto dei limiti di esposizione, dei valori di attenzione e degli obiettivi di qualità. Andiamo quindi a vedere alcune delle indicazioni metodologiche dettate dalla guida CEI 211-6, relativamente alle tecniche di misura: Art. 13.2.2 Si può ritenere che misure effettuate in un campo elettrico o magnetico pressoché uniformi corrispondono all’esposizione dell’intero corpo umano. Le misure in presenza di campi non uniformi richiedono invece interpretazioni e valutazioni più complesse in quanto la misura del campo rappresenta l’esposizione umana solo per quella parte anatomica che coincide con il punto di misura. La scelta del luogo o dei luoghi di misura può pertanto variare in funzione della sorgente del campo e della posizione relativa del soggetto umano: per esempio si pensi, nel caso di misure di campo magnetico, alle differenze tra rasoi elettrici, asciugacapelli, macchine per cucire e macchine saldatrici. A differenza dei campi magnetici, i campi elettrici sono perturbati dal corpo umano. …... Durante le misure dei campi elettrici, si dovrebbe pertanto prestare particolare attenzione ad evitare gli effetti di vicinanza dell’operatore e anche delle altre persone che possono essere nelle vicinanze della sonda di campo….. Si deve inoltre evitare l’effettuazione di misure in vicinanza di “punte” (quali arbusti, spigoli di recinzioni, balconi, ecc.) in quanto trovandosi in una zona di campo elettrico fortemente perturbato, la misura non risulta rappresentativa dell’esposizione umana. Art. 13.2.3 ….. Se la sonda di campo elettrico passa vicino a superfici caricate elettricamente, per esempio indumenti in materiale plastico o sintetico, possono verificarsi variazioni del campo. Analogamente, la presenza di masse ferrose può influenzare il risultato della misura di campo
Guida alla protezione dai campi elettromagnetici a bassa frequenza (seconda parte) 10 Le informazioni contenute nel presente documento sono tutelate dal diritto d’autore e possono essere usate solo in conformità alle norme vigenti. In particolare Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico si riserva tutti i diritti sulla scheda e su tutti i relativi contenuti. Il materiale e i contenuti presentati nel documento sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili. Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nel sito. magnetico. ……………. In generale, i punti ad altezze di 1 – 1,5 m dal piano di calpestio vengono considerati significativi ai fini della caratterizzazione dell'esposizione umana. In casi particolari, come in presenza di campi molto disuniformi (tipicamente riscontrabili nelle immediate vicinanze delle sorgenti di campo), è opportuno effettuare misure aggiuntive ad altezze corrispondenti ai punti nello spazio occupati dalla testa e dal torso di una persona (da 1,1 m a 1,9 m). Art. 13.2.6 All’inizio della caratterizzazione di un dato ambiente o condizione di esposizione, dopo aver ovviamente scelto in modo adeguato e corretto la strumentazione da utilizzare, si dovrebbe eseguire un’indagine preliminare mediante misure “spot” per identificare i luoghi in cui i livelli di campo elettrico e magnetico, alla frequenza che si presume predominante (ad esempio quella industriale) sono più elevati. In questa fase, e laddove possibile, le misure di campo magnetico dovrebbero essere eseguite preferibilmente in periodi in cui le principali sorgenti presenti (es. linee elettriche, motori, apparecchiature industriali, ecc.) operano ai livelli più elevati delle loro correnti tipiche. Da quest’indagine e/o dalla conoscenza delle posizioni delle sorgenti di campo magnetico, si possono identificare le postazioni in cui può risultare necessario eseguire misure più approfondite. Per gli eventuali approfondimenti, si consiglia di: • usare strumenti triassiali in grado di misurare e registrare i valori di campo in funzione del tempo e, se necessario, della frequenza…. • l’incertezza di misura degli strumenti dovrebbe essere meno del ±10% (fattore di copertura 2); • dove si presume che i campi siano abbastanza uniformi (ad esempio sotto linee elettriche e all’interno di stazioni elettriche o in altri ambienti purché si sia sufficientemente lontani da sorgenti di campo), misure effettuate ad 1 m o 1,5 m di altezza dal piano di calpestio sono rappresentative dell’esposizione dell’intero corpo umano. In tutti gli altri casi, la sonda triassiale dovrebbe essere posta circa nelle posizioni previste per il centro del torso e della testa; conviene riferirsi alla posizione corrispondente al valore più elevato del campo per determinare il punto in cui eseguire misure più approfondite; • nel caso di misure di campo elettrico, la sonda non dovrebbe distare dalle superfici conduttrici meno del doppio del suo diametro; in caso contrario si devono prendere in considerazione le incertezze di misura dovute ai campi immagine prodotti dagli effetti di vicinanza. Si dovrebbero inoltre evitare gli effetti di vicinanza dell’operatore e di eventuali osservatori; • nel caso di misure di campo magnetico, nei punti di misura che distano dalle sorgenti meno di 1 m, occorre considerare le incertezze di misura dovute agli effetti di media delle sonde a bobina. Nei campi non uniformi, conviene indicare le dimensioni della sonda e valutare gli effetti di media della sonda, se si rivelano significativi; • per acquisire informazioni sufficientemente dettagliate sulle variazioni temporali, le misure dovrebbero essere registrate almeno ogni 30 s su periodi di 24 h per più giorni. Se il campo è dovuto a una singola sorgente dominante e se le correnti di funzionamento sono conosciute in funzione del tempo, i risultati delle misure “spot” e la conoscenza della suddetta variazione temporale delle correnti possono essere usati per determinare le induzioni magnetiche in funzione del tempo; • i dati registrati dovrebbero essere usati per calcolare e documentare la durata dei livelli di induzione magnetica nei diversi punti di misura e alle diverse frequenze…. • conviene fornire anche dei disegni delle aree in cui le misure sono eseguite, come parte della documentazione relativa ai risultati di misura. Le ubicazioni dei punti di misura dovrebbero essere chiaramente indicate, per es. con una “x” o un “•”. È meglio indicare anche costruttore dello strumento, modello dello strumento, numero di serie, incertezza di misura totale (fattore di copertura 2), data dell’ultima taratura o della verifica della taratura, data e ora delle misure, condizioni atmosferiche, persona o persone che hanno eseguito le misure. Fasce di rispetto per nuove costruzioni o per ristrutturazioni e/o ampliamenti di costruzioni esistenti (raggiungimento degli obiettivi di qualità) Il DPCM 08/07/03, a differenza di quello del 23/4/92, non contiene alcun valore di distanza dei fabbricati dagli elettrodotti (viene così a cadere la distanza di almeno 10 m dalle linee a tensione uguale o superiore a 132 kV e la contrastata distanza di 3,15 m delle cabine dai fabbricati). In realtà la metodologia di calcolo delle fasce dovranno essere stabilite (in relazione agli obiettivi di qualità),
Guida alla protezione dai campi elettromagnetici a bassa frequenza (seconda parte) 11 Le informazioni contenute nel presente documento sono tutelate dal diritto d’autore e possono essere usate solo in conformità alle norme vigenti. In particolare Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico si riserva tutti i diritti sulla scheda e su tutti i relativi contenuti. Il materiale e i contenuti presentati nel documento sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili. Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nel sito. dall’APAT in collaborazione con le ARPA, in tempi si spera abbastanza brevi. Per il momento, il DPCM prevede sostanzialmente questa procedura per le due situazioni possibili: • Nuova costruzione vicino ad elettrodotto esistente: le fasce di rispetto per il non superamento dell’obiettivo di qualità di 3 microtesla, devono essere determinate in base alla portata in corrente in servizio normale dell'elettrodotto, come definita dalla norma CEI 11-60 (sempre richiesta dalle ARPA) ed eventualmente in base alle misure effettuate in prossimità dell’elettrodotto; • Nuovo elettrodotto vicino a costruzioni esistenti: le fasce di rispetto per il non superamento dell’obiettivo di qualità di 3 microtesla, devono essere determinate in base alla portata in corrente in servizio normale dell'elettrodotto, come definita dalla norma CEI 11-60. In questo caso non è ovviamente possibile effettuare misure, mancando ancora la sorgente che genera campi elettromagnetici; Sul calcolo delle fasce di rispetto Capita piuttosto spesso che nuovi insediamenti abitativi, commerciali, industriali debbano essere costruiti od ampliati in prossimità di linee elettriche (accade anche il caso opposto, ma non tanto frequentemente). Prima che entrasse in vigore il decreto 8 luglio 2003 (in applicazione della legge quadro 36/01) erano fissate delle distanze precise delle linee elettriche dai fabbricati: almeno 28 m, 18 m e 10 m rispettivamente per le linee a 380 kV, 220 kV e 132 kV (DPCM 22/04/92). Dall’estate del 2003, queste distanze sono state abrogate senza essere sostituite con altre, ma prevedendo invece delle valutazioni mirate e personalizzate su ogni singolo caso. In sostanza ora occorre effettuare delle simulazioni attraverso calcoli, la cui metodologia dovrà essere stabilita (in relazione agli obiettivi di qualità), dall’APAT in collaborazione con le ARPA regionali (questo è ciò che prevede il DPCM 08/07/03). Poiché questa metodologia al momento non ha ancora visto la luce, il CEI ha tamponato la situazione, approntando un progetto di norma (C.932) che diventerà una guida per la determinazione delle fasce di rispetto per gli elettrodotti secondo le disposizioni del DPCM 08/07/03. Questa progetto, che riguarda le linee elettriche aeree ed in cavo, è in realtà solo la prima parte della guida, che considererà nella seconda parte anche le stazioni e le cabine elettriche (come si sa molto più difficilmente modellizzabili rispetto alle linee). In altre parole, la nuova guida si occupa di fornire indicazioni su come calcolare le distanze dagli elettrodotti affinché ci sia un valore di induzione magnetica inferiore ai 3 µT, che è l’obiettivo di qualità stabilito dal DPCM (ricordiamo che in alcune regioni, ad esempio l’Emilia-Romagna, sussistono tuttora leggi regionali che fissano questo obiettivo di qualità a 0,2 µT per le nuove costruzioni e a 0,5 µT per le ristrutturazioni). La guida introduce anche alcune formule per un calcolo approssimato, ma più veloce, delle fasce di rispetto: l’utilizzo di tali formule può essere molto utile nel caso in cui occorra capire in linea di massima, senza bisogno di effettuare un’analisi completa e approfondita, se un dato edificio progettato ad una certa distanza dalle linee elettriche, potrebbe rientrare nei limiti previsti. Successivamente, in sede di progetto definitivo si effettuerà il calcolo completo come previsto dalla norma CEI 211-4. Oltre ai richiami alle definizioni presenti nella legge 36/01 e nel DPCM 08/07/03 (elettrodotto, obiettivo di qualità, valore di attenzione, limite di esposizione), la guida introduce tre nuove definizioni funzionali alla ricerca delle fasce di rispetto: Figura 24 – A, B e C sono le posizioni di tre cavi di una linea, G è il loro baricentro dal quale si calcoleranno le distanze approssimate (C.932)
Guida alla protezione dai campi elettromagnetici a bassa frequenza (seconda parte) 12 Le informazioni contenute nel presente documento sono tutelate dal diritto d’autore e possono essere usate solo in conformità alle norme vigenti. In particolare Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico si riserva tutti i diritti sulla scheda e su tutti i relativi contenuti. Il materiale e i contenuti presentati nel documento sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili. Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nel sito. Asse della linea elettrica: piano verticale passante per i punti centrali delle basi dei due sostegni di estremità di ogni campata costituente la linea. In altre parole è il piano che passa per il conduttore centrale di una linea aerea disposta in piano, o di una terna di cavi interrati; Centro geometrico, o baricentro, dei conduttori: baricentro del triangolo determinato dalla intersezione di un piano perpendicolare ai tre (o più) conduttori della linea e avente come vertici i centri di tali conduttori (figura 24); Fascia di rispetto: spazio circostante i conduttori di una linea elettrica aerea, o in cavo interrato, che comprende tutti i punti, al di sopra e al di sotto del livello del suolo, caratterizzati da un’induzione magnetica di intensità maggiore o uguale ad un valore prefissato, in particolare all’obiettivo di qualità. In genere, sia nelle linee aeree che in quelle in cavo interrate, i conduttori si mantengono paralleli fra di loro. Questo facilita i calcoli e determina, come fascia di rispetto, un volume, centrato sul baricentro dei conduttori, che dipende dalla geometria della linea e dalla corrente che la attraversa (esempio in figura 25). Tale dati vanno richiesti agli enti gestori (Enel, Terna, GRTN, o RFI nel caso si tratti di linee per alimentazione ferroviaria) , i quali purtroppo non sono molto solleciti nell’inviarli. In alternativa è sempre possibile effettuare un rilievo topografico dell’elettrodotto (se aereo) e calcolare la portata in corrente in servizio normale dalla norma CEI 11-60, anche se comunque occorre sempre la conferma ufficiale del gestore sui dati utilizzati. Poiché le linee sono disposte secondo una catenaria, i corridoi che stabiliscono le fasce di rispetto non sono identici a metà campata (posizione dei conduttori più vicina al terreno) o vicino ai tralicci (posizione dei conduttori più lontana dal terreno). Infatti la curva che corrisponde al livello di 3 µT, delimita una striscia di terreno che presenta al suo interno non solo zone con induzione superiore ai 3 µT, ma anche zone (più estese vicino ai tralicci, meno a metà campata) con valori inferiori (figura 26). In base a queste considerazioni, il progetto di guida suggerisce un’analisi su due livelli: uno studio preliminare (più cautelativo) in cui far coincidere la “zona proibita” (rossa in figura 3) con la proiezione al suolo della fascia di rispetto, ma in questo modo si mangiano delle zone libere (verdi in figura 3) che potrebbero essere invece utilizzate perché interessate da valori di induzione inferiori ai 3 µT; uno studio successivo, più accurato, potrebbe invece delimitare in modo più preciso le zone “rosse”, onde evitare limiti ingiustificatamente penalizzanti per l’uso del territorio. A questo proposito si pone una domanda a cui nemmeno il progetto fornisce una risposta chiara: la fascia di rispetto di 3 µT va ovviamente rispettata nel caso si costruiscano ambienti abitativi, scuole, asili, aree giochi per l’infanzia e in genere luoghi adibiti a permanenze non inferiori a quattro ore giornaliere. Ma se la nuova costruzione è un magazzino, o un ripostiglio, o un garage, o una cantina, la fascia di rispetto rimane la medesima ? A noi parrebbe logico rispondere di no ed affermare che in questi casi l’unico valore da Figura 25 – Linea aerea a 380 kV a semplice terna percorsa da una corrente a 1500 A: esempio di linee isolivello dell’induzione magnetica in una sezione trasversale alla linea elettrica (C.932) Figura 26 – Fasce di rispetto, corridoi e aree all’esterno delle fasce di rispetto ma all’interno dei corridoi con valori di induzione magnetica inferiori all’obiettivo di qualità. Vista su un piano trasversale ai conduttori (C.932)
Guida alla protezione dai campi elettromagnetici a bassa frequenza (seconda parte) 13 Le informazioni contenute nel presente documento sono tutelate dal diritto d’autore e possono essere usate solo in conformità alle norme vigenti. In particolare Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico si riserva tutti i diritti sulla scheda e su tutti i relativi contenuti. Il materiale e i contenuti presentati nel documento sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili. Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nel sito. rispettare rimane il limite di esposizione di 100 µT, ma gradiremmo una conferma ufficiale. Calcolo delle fasce di rispetto in base al modello previsto dalla norma CEI 211-4 Per il calcolo accurato delle fasce di rispetto, occorre conoscere i seguenti dati: La portata in corrente in servizio normale (da richiedere all’ente gestore; indicazioni si possono trarre dalla norma CEI 11-60); Il numero e la tipologia (diametro, materiali) dei conduttori aerei o dei cavi interrati, oltre alla loro geometria; Le condizioni di fase relativa alle correnti nei conduttori; L’altezza dei conduttori all’attacco ai sostegni, la lunghezza della campata ed il parametro di posa della catenaria (allo scopo di definirne la geometria). Gli ultimi dati possono essere dedotti anche da una misura strumentale diretta, cioè rilievi topografici. Il modello di calcolo previsto dalla norma CEI 211-4 è quello previsto dalla legge di Biot e Savart, il quale prevede il calcolo dell’induzione magnetica su un piano trasversale alla linea (aerea o anche interrata), quindi un modello su due soli dimensioni. Tale modello prevede il calcolo dell’induzione magnetica di ciascun conduttore percorso da corrente e l’applicazione successiva della sovrapposizione degli effetti per determinare l’induzione magnetica totale. Le ipotesi su cui si fonda il calcolo sono che i conduttori siano considerati rettilinei, orizzontali, di lunghezza infinita e paralleli fra loro, che le correnti siano considerate concentrate negli assi centrali dei conduttori, che non vengono prese in considerazione le correnti indotte nelle funi di guardia (linee aeree) o negli schermi (linee in cavo interrato), e che il suolo sia perfettamente trasparente dal punto di vista magnetico. Le formule da utilizzare sono indicate, per i due tipi di elettrodotto, in figura 27. Una volta ottenute le componenti sul piano Bx e By (il modello è, come detto, bidimensionale e quindi la componente Bz è nulla), si applica la seguente formula per determinare l’induzione magnetica complessiva: B = 2 2 2 Bz By Bx + + Per i calcoli ci si appoggia normalmente a software in grado di applicare rapidamente le formule ed eventualmente anche di visualizzarne graficamente il risultato. Calcolo delle fasce di rispetto in base ad un modello approssimato Figura 27 – Formule per la determinazione delle componenti sugli assi dell’induzione magnetica B (C.932)
Guida alla protezione dai campi elettromagnetici a bassa frequenza (seconda parte) 14 Le informazioni contenute nel presente documento sono tutelate dal diritto d’autore e possono essere usate solo in conformità alle norme vigenti. In particolare Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico si riserva tutti i diritti sulla scheda e su tutti i relativi contenuti. Il materiale e i contenuti presentati nel documento sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili. Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nel sito. Il progetto di guida propone una serie di formule analitiche approssimate, applicabili senza l’uso di software, che permettono il calcolo immediato dell’induzione magnetica ad una data distanza dal baricentro dei conduttori della linea elettrica. Risultano formule molto utili per effettuare analisi approssimate (ma piuttosto precise) e soprattutto immediate delle fasce di rispetto. Tali formule, a causa della loro origine, hanno una validità tanto maggiore quanto più è elevata la distanza dai conduttori. Per le linee aeree vengono presi in considerazione quattro casi con relativi esempi: 1. Linea aerea trifase a semplice terna con conduttori disposti in piano o in verticale. La formula da applicare è la seguente: 3 2 , 0 2 ⋅ ⋅ ⋅ = R I P B [µT] dove P [m] è la distanza fra i conduttori adiacenti (in caso di distanze differenti, P diventa la media delle distanze fra i conduttori esterni e quello centrale), I [A] è la corrente, simmetrica ed equilibrata, che attraversa i conduttori, R [m] è la distanza dal baricentro dei conduttori alla quale calcolare l’induzione magnetica B (la formula è valida per R P). Rovesciando la logica, è anche possibile calcolare la distanza R’ dal baricentro dei conduttori, alla quale l’induzione magnetica si riduce al valore dell’obiettivo di qualità di 3 µT: I P R ⋅ ⋅ = 34 , 0 ' [m] L’esempio che viene riportato nella guida è quello di un elettrodotto a 380 kV con fascio trinato di diametro 31,5 mm (la corrente utilizzata per l’esempio risulta pari 3x985 = 2955 A, dove 985 A è la corrente del singolo conduttore del fascio indicata dalla norma CEI 11-60 per una zona in Italia centrale nel periodo invernale). In figura 28 viene confrontata la circonferenza di raggio R’ rappresentante la fascia di rispetto a induzione B = 3 µT calcolata con la formula approssimata, con la analoga circonferenza calcolata con il metodo della norma CEI 211-4: come si nota, la differenza fra le due soluzioni, indicata in colore giallo, è minima (1,3% in corrispondenza del piano orizzontale passante per il baricentro). 2. Linea aerea trifase a semplice terna con conduttori disposti a triangolo. La formula da applicare è la seguente: Figura 28 – Confronto fra la fascia di rispetto 3 µT ottenuta con il metodo normalizzato (CEI 211-4) ed il metodo analitico approssimato: la differenza, in colore giallo, è minima. Linea con conduttori in piano a 380 kV, I = 2955 A, Pmedia = 7,4 m, R’ = 50,3 m (C.932)
Guida alla protezione dai campi elettromagnetici a bassa frequenza (seconda parte) 15 Le informazioni contenute nel presente documento sono tutelate dal diritto d’autore e possono essere usate solo in conformità alle norme vigenti. In particolare Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico si riserva tutti i diritti sulla scheda e su tutti i relativi contenuti. Il materiale e i contenuti presentati nel documento sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili. Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nel sito. 6 1 , 0 2 ⋅ ⋅ ⋅ = R I P B [µT] dove P [m] è la distanza fra i conduttori disposti ai vertici di un triangolo equilatero (in caso di distanze differenti, P diventa la media delle distanze fra i tre conduttori), I [A] è la corrente, simmetrica ed equilibrata, che attraversa i conduttori, R [m] è la distanza dal baricentro dei conduttori alla quale calcolare l’induzione magnetica B (la formula è valida per R P). Rovesciando la logica, è anche possibile calcolare la distanza R’ dal baricentro dei conduttori, alla quale l’induzione magnetica si riduce al valore dell’obiettivo di qualità di 3 µT: I P R ⋅ ⋅ = 286 , 0 ' [m] L’esempio che viene riportato nella guida è quello di un elettrodotto a 132 kV con conduttore singolo di diametro 31,5 mm (la corrente utilizzata per l’esempio risulta pari 870 A, corrente del conduttore di riferimento indicata dalla norma CEI 11-60 per una zona in Italia centrale nel periodo invernale). In figura 29 viene confrontata la circonferenza di raggio R’ rappresentante la fascia di rispetto a induzione B = 3 µT calcolata con la formula approssimata, con la analoga circonferenza calcolata con il metodo della norma CEI 211-4: come si nota, la differenza fra le due soluzioni, indicata in colore giallo, è minima anche se superiore al caso precedente (4,5% in corrispondenza del piano orizzontale passante per il baricentro). 3. Linea aerea trifase a doppia terna con fasi omologhe affacciate (configurazione simmetrica: terna non ottimizzata). La formula da applicare è la seguente: 3 2 , 0 ) ' ( 2 ⋅ ⋅ + ⋅ = I I R S B [µT] dove S e W [m] sono le distanze rispettivamente fra i conduttori e le terne (vedi figura 30) (in caso di distanze differenti, S e W diventano rispettivamente la media delle distanze fra i tre conduttori e la media delle distanze fra i conduttori omologhi delle due terne), I e I’ [A] sono le correnti che attraversano i conduttori delle due terne, R [m] è la distanza dal baricentro dei conduttori alla quale calcolare l’induzione magnetica B (la formula è valida per R S,W). Figura 29 – Confronto fra la fascia di rispetto 3 µT ottenuta con il metodo normalizzato (CEI 211-4) ed il metodo analitico approssimato: la differenza, in colore giallo, è minima. Linea con conduttori a triangolo a 132 kV, I = 870 A, Pmedia = 5,7 m, R’ = 20,1 m (C.932)
Guida alla protezione dai campi elettromagnetici a bassa frequenza (seconda parte) 16 Le informazioni contenute nel presente documento sono tutelate dal diritto d’autore e possono essere usate solo in conformità alle norme vigenti. In particolare Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico si riserva tutti i diritti sulla scheda e su tutti i relativi contenuti. Il materiale e i contenuti presentati nel documento sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili. Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nel sito. Rovesciando la logica, è anche possibile calcolare la distanza R’ dal baricentro dei conduttori, alla quale l’induzione magnetica si riduce al valore dell’obiettivo di qualità di 3 µT: ) ' ( 12 , 0 ' I I S R + ⋅ ⋅ = [m] Nel caso di correnti discordi con I’ = -I, vale invece la seguente relazione: 3 4 , 0 3 ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = R I W S B [µT] L’esempio che viene riportato nella guida è quello di un elettrodotto a 380 kV con fascio trinato di diametro 31,5 mm (la corrente utilizzata per l’esempio risulta pari 3x985 = 2955 A, dove 985 A è la corrente del singolo conduttore del fascio indicata dalla norma CEI 11-60 per una zona in Italia centrale nel periodo invernale). In figura 31 viene confrontata la circonferenza di raggio R’ rappresentante la fascia di rispetto a induzione B = 3 µT calcolata con la formula approssimata, con la analoga circonferenza calcolata con il metodo della norma CEI 211-4: come si nota, la differenza fra le due soluzioni, indicata in colore giallo, è minima (circa 0,3% in corrispondenza della differenza massima). 4. Linea aerea trifase a doppia terna con fasi omologhe trasposte (configurazione antisimmetrica: terna ottimizzata). La formula da applicare nel caso generico in cui I è diverso da I’, è la seguente: Figura 30 – Doppia terna con fasi affacciate (terna non ottimizzata) (C.932) Figura 31 – Confronto fra la fascia di rispetto 3 µT ottenuta con il metodo normalizzato (CEI 211-4) ed il metodo analitico approssimato: la differenza, in colore giallo, è minima. Linea a doppia terna a 380 kV con fasi affacciate, I = 2955 A, Smedia = 8,6 m, R’ = 76,6 m (C.932)
Guida alla protezione dai campi elettromagnetici a bassa frequenza (seconda parte) 17 Le informazioni contenute nel presente documento sono tutelate dal diritto d’autore e possono essere usate solo in conformità alle norme vigenti. In particolare Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico si riserva tutti i diritti sulla scheda e su tutti i relativi contenuti. Il materiale e i contenuti presentati nel documento sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili. Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nel sito. 3 2 , 0 ' 2 ⋅ ⋅ − ⋅ = I I R S B [µT] dove S e W [m] sono le distanze rispettivamente fra i conduttori e le terne (vedi figura 32) (in caso di distanze differenti, S e W diventano rispettivamente la media delle distanze fra i tre conduttori e la media delle distanze fra i conduttori omologhi delle due terne), I e I’ [A] sono le correnti che attraversano i conduttori delle due terne, R [m] è la distanza dal baricentro dei conduttori alla quale calcolare l’induzione magnetica B (la formula è valida per R S,W). Rovesciando la logica, è anche possibile calcolare la distanza R’ dal baricentro dei conduttori, alla quale l’induzione magnetica si riduce al valore dell’obiettivo di qualità di 3 µT: ' 12 , 0 ' I I S R − ⋅ ⋅ = [m] Nel caso particolare in cui I = I’, valgono invece le seguenti relazioni: I R W S S B ⋅ ⋅ ⋅ + ⋅ = 4 , 0 3 3 2 2 [µT] 3 2 2 3 13 , 0 ' W S S I R ⋅ + ⋅ ⋅ ⋅ = [m] Questo quarto caso di linea aerea simula anche il caso nel quale, in una linea a semplice terna le fasi vengono sdoppiate e trasposte allo scopo di ottenere una riduzione del campo magnetico generato: in tale situazione le formule restano applicabili a patto di sostituire alla due correnti il valore I/2 della semplice terna. L’esempio che viene riportato nella guida è quello di un elettrodotto a 380 kV con fascio trinato di diametro 31,5 mm (la corrente utilizzata per l’esempio risulta pari 3x985 = 2955 A, dove 985 A è la corrente del singolo conduttore del fascio indicata dalla norma CEI 11-60 per una zona in Italia centrale nel periodo invernale). In figura 33 viene confrontata la circonferenza di raggio R’ rappresentante la fascia di rispetto a induzione B = 3 µT calcolata con la formula approssimata, con la analoga circonferenza calcolata con il metodo della norma CEI 211-4: come si nota, la differenza fra le due soluzioni, indicata in colore giallo, è minima (circa 0,5% in corrispondenza della differenza massima). Va segnalata la riduzione della fascia di rispetto in questo caso (da 76,6 m a 42 m), paragonato al precedente, a parità di condizioni, a causa della semplice trasposizione delle fasi. Figura 32 – Doppia terna con fasi trasposte (terna ottimizzata) (C.932) Figura 33 – Confronto fra la fascia di rispetto 3 µT ottenuta con il metodo normalizzato (CEI 211-4) ed il metodo analitico approssimato: la differenza, in colore giallo, è minima. (C.932) Linea a doppia terna a 380 kV con fasi trasposte, I = 2955 A, Smedia = 8,6 m, Wmedia = 11,63 m, R’ = 42 m
Guida alla protezione dai campi elettromagnetici a bassa frequenza (seconda parte) 18 Le informazioni contenute nel presente documento sono tutelate dal diritto d’autore e possono essere usate solo in conformità alle norme vigenti. In particolare Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico si riserva tutti i diritti sulla scheda e su tutti i relativi contenuti. Il materiale e i contenuti presentati nel documento sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili. Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nel sito. La guida non prende invece in considerazione il caso di linea a doppia terna nella quale le due terne sono indipendenti e sono quindi effettivamente due linee diverse con correnti circolanti non correlate tra loro (capita spesso, ad esempio, di avere i tralicci di una linea che sostengono su un lato una linea a 132 kV e sull’altro lato una linea a 220 kV). In questo caso le correnti risultano sfasate tra loro, oltre che differenti in modulo, di un angolo generalmente variabile (ricordiamo che l’angolo di sfasamento della corrente di una singola linea dipende dal rapporto tra la potenza attiva e la potenza reattiva circolante, il quale può variare in modo non facilmente prevedibile). In tale situazione la disposizione delle fasi antisimmetrica non è più necessariamente la configurazione ottimale. Solamente la conoscenza degli effettivi flussi di potenza circolanti permette di identificare i possibili campi di variazione delle correnti (in intensità e fase). Lo sfasamento fra le rispettive correnti di linea (che deve necessariamente essere fissato per poter effettuare i calcoli) può pesare in maniera determinante nella combinazione dei contributi delle singole linee, per cui una corretta valutazione dei livelli di campo necessita una preventiva analisi dei flussi di potenza normalmente circolanti nelle linee inducenti (se, ad esempio, i flussi di potenza nelle due teme fossero discordi, le rispettive correnti risulterebbero in opposizione di fase ed è facile dimostrare che la configurazione ottimale sarebbe quella simmetrica). Per le linee in cavo interrato vengono presi in considerazione tre casi con relativi esempi. Prima di vederli, occorre ricordare le differenze principali rispetto alle linee aeree, che sono sostanzialmente due: primo, i cavi non formano una catenaria, ma si mantengono sempre paralleli alla superficie del terreno, secondo le distanze fra i conduttori sono molto inferiori il che implica distanze di rispetto molto più contenute rispetto alle situazioni delle linee aeree. Le situazioni più comuni di posa trattano cavi unipolari, in piano o a triangolo, nel caso AT ad una profondità di circa 1,2 – 1,8 m con distanza fra i cavi di circa 0,15 – 0,25 m, mentre nel caso MT ad una profondità di circa 0,8 - 1,2 m con distanza fra i cavi di circa 0,10 m. 1. Linea in cavo interrato con cavi unipolari posati in piano. La formula da applicare può essere la stessa utilizzata per le linee aeree in piano: 3 2 , 0 2 ⋅ ⋅ ⋅ = R I P B [µT] dove P [m] è la distanza fra i conduttori adiacenti (in caso di distanze differenti, P diventa la media delle distanze fra i conduttori esterni e quello centrale), I [A] è la corrente, simmetrica ed equilibrata, che attraversa i conduttori, R [m] è la distanza dal baricentro dei conduttori alla quale calcolare l’induzione magnetica B (la formula è valida per R P). Rovesciando la logica, è anche possibile calcolare la distanza R’ dal baricentro dei conduttori, alla quale l’induzione magnetica si riduce al valore dell’obiettivo di qualità di 3 µT: I P R ⋅ ⋅ = 34 , 0 ' [m] Invece della distanza dal baricentro può essere interessante conoscere la distanza dall’asse della linea a livello del suolo (h=0) R0 (figura 34), oltre la quale l’induzione magnetica scende al di sotto dell’obiettivo di qualità di 3 µT (d è la profondità di posa): 2 0 115 , 0 d I P R − ⋅ ⋅ = [m] Figura 34 – Schema e distanze di cavi interrati posati in piano (C.932)
Guida alla protezione dai campi elettromagnetici a bassa frequenza (seconda parte) 19 Le informazioni contenute nel presente documento sono tutelate dal diritto d’autore e possono essere usate solo in conformità alle norme vigenti. In particolare Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico si riserva tutti i diritti sulla scheda e su tutti i relativi contenuti. Il materiale e i contenuti presentati nel documento sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili. Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nel sito. 2. Linea in cavo interrato con cavi unipolari posati a trifoglio. La formula da applicare può essere la stessa utilizzata per le linee aeree con conduttori a triangolo: 6 1 , 0 2 ⋅ ⋅ ⋅ = R I P B [µT] dove P [m] è la distanza fra i conduttori disposti ai vertici di un triangolo (in caso di distanze differenti, P diventa la media delle distanze fra i tre conduttori), I [A] è la corrente, simmetrica ed equilibrata, che attraversa i conduttori, R [m] è la distanza dal baricentro dei conduttori alla quale calcolare l’induzione magnetica B (la formula è valida per R P). Rovesciando la logica, è anche possibile calcolare la distanza R’ dal baricentro dei conduttori, alla quale l’induzione magnetica si riduce al valore dell’obiettivo di qualità di 3 µT: I P R ⋅ ⋅ = 286 , 0 ' [m] Invece della distanza dal baricentro può essere interessante conoscere la distanza dall’asse della linea a livello del suolo (h=0) R0 (figura 35), oltre la quale l’induzione magnetica scende al di sotto dell’obiettivo di qualità di 3 µT (d è la profondità di posa): 2 0 082 , 0 d I P R − ⋅ ⋅ = [m] Dagli esempi riportati nel progetto di guida si nota innanzitutto che le fasce di rispetto nel caso delle linee interrate sono più contenute rispetto a quelle che si ottengono con le linee aeree a parità di corrente: questo a causa della minore distanza fra i conduttori; gli esempi inoltre confermano la validità delle formule approssimate, che causano un errore veramente minimo rispetto al metodo accurato dettato dalla norma CEI 211-4. 3. Linea in cavo interrato a doppia terna. Per questa tipologia di posa non vengono fornite formule approssimate, ritenendole non sufficientemente affidabili o comunque troppo complicate essendo molte le variabili geometriche ed elettriche che entrano in gioco. Viene consigliato di ricorrere esclusivamente al modello standardizzato previsto dalla CEI 211-4. E’ comunque altamente interessante il confronto grafico (figura 36) che viene presentato tra le soluzione delle due terne posate in piano (accostate o ad una certa distanza fra loro) oppure a trifoglio (sempre con le due modalità: accostate o ad una certa distanza fra loro): ne esce vincente la soluzione in piano con le terne a contatto. Figura 35 – Schema e distanze di cavi interrati posati a trifoglio (C.932)
Guida alla protezione dai campi elettromagnetici a bassa frequenza (seconda parte) 20 Le informazioni contenute nel presente documento sono tutelate dal diritto d’autore e possono essere usate solo in conformità alle norme vigenti. In particolare Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico si riserva tutti i diritti sulla scheda e su tutti i relativi contenuti. Il materiale e i contenuti presentati nel documento sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili. Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nel sito. Calcolo delle fasce di rispetto per linee MT e BT per cavi cordati (aerei e sotterranei) In questo caso la ridotta distanza tra i conduttori e la continua trasposizione delle fasi fornita dalla cordatura (ricordiamo che linee con le fasi trasposte, cioè ottimizzate, abbattono il campo magnetico), fa sì che l’obiettivo di qualità di 3 µT venga raggiunto a distanze brevissime (0,5 – 0,8 m) dall’asse del cavo (vedi figure 37 e 38). Questo comporta che il calcolo delle fasce di rispetto in questi casi sia del tutto superfluo, essendo rispettati i limiti in qualsiasi applicazione di carattere pratico, anche perché le distanze dal terreno e dai fabbricati delle linee aeree, previste dal rispetto del DM 16/01/91, garantiscono automaticamente il conseguimento dell’obiettivo di qualità di 3 µT. A titolo di conferma vediamo gli esempi riportati nella guida. Figura 36 – Confronto fra i profili laterali dell’induzione magnetica a 1 m da terra di due terne posate rispettivamente a trifoglio e in piano, I = 1000 A, profondità di posa 1,2 m, diametro cavi 100 mm (C.932) Figura 37 – Curve isolivello dell’induzione magnetica per cavi cordati ad elica BT (in rosso la fascia “proibita” con valori superiori ai 3 µT) a) Cavo BT sotterraneo 3x240 + 150 XLPE Al. I=425 Ab b) Cavo BT aereo 3x70 + 54,6N XLPE Al. I=180 A (C.932)
Guida alla protezione dai campi elettromagnetici a bassa frequenza (seconda parte) 21 Le informazioni contenute nel presente documento sono tutelate dal diritto d’autore e possono essere usate solo in conformità alle norme vigenti. In particolare Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico si riserva tutti i diritti sulla scheda e su tutti i relativi contenuti. Il materiale e i contenuti presentati nel documento sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili. Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nel sito. Linee MT e BT in cavo cordato ad elica aereo Le linee in cavo aeree, sia MT che BT, devono soddisfare all’articolo 2.1.05 del DM 16/01/91, il quale prevede per le linee in cavo aeree di qualsiasi classe una distanza verticale dal terreno di almeno 5 m. Considerando ciò che emerge dall’analisi delle figure 37 b) e 38 b), dalle quali emerge che la fascia di rispetto non va oltre gli 0,5 m, è facile concludere che il calcolo diventa inutile. Situazione analoga la si ritrova sui cavi aerei BT per allacciamento clienti (tipo 4x10 mm2 Cu/60 A e 2x10mm2 Cu/65 A), che, in alcuni casi, sono posati direttamente sulle pareti dell’edificio; per questa situazione il DM 16/01/91 non richiede alcuna distanza (art. 2.1.08), ma considerando che le correnti che attraversano normalmente questi cavi provocano un’ induzione magnetica inferiore a 3 µT già a 0,12 m dall’asse del cavo, si può tranquillamente affermare che il problema non esiste. Linee MT e BT in cavo cordato ad elica sotterraneo Poiché la profondità di interramento dei cavi, sia MT che BT, si attesta intorno agli 0,8 m, si evince dall’analisi delle figure 37 a) e 38 a) che già a livello del suolo viene rispettato il limite dei 3 µT. Anche qui si può affermare con sufficiente tranquillità che l’obiettivo di qualità è rispettato in qualunque situazione. Situazioni particolari Può accadere che una zona sia interessata dalla presenza contemporanea di più elettrodotti che magari si intersecano fra di loro. Qui purtroppo non è più applicabile il modello bidimensionale legato alla legge di Biot e Savart, previsto dalla norma CEI 211-4, ma occorre appoggiarsi a modelli di calcolo tridimensionali. Di questo si occuperà la seconda parte della guida insieme a geometrie altrettanto complesse quali le stazioni e cabine elettriche. Un altro caso particolare è quello in cui siano state messe in atto delle azioni per ridurre l’emissione magnetica (ad esempio mediante schermi). Anche qui non sono applicabili le formule e i modelli di calcolo visti. Figura 38 – Curve isolivello dell’induzione magnetica per cavi cordati ad elica MT (in rosso la fascia “proibita” con valori superiori ai 3 µT) Cavo MT sotterraneo 3x(1x185) EPR Al. I=360 A Cavo MT aereo 3x150 + 50Y XLPE Al. I=340 A (C.932)
Guida alla protezione dai campi elettromagnetici a bassa frequenza (seconda parte) 22 Le informazioni contenute nel presente documento sono tutelate dal diritto d’autore e possono essere usate solo in conformità alle norme vigenti. In particolare Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico si riserva tutti i diritti sulla scheda e su tutti i relativi contenuti. Il materiale e i contenuti presentati nel documento sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili. Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nel sito. Direttiva 2004/40/CE L’articolo 2 della legge 36/01, prevedeva che “I limiti di esposizione, i valori di attenzione e gli obiettivi di qualità, le tecniche di misurazione e rilevamento dell’inquinamento elettromagnetico e i parametri per la previsione di fasce di rispetto per gli elettrodotti” fossero stabiliti “per i lavoratori e le lavoratrici, ferme restando le disposizioni previste dal decreto legislativo 19 settembre 1994, n. 626, e successive modificazioni, con decreto del Presidente del Consiglio dei ministri, su proposta del Ministro della sanità, sentiti i Ministri dell’ambiente e del lavoro e della previdenza sociale, il Comitato di cui all’articolo 6 e le competenti Commissioni parlamentari, previa intesa in sede di Conferenza unificata. Il medesimo decreto disciplina, altresì, il regime di sorveglianza medica sulle lavoratrici e sui lavoratori professionalmente esposti”. Di fatto, questo decreto non ha ancora visto la luce e tutto lascia supporre che la sua pubblicazione coinciderà con il recepimento della direttiva 2004/40/CE che nel frattempo è stata emanata dal Parlamento Europeo. Tale recepimento deve avvenire entro il 30 aprile 2008. E’ a questa direttiva che occorre guardare quindi per avere delle linee guida riguardo alla limitazione dell’esposizione a campi elettrici, magnetici e elettromagnetici nei luoghi di lavoro. Il 30 aprile 2004 infatti, (con rettifica del 24 maggio) è stata pubblicata la direttiva 2004/40/CE riguardante i rischi per la salute e la sicurezza dovuti agli effetti nocivi a breve termine conosciuti nel corpo umano derivanti dalla circolazione di correnti indotte e dall'assorbimento di energia, nonché da correnti di contatto, mentre non riguarda gli effetti a lungo termine, come invece viene preso in considerazione dalla legislazione nazionale, Legge 36/2001 e DPCM 8 luglio 2003. Infatti, per l’Unione europea mancano dati scientifici conclusivi che comprovino un nesso di causalità tra l'esposizione nel tempo ai campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici e possibili effetti cancerogeni. Occorre premettere un’altra importante considerazione (sulla differenza di valori di esposizione fra popolazione e lavoratori) che prendiamo in prestito dalle linee guida ICNIRP (documento che ha ispirato la direttiva): “La popolazione esposta per motivi professionali è formata da adulti che sono generalmente esposti in condizioni note e sono informati e consapevoli dei potenziali rischi e delle opportune precauzioni da adottare. Al contrario, il pubblico generico comprende individui di tutte le età e con diverso stato di salute, e può includere gruppi di persone particolarmente sensibili. In molti casi, i membri del pubblico non sono consapevoli della loro esposizione ai campi elettromagnetici. Inoltre, non ci si può ragionevolmente attendere che i singoli individui della popolazione adottino misure per minimizzare o per evitare l’esposizione. Sono queste le considerazioni alla base dell’adozione di limitazioni più restrittive per l’esposizione del pubblico rispetto a quella dovuta a motivi professionali”. Torniamo alla direttiva (numero 18 come ordine a entrare a far parte del calderone della più generale direttiva 89/391/CEE, cioè il Dlgs 626/94), che stabilisce prescrizioni minime di protezione dei lavoratori contro i rischi per la loro salute e sicurezza che derivano, o possono derivare, dall'esposizione ai campi elettromagnetici (da 0 Hz a 300 GHz) durante il lavoro. La direttiva assume le seguenti definizioni: • Campi elettromagnetici: campi magnetici statici e campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici variabili nel tempo di frequenza inferiore o pari a 300 GHz; • Valori limite di esposizione: limiti di esposizione a campi elettromagnetici che sono basati direttamente sugli effetti sulla salute accertati e su considerazioni biologiche. Il rispetto di questi limiti garantisce che i lavoratori esposti ai campi elettromagnetici sono protetti contro tutti gli effetti nocivi per la salute conosciuti (vedi tabella 8, limitatamente alle basse frequenze); • Valori di azione: l'entità dei parametri direttamente misurabili, espressi in termini di intensità di campo elettrico (E), intensità di campo magnetico (H), induzione magnetica (B) e densità di potenza (S) che determina l'obbligo di adottare una o più delle misure specificate nella presente direttiva. Il rispetto di questi valori assicura il rispetto dei pertinenti valori limite di esposizione (vedi tabella 9, limitatamente alle basse frequenze). In pratica sono questi i valori da misurare;
Guida alla protezione dai campi elettromagnetici a bassa frequenza (seconda parte) 23 Le informazioni contenute nel presente documento sono tutelate dal diritto d’autore e possono essere usate solo in conformità alle norme vigenti. In particolare Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico si riserva tutti i diritti sulla scheda e su tutti i relativi contenuti. Il materiale e i contenuti presentati nel documento sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili. Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nel sito. Finché il CENELEC non emanerà norme europee standardizzate, ogni stato membro potrà utilizzare norme e/o orientamenti nazionali scientificamente fondati, ai fini della valutazione, della misurazione e/o del calcolo dell’esposizione dei lavoratori ai campi elettromagnetici. Gli obblighi imposti dalla direttiva ai datori di lavoro, sono i seguenti: Valutazione dei rischi 1. Il datore di lavoro deve valutare e, se è il caso, misurare e/o calcolare i livelli dei campi elettromagnetici ai quali sono soggetti i lavoratori. La valutazione, la misurazione e il calcolo possono essere effettuati in base alle suddette norme nazionali, finché il CENELEC non ne armonizzerà i contenuti a livello europeo. Se è possibile, si può tenere conto dei livelli di emissione indicati dai fabbricanti delle apparecchiature; Gamma di frequenza Densità di corrente per capo e tronco J (mA/m2) (rms) 0-1 Hz 40 1-4 Hz 40/f 4 - 1000 Hz 10 1000 Hz - 100 kHz f/100 100 kHz – 10 MHz f/100 Tabella 8 - Valori limite di esposizione (f è la frequenza in Hertz) 2. Sulla base della valutazione dei livelli dei campi elettromagnetici effettuata, una volta che siano superati i valori di azione, il datore di lavoro valuta e, se è il caso, calcola se i valori limite di esposizione sono stati superati; 3. Se il luogo di lavoro è accessibile al pubblico ed in esso si è già proceduto ad una valutazione (conformemente alle disposizioni della Raccomandazione del Consiglio 1999/519/CE) relativa alla limitazione dell'esposizione della popolazione ai campi elettromagnetici, allora il datore di lavoro può non effettuare le valutazioni dei punti 1 e 2, a patto che le restrizioni previste per la popolazione siano rispettate anche per i lavoratori. 4. La valutazione, la misurazione e/o i calcoli di cui ai punti 1 e 2 devono essere programmate ed effettuate da persone competenti a intervalli idonei. I dati ottenuti dalla valutazione, misurazione e/o calcolo del livello di esposizione devono essere conservati per consentirne la successiva consultazione. 5. Nel valutare i rischi, il datore di lavoro deve prestare particolare attenzione ai seguenti elementi: a. il livello, lo spettro di frequenza, la durata e il tipo dell'esposizione; b. i valori limite di esposizione e i valori di azione; c. tutti gli effetti sulla salute e sulla sicurezza dei lavoratori particolarmente a rischio; d. qualsiasi effetto indiretto dei campi elettromagnetici, come ad esempio: • interferenza con attrezzature e dispositivi medici elettronici (compresi stimolatori cardiaci e altri dispositivi impiantati); • rischio propulsivo di oggetti ferromagnetici in campi magnetici statici con densità di flusso magnetico superiore a 3 mT; • innesco di dispositivi elettro-esplosivi (detonatori); • incendi ed esplosioni dovuti all'accensione di materiali infiammabili a sua volta provocata da scintille prodotte da campi indotti, correnti di contatto o scariche elettriche. e. l'esistenza di attrezzature di lavoro alternative progettate per ridurre i livelli di esposizione ai campi elettromagnetici; f. fonti multiple di esposizione; g. esposizione simultanea a campi di frequenza diversa
Guida alla protezione dai campi elettromagnetici a bassa frequenza (seconda parte) 24 Le informazioni contenute nel presente documento sono tutelate dal diritto d’autore e possono essere usate solo in conformità alle norme vigenti. In particolare Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico si riserva tutti i diritti sulla scheda e su tutti i relativi contenuti. Il materiale e i contenuti presentati nel documento sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili. Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nel sito. 6. Il datore di lavoro che deve essere in possesso di una valutazione dei rischi in base al Dlgs 626/94 (direttiva 89/391/CEE) può includere all’interno del documento una giustificazione secondo cui la natura e l'entità dei rischi connessi con i campi elettromagnetici non rendono necessaria una valutazione dei rischi più dettagliata. E’ importante però che la valutazione dei rischi sia regolarmente aggiornata, in particolare se vi sono stati notevoli mutamenti che potrebbero averla resa superata, oppure quando i risultati della sorveglianza sanitaria lo rendano necessari. Disposizioni miranti ad eliminare o a ridurre i rischi 1. I rischi derivanti dall'esposizione ai campi elettromagnetici devono essere eliminati alla fonte o ridotti al minimo; 2. Sulla base della valutazione dei rischi, se sono superati i valori di azione si calcolano i valori limite di esposizione. Se sono superati anche questi, occorre allora definire e attuare un programma d'azione che comprenda misure tecniche e/o organizzative intese a prevenire l'esposizione che supera i valori limite e che tenga conto in particolare: a. di altri metodi di lavoro che implicano una minore esposizione ai campi elettromagnetici; b. della scelta di attrezzature che emettano meno campi magnetici; c. delle misure tecniche per ridurre l'emissione dei campi elettromagnetici (uso di dispositivi di sicurezza, schermatura o analoghi meccanismi di protezione della salute); d. di una adeguata progettazione e manutenzione del luogo di lavoro e delle postazioni di lavoro; e. della limitazione della durata e dell'intensità dell'esposizione; f. della disponibilità di attrezzature adeguate per la protezione personale. 3. I luoghi di lavoro in cui i lavoratori possono essere esposti a campi elettromagnetici che superino i valori che fanno scattare l'azione devono essere indicati con un'apposita segnalazione a norma della direttiva 92/58/CEE (Dlgs 493/96), a meno che la valutazione dei rischi effettuata, mostri che i valori limite di esposizione non sono superati e che possono essere esclusi i rischi relativi alla sicurezza. Nelle zone nelle quali vi sia un rischio di superamento dei valori limite di esposizione, l’accesso deve essere limitato. 4. In nessun caso i lavoratori devono essere esposti a valori superiori al valore limite di esposizione. Quando, nonostante i provvedimenti presi, i valori limite di esposizione sono superati, il datore di lavoro deve adottare misure immediate per riportare l'esposizione al di sotto dei valori limite di esposizione; Gamma di frequenza Intensità di campo elettrico E (V/m) Induzione magnetica B (µT) 0-1 Hz - 2 x 105 1-8 Hz 20.000 2 x 105/f2 8 - 25 Hz 20.000 2,5 x 104 /f 0,025 - 0.82 kHz 500/f 25/f 0,82 – 65 kHz 610 30,7 65 - 100 kHz 610 2000/f 0,1 - 1 MHz 610 2/f 1 – 10 MHz 610/f 2/f Tabella 9 - Valori di azione (f è la frequenza nella unità indicata nella colonna relativa alla gamma di frequenza) (Nel caso di frequenza 50 Hz, i valori sono 500/f = 10000 V/m per il campo elettrico e 25/f = 500 µT per l’induzione magnetica)
Guida alla protezione dai campi elettromagnetici a bassa frequenza (seconda parte) 25 Le informazioni contenute nel presente documento sono tutelate dal diritto d’autore e possono essere usate solo in conformità alle norme vigenti. In particolare Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico si riserva tutti i diritti sulla scheda e su tutti i relativi contenuti. Il materiale e i contenuti presentati nel documento sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili. Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nel sito. Informazione e formazione dei lavoratori 1. Il datore di lavoro garantisce che i lavoratori esposti a rischi derivanti da campi elettromagnetici sul luogo di lavoro ricevano le informazioni necessarie e una formazione in relazione al risultato della valutazione dei rischi con particolare riguardo: a) alle misure adottate in applicazione della direttiva; b) al significato dei valori limite di esposizione e dei valori di azione nonché ai potenziali rischi associati; c) ai risultati delle valutazioni, misurazioni e/o calcolo dei livelli di esposizione ai campi elettromagnetici effettuate; d) alle modalità per individuare e segnalare gli effetti negativi dell'esposizione per la salute; e) alle circostanze nelle quali i lavoratori hanno diritto a una sorveglianza sanitaria; f) alle procedure di lavoro sicure per ridurre al minimo i rischi derivanti dall'esposizione. Ogni cinque anni gli stati membri devono presentare alla Commissione europea una relazione sull'applicazione pratica della direttiva, indicando le considerazioni espresse dalle parti sociali. Entro lo stesso intervallo di tempo di cinque anni, il Consiglio europeo valuta eventuali nuove conoscenze relative ai campi elettromagnetici, allo scopo di modificare i valori limite di esposizione e i valori di azione. Il recepimento della direttiva deve avvenire nel proprio ordinamento legislativo entro il 30 aprile 2008 (cioè entro 4 anni dalla data di pubblicazione sulla Gazzetta Ufficiale). Considerazioni finali sull’esposizione dei lavoratori Esiste un problema di fondo sulla definizione di lavoratori “professionalmente esposti ai campi elettromagnetici”. La legge 36/01 fornisce una definizione generica di esposizione dei lavoratori, come “ogni tipo di esposizione dei lavoratori e delle lavoratrici che, per la loro specifica attività lavorativa, sono esposti a campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici”, mentre la direttiva 2004/40/CE non ne fornisce nessuna. L’assenza di una chiara definizione, lascia aperte due interpretazioni: 1. La prima è che vanno considerati lavoratori professionalmente esposti solo quelli per i quali le sorgenti di campi costituiscono un fattore primario e peculiare dell’attività svolta. Nel caso dell’azienda in questione, GKN FAD Spa, non esistendo situazioni del genere, per la totalità dei lavoratori varrebbero i limiti di esposizione per la popolazione introdotti dal DPCM 08/07/03 (tabella 3); 2. La seconda è che i lavoratori professionalmente esposti sono più in generale tutti coloro che sul posto di lavoro sono soggetti ad un qualunque campo elettromagnetico. Nel caso dell’azienda in questione, GKN FAD Spa, per la totalità dei lavoratori varrebbero i limiti di esposizione per i lavoratori introdotti dalla direttiva 2004/40/CE. Allo stato attuale, sembra opportuno considerare, ai fini dell’esposizione dei lavoratori, tutte le sorgenti che servono per l’attività specifica svolta nel luogo di lavoro (seconda interpretazione): ciò porta a considerare non solo le macchine e le attrezzature utilizzate ai fini del lavoro, ma anche le cabine e linee elettriche presenti nell’ambiente lavorativo, in quanto finalizzate allo svolgimento dell’attività. In ogni caso, nella presente relazione, i valori misurati vengono confrontati, a scopo cautelativo, sia con i limiti dettati dalla direttiva 2004/40/CE, che con i limiti (più restrittivi) dettati dal DPCM 08/07/03.
Guida alla protezione dai campi elettromagnetici a bassa frequenza (seconda parte) 26 Le informazioni contenute nel presente documento sono tutelate dal diritto d’autore e possono essere usate solo in conformità alle norme vigenti. In particolare Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico si riserva tutti i diritti sulla scheda e su tutti i relativi contenuti. Il materiale e i contenuti presentati nel documento sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili. Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nel sito. Terminiamo il capitolo con una piccola nota polemica, in merito alla differenza filosofica esistente fra legislazione nazionale ed europea. Alla fine del 2001, i Ministeri dell’ambiente, della Salute e delle Comunicazioni nominarono una Commissione internazionale di esperti, allo scopo di valutare la validità della legge quadro n. 36 emanata quello stesso anno. Nel febbraio del 2002 la Commissione invia i propri risultati attraverso una relazione di cui riportiamo alcuni stralci. …il fatto di avere tre diversi limiti di esposizione, fa sì che il più basso (l’obiettivo di qualità) verrà sempre considerato come il limite “effettivo”, rendendo di fatto inutili gli altri. …la moltiplicazione dei limiti conduce a una grande confusione nella mente del pubblico. ..la differenza tra limiti nazionali e regionali tende a creare confusione e sfiducia nelle autorità la scelta di limiti di esposizione che non si possono giustificare, né scientificamente, né logicamente, ha già creato una certa sfiducia nella scienza e nelle autorità. Emerge così che tale legge è intrinsecamente incoerente e scientificamente debole, oltre che non attuabile agevolmente. Alla luce delle informazioni scientifiche attuali, non fornisce alcuna tutela aggiuntiva alla salute della popolazione italiana. Al fine di evitare confusione sul livello di esposizione ai campi elettromagnetici da applicar, è opportuno rivedere la legge quadro n. 36 in modo da mantenere solo i “limiti di esposizione” definiti nella legge. I valori di tali limiti dovrebbero essere completamente allineati con le “restrizioni di base” delle linee guida dell’ICNIRP per le esposizioni ai campi elettromagnetici. I “valori di riferimento” delle linee guida ICNIRP dovrebbero essere utilizzati per monitorare il rispetto delle restrizioni di base Nessun commento da parte nostra, come avete potuto rendervi conto da soli, non c’è n’è bisogno.