Effetti macroscopici ( a breve termine) dovuti all'esposizione a campi elettromagnetici ad alta frequenza
Il primo effetto, ben conosciuto ed applicato nei forni a microonde, è il riscaldamento di un qualsiasi materiale che contiene acqua, compresi i tessuti e gli organi umani, quando è sottoposto ad un campo elettromagnetico ad alta frequenza (microonde) di intensità rilevante.
L'aumento di temperatura nel materiale o nel tessuto umano esposto dipende principalmente dal tipo di materiale esposto e dalle caratteristiche del campo elettromagnetico utilizzato quali:
la densità di potenza;
la frequenza;
la polarizzazione;
Il riscaldamento dovuto all'esposizione di tessuti umani alle microonde avviene però in maniera diversa rispetto al semplice contatto con un corpo a temperatura più elevata. Infatti il calore prodotto dalle microonde penetra in misura più o meno rilevante nei tessuti interni scavalcando i meccanismi naturali di allarme costituiti dai recettori termici che si trovano sull'epidermide del nostro corpo.
Pertanto sono possibili innalzamenti di temperatura delle parti interne del nostro corpo senza che la persona esposta ne abbia la percezione. Questi innalzamenti di temperatura si traducono in disturbi ed alterazioni, a livello fisiologico, ampiamente documentati.
Ad esempio, i piloti dell'aeronautica militare, hanno percezioni sonore impulsive quando il loro aereo attraversa da vicino un radar di avvistamento o di puntamento. Una possibile spiegazione delle cause di questo fenomeno, rilevabile anche da soggetti sottoposti a campi elettromagnetici di forte intensità di tipo pulsato, è che sia dovuto al brusco innalzamento locale della zona del cervello delegata alla interpretazione dei segnali provenienti dal canale uditivo.
In generale gli aumenti di temperatura dipendono fortemente dalla frequenza di risonanza dei tessuti o organi umani esposti.
Alla frequenza di risonanza, in generale diversa per ciascun tessuto umano, si verificherà un assorbimento più efficiente dell'energia trasportata dal campo elettromagnetico e di conseguenza si avrà un maggior riscaldamento. Il picco di assorbimento di energia per un corpo umano esposto ad un campo elettromagnetico imperturbato, si ha quando l'altezza è pari a 0,4 volte la lunghezza d'onda di emissione della sorgente. Per una persona di altezza e peso medio in condizioni di isolamento da terra, come quando è in posizione di riposo su un letto, il massimo assorbimento si ha per sorgenti con frequenza di circa 70Mhz e quando il corpo esposto è allineato al vettore del campo elettrico. In queste condizioni il corpo umano assorbe un'energia pari a circa 7 volte l'assorbimento nelle stesse condizioni ma a frequenza di circa 2Ghz. Per lo stesso corpo medio, posto in buon contatto col terreno, lo stesso picco si ha con sorgenti con frequenza di circa 35Mhz. Poiché l'altezza ed il peso della popolazione è variabile, si può considerare che l'intervallo di frequenze di emissione del campo elettromagnetico di sorgenti ove è massimo il picco dell'energia assorbita, è tra 10Mhz e 400Mhz.
Effetti macroscopici ( a breve termine) dovuti all'esposizione a campi elettromagnetici a bassa frequenza
Gli effetti diretti a breve termine più facilmente evidenziabili dovuti all'accoppiamento tra un campo elettrico o magnetico a bassa frequenza ed il corpo umano, sono la stimolazione delle cellule nervose e l'induzione di cariche superficiali.
In caso di esposizione ad un intenso campo magnetico statico, cioè non variante nel tempo, sono documentate sensazioni di vertigini o nausea.
Accanto a questi effetti diretti, sono possibili effetti indiretti quali la fastidiosa sensazione di scariche elettriche e le bruciature superficiali dovute al contatto con oggetti metallici immersi in un campo elettrico o magnetico di rilevante intensità.
Effetti su scala cellulare (a breve termine) dei campi elettromagnetici a bassa frequenza
La ricerca sugli effetti a breve termine dovuti all'esposizione a campi elettromagnetici a bassa frequenza si basa principalmente sulle ricerche epidemiologiche e sulle ricerche di laboratorio.
Le ricerche epidemiologiche che utilizzano metodi statistici per controllare gli effetti dei campi elettromagnetici su un gran numero di individui esposti. Gli studi epidemiologici più conosciuti sono stati condotti in Scandinavia su un ampio numero di individui residenti od occupati in edifici post vicino ad elettrodotti, centrali e cabine di trasformazione alimentate ad alta tensione. I risultati dello studio hanno verificato una relazione tra i livelli di esposizione ai campi elettromagnetici a frequenza di rete (50 Hertz) e l'insorgenza di tumori nella popolazione oggetto dello studio esposta a livelli di campo magnetico superiore a 0,2 microtesla.
I risultati sono stati però recentemente messi in discussione da altri studi epidemiologici che hanno confutato tale valore e le modalità semplicistiche con cui sono stati condotti tali studi. Tutti questi studi sono caratterizzati, infatti, da un numero molto esiguo di casi di tumore e da un'estensione dei luoghi nei quali risiedono gli individui oggetto dello studio molto vasto. La vastità del territorio e l'esiguità del numero di casi di tumore presi in esame negli studi aumentano il sospetto che le cause dei tumori non siano dovute all'esposizione ai campi elettromagnetici emessi dagli elettrodomestici ma dall'esposizione a altri fattori cancerogeni trascurati dagli studi.
A livello microscopico diventano importanti i fenomeni di interazione tra i campi elettrici e magnetici a bassa frequenza e le cellule che normalmente possono essere trascurati quando si considerano solo gli effetti a breve termine.
I principali fenomeni di interazione dei campi elettromagnetici a bassa intensità sono:
Modifica dell'attività cellulare
L'applicazione di campi elettrici e magnetici a bassa frequenza modifica la velocità ed il percorso degli ioni e, di conseguenza, il processo statistico di aggregazione di questi ai recettori presenti sulla membrana cellulare.
L'applicazione di campi elettrici e magnetici di bassa intensità influenza il numero di passaggi degli ioni carichi elettricamente attraverso i canali cellulari. Questa alterazione è spiegabile con l'accumulo di ioni carichi elettricamente ai due lati della membrana. Tale accumulo di cariche crea un campo elettrico di intensità maggiore rispetto a quello esterno applicato.
Però quest'ultimo fenomeno ha caratteristiche di linearità e mal si presta a spiegare fenomeni irreversibili di danno alle cellule dell'organismo.
Modifica del tempo di vita dei radicali liberi
Il nostro organismo crea naturalmente radicali liberi a causa dei processi di ossidazione metabolica. Alcune ricerche hanno dimostrato che il tempo di vita medio dei radicali liberi all'interno del nostro organismo, in presenza di un campo magnetico anche di bassa intensità, può aumentare.
Aumentando di conseguenza, i possibili danni cellulari dovuti all'azione dei radicali liberi specialmente negli organi e nei tessuti umani caratterizzati da un'alta viscosità.
In questi tessuti o organi, infatti, il movimento dei radicali liberi è normalmente molto ridotto e l'applicazione di u piccolo campo elettrico, associato ad un campo magnetico, aumenta la distanza che i radicali liberi possono percorrere e, conseguentemente, la probabilità di danni cellulari.
Tutte le reazioni chimiche presuppongono il passaggio da uno stato stabile ad uno finale caratterizzati da energia differente. Tale differenza di energia (gap) richiede un'energia troppo elevata per essere influenzata dall'energia trasportata da un campo elettrico, magnetico o elettromagnetico: ad esempio occorre un campo elettrico di almeno 100000 V /m per avere una percentuale significativa di salti da un livello di energia a quello superiore.
L'azione catalizzatrice delle reazioni chimiche da parte dei campi elettrici e magnetici può però esplicarsi nell'introduzione di numerosi stati intermedi all'interno del gap di energia. La creazione di nuovi livelli aumenta la velocità delle reazioni enzimatiche a causa della minore energia per le reazioni chimiche intermedie. L'energia richiesta per le reazioni intermedie può essere fornita dall'agitazione termica degli atomi e da campi elettrici e magnetici di bassa intensità.