rischio elettromagnetico negli apparati sperimentali e tecnologici dell’infn

RISCHIO ELETTROMAGNETICO NEGLI APPARATI SPERIMENTALI

E TECNOLOGICI DELL’INFN

NORMATIVA DI RIFERIMENTO

Paolo Rossi

Istituto Superiore per la Prevenzione e la Sicurezza del Lavoro (ISPESL) Monte Porzio Catone - Roma

[email protected]

Giornate di studio “Sicurezza degli apparati sperimentali e tecnologici dell’INFNFrascati 25-27 ottobre 2004

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RADIAZIONI RADIAZIONI IONIZZANTIIONIZZANTI

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Laser

Lampade

Radarterapia

Impianti radar

Telefonia cellulare

Emissioni radiotelevisive

Marconiterapia

Forni a microonde

Elettrodomestici

Linee elettriche

Metal detector

Magnetoterapia

Videoterminali

RMN

Elettrolisi

Radioamatori

UV

Vis

Sorgenti termiche

Riscaldamento a induzione

Telecomandi

Sterilizzazione

Linee telefoniche

Ponti radio

Saldatura e incollaggio

Diagnostica a raggi X

Radioisotopi

Effetti biologici e effetti sanitariEffetti biologici e effetti sanitariEffetti biologici e effetti sanitariEffetti biologici e effetti sanitari

i campi elettromagnetici possono indurre effetti biologici che in alcuni casi possono portare ad effetti di danno alla salute

è importante comprendere la differenza tra i due effetti un effetto biologico si verifica quando l'esposizione

provoca qualche variazione fisiologica notevole o apprezzabile in un sistema o organo

un effetto di danno alla salute si verifica quando l’effetto biologico è al di fuori dell’intervallo in cui l'organismo può normalmente compensarlo, e ciò porta a qualche condizione di detrimento della salute

Organizzazione Mondiale della Sanità - Progetto Internazionale CEMOrganizzazione Mondiale della Sanità - Progetto Internazionale CEMPromemoria n. 182 - Proprietà fisiche e effetti sui sistemi biologiciPromemoria n. 182 - Proprietà fisiche e effetti sui sistemi biologici

www.who.int/peh-emfwww.who.int/peh-emf

Linee guidaLinee guidaLinee guidaLinee guida

ICNIRP (International Commission on Non Ionizing Radiation Protection)

riconoscimento ufficiale dell’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS), dell’Agenzia Internazionale per la Ricerca sul Cancro (International Agency for Research on Cancer, IARC), e dell’Unione Europea

vengono presi in considerazione tutti gli effetti per i quali la letteratura scientifica fornisca basi razionali per la definizione un sistema di protezione

CAMPI STATICI(0-1 Hz)

CAMPI MAGNETICI STATICI NELLA RICERCA

reattori nucleari acceleratori di particelle NMR camere a bolle

• i livelli tipici di esposizione al campo magnetico statico non sono correlati a effetti diretti nei confronti dell’organismo, ma possono comportare interferenze con gli stimolatori cardiaci, e problemi per i portatori di protesi metalliche

CAMPO MAGNETICO STATICOEFFETTI SANITARI

assenza di effetti significativi su parametri fisiologici, connessi allo sviluppo e al comportamento per valori d’induzione magnetica fino a 2 T

esposizioni a lungo termine a campi d’induzione magnetica minori di 200 mT non sembrano avere conseguenze sullo stato di salute

se il campo d’induzione magnetica supera qualche millitesla, possono sussistere potenziali rischi sanitari in portatori di pacemaker, impianti ferromagnetici e altri dispositivi elettronici

TIPO D’ESPOSIZIONE INDUZIONE MAGNETICA

Lavoratori - Media pesata sull’intera giornata lavorativa (TWA) - Valore massimo - Esposizione solo degli arti

200 mT

2 T5 T

Popolazione - Esposizione continua 40 mT

LIMITI D’ESPOSIZIONE ICNIRP PER I CAMPI MAGNETICI STATICI

potenziali rischi dovuti all'interferenza di campi magnetici con dispositivi elettronici:

si dovrebbe evitare che persone con pacemaker impiantati possano risultare esposti a induzioni magnetiche superiori a 0.5 mT

segnali di avvertimento nei luoghi con induzione magnetica superiore a 0.5 mT

CAMPI MAGNETICI E DISPOSITIVI ELETTRONICI IMPIANTATI

rischi dovuti al movimento o allo spostamento di dispositivi o materiali ferromagnetici impiantati

rischi per schegge metalliche le aree caratterizzate da livelli d’induzione

magnetica al di sopra di 3 mT devono essere indicate da specifici segnali di avvertimento

persone con stimolatori cardiaci, impianti ferromagnetici e dispositivi medicali impiantati potrebbero non essere protette dai limiti raccomandati.

persone con pinze per aneurismi non amagnetiche non dovrebbero essere esposte a campi superiori a pochi millitesla

CAMPI MAGNETICI E MATERIALI FERROMAGNETICI

Tomografi a risonanza magnetica Tomografi a risonanza magnetica nucleare (RMN)nucleare (RMN)

campo magnetico statico molto intenso, fino a 2 Tesla per gli apparati di uso diagnostico

campo elettromagnetico in radiofrequenza oscillante nell’intervallo circa tra 1 e 100 MHz

gradiente di campo magnetico variabile nel tempo (picchi fino a 20 Tesla/s)

CAMPI VARIABILI NEL CAMPI VARIABILI NEL TEMPOTEMPO

(fino a 300 GHz)(fino a 300 GHz)

Meccanismi di interazioneMeccanismi di interazioneMeccanismi di interazioneMeccanismi di interazionefino alla frequenza di circa 1 MHz prevale l’induzione di correnti elettriche nei tessuti elettricamente stimolabili (nervi e muscoli)

Principali effetti biologici in relazione Principali effetti biologici in relazione all’induzione di corrente nell'intervallo di all’induzione di corrente nell'intervallo di

frequenza 1- 300 Hzfrequenza 1- 300 Hz

Densità di corrente (mA/m2)

EFFETTI

> 1000 Extrasistole e fibrillazione ventricolare: rischi per la salute ben determinati

100 – 1000 Stimolazione dei tessuti eccitabili: possibili rischi

per la salute

10 – 100 Possibili effetti sul sistema nervoso

1 – 10 Effetti biologici minori

Stimolazione dei tessuti muscolariStimolazione dei tessuti muscolarie nervosi elettricamente eccitabilie nervosi elettricamente eccitabili

•si tratta di effetti a soglia: perché si verifichi la stimolazione la densità di corrente elettrica deve essere maggiore di un determinato valore.

questa circostanza permette di fissare limiti di esposizione finalizzati alla totale prevenzione di questi effetti

Campi a 50 Hz e pacemakerCampi a 50 Hz e pacemaker

L’American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH) raccomanda i seguenti livelli di sicurezza allo scopo di prevenire interferenze dei campi elettrici e magnetici a 50 Hz con dispositivi cardiaci impiantati (valori efficaci rms):

E = 1 kV/m

B = 100 T

Implicazioni biomediche ed aspetti radioprotezionistici dell’esposizione alle NIR

©2001 IFMSA

La molecola dell’acquaLa molecola dell’acqua con l’aumentare della frequenza diventa prevalentel’assorbimento di energia nei tessuti attraverso il rapido movimento oscillatorio di ioni e molecole di acqua:

SAR (W/kg)

a frequenze superiori a circa 10 MHz questo effetto è l’unico a permanere

al di sopra di 10 GHz l’assorbimento è esclusivamente superficiale

Meccanismi di interazioneMeccanismi di interazioneMeccanismi di interazioneMeccanismi di interazione

SAR mediato sul corpo intero (medio) o circoscritto a SAR mediato sul corpo intero (medio) o circoscritto a specifici distretti corporei (locale) in relazione specifici distretti corporei (locale) in relazione

all’induzione di effetti biologici nocivi nell’animaleall’induzione di effetti biologici nocivi nell’animale

SAR mediato sul corpo intero (medio) o circoscritto a SAR mediato sul corpo intero (medio) o circoscritto a specifici distretti corporei (locale) in relazione specifici distretti corporei (locale) in relazione

all’induzione di effetti biologici nocivi nell’animaleall’induzione di effetti biologici nocivi nell’animale

100 W/ kg (medio) I pertermia generalizzata, insuffi cienza dei meccanismi termoregolatori

100 W/ kg (locale)

Rapida induzione di cataratta nell’animale

10 - 100 W/ kg (medio) I pertermia generalizzata o localizzata, risposta termoregolatoria di grado variabile; I nibizione temporanea o permanente della spermatogenesi; I nduzione di aborto e malf ormazioni f etali; Risposte neuroendocrine ed immunologiche collegate allo stress termico

1 - 4 W/ kg (medio) Soglia di induzione di eff etti comportamentali e di risposte fi siologiche collegate a stress nell’animale

ORGANI CRITICIORGANI CRITICI

per concessione Istituto Superiore di Sanità

ANDAMENTO DEL SAR IN FUNZIONE DELLA FREQUENZA

SPESSORE DI PENETRAZIONESPESSORE DI PENETRAZIONE

f3f1 f2< <


ANDAMENTO DEL SARE MORFOLOGIA DEL SOGGETTO ESPOSTO

Restrizioni fondamentali sulle Restrizioni fondamentali sulle grandezze di basegrandezze di base

Restrizioni fondamentali sulle Restrizioni fondamentali sulle grandezze di basegrandezze di base

densità di corrente (A/m2) nella testa e nel tronco dipendente dalla frequenzadipendente dalla frequenza base temporale istantaneabase temporale istantanea

assorbimento di energia (SAR, W/kg) mediato sul corpo intero e locale (testa e tronco, arti)

indipendente dalla frequenzaindipendente dalla frequenza mediato su intervalli di 6 minutimediato su intervalli di 6 minuti

ampi fattori di riduzione tra le soglie di rischio e le restrizioni adottate

fattori di riduzione più elevati per la protezione della popolazione

RESTRIZIONI SULLE CORRENTI INDOTTERESTRIZIONI SULLE CORRENTI INDOTTE(4 Hz - 1 kHz) (4 Hz - 1 kHz)

LavoratoriLavoratori J < 10 mA/m2

PopolazionePopolazione J < 2 mA/m2

il limite di base per i lavoratori incorpora un fattore di protezione pari a 10 rispetto agli effetti da prevenire (stimolazione dei nervi periferici).

il limite di base per la popolazione incorpora un fattore di sicurezza aggiuntivo pari a 5

Restrizioni sul SARRestrizioni sul SARRestrizioni sul SARRestrizioni sul SARla sperimentazione su animale indica come soglia di danno alla salute un innalzamento costante della temperatura di 1°C

ciò corrisponde ad un valore di SAR medio di 4 W/kglimite accettato per i lavoratori:

0,4 W/kglimite accettato per la popolazione:

0,08 W/kg

per il SAR locale nella testa e nel tronco si accetta:10 W/kg (lavoratori)

per il SAR locale negli arti si accetta:20 W/kg (lavoratori)

Livelli derivati di riferimentoLivelli derivati di riferimentoLivelli derivati di riferimentoLivelli derivati di riferimento insieme di restrizioni sulle grandezze monitorabili nell’ambiente

campo elettrico (V/m) campo magnetico (A/m) induzione magnetica (T) densità di potenza (W/m2)

dipendono dalla frequenza

garantiscono il rispetto delle restrizioni di base ma: non proteggono dall’assorbimento locale di energia (sono intesi come media spaziale

sul volume occupato dal soggetto esposto) non proteggono da scosse e ustioni per contatto

LIVELLI DI RIFERIMENTO ICNIRP PER L'ESPOSIZIONE LAVORATIVA

Intervallo di frequenza

Intensità del

campo elettrico

(V/m)

Intensità del campo magnetico

(A/m)

Induzione magnetica

(T)

Densità di potenza dell'onda

piana equivalente

Peq (W/m2)

fino a 1 Hz

1-8 Hz

8-25 Hz

0.025-0.82 kHz

0.82-65 kHz

0.065-1 MHz

1-10 MHz

10-400 MHz

400-2000 MHz

2-300 GHz

-

20000

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1.6/f

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2 x 105/f2

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50

f come indicato nella colonna dell’intervallo delle frequenze

I valori d’intensità di campo possono essere superati nel caso siano rispettati i limiti di base e possa essere esclusa la presenza di effetti indirett

Per tutte le frequenze comprese tra 100 kHz e 10 GHz, Peq, E2,H2, e B2 devono essere mediati su ogni intervallo di sei minuti

Ulteriori livelli di riferimentoUlteriori livelli di riferimentoUlteriori livelli di riferimentoUlteriori livelli di riferimento

restrizioni sulle correnti indotte (mA) negli arti(10 - 110 MHz)

garantiscono il rispetto delle restrizioni sul SAR locale negli arti

restrizioni sulle correnti di contatto (mA) con oggetti conduttori (0 Hz - 110 MHz)

RADIOMETRIA E DOSIMETRIARADIOMETRIA E DOSIMETRIA


E gli effetti a lungo termine ?E gli effetti a lungo termine ?E gli effetti a lungo termine ?E gli effetti a lungo termine ?

“i campi magnetici ELF sono possibili cancerogeni (2B) per l’uomo, sulla base di una coerente associazione statistica tra elevati livelli residenziali e un raddoppio del rischio di leucemia infantile. Non si è trovata nessuna evidenza coerente che l’esposizione residenziale o professionale degli adulti a campi ELF aumenti il rischio di alcun tipo di cancro”

(IARC 2001)

“sulla base della letteratura attuale, non c’è nessuna evidenza convincente che l’esposizione a campi elettromagnetici a radiofrequenza abbrevi la durata della vita, né che induca o favorisca il cancro”

(Organizzazione Mondiale della Sanità, 1998)

NORMATIVANORMATIVA

NORMATIVANORMATIVA

D.lgs. 626/94D.lgs. 626/94

Valutazione del rischio !!

Obbligo “erga omnes” del tutto generale e inderogabile

D.lgs. 626/94D.lgs. 626/94

Valutazione del rischio !!

Obbligo “erga omnes” del tutto generale e inderogabile

Legge n.36 22 febbraio 2001Legge n.36 22 febbraio 2001Legge n.36 22 febbraio 2001Legge n.36 22 febbraio 2001

a) assicurare la tutela della salute dei lavoratori, delle lavoratrici, e della popolazione dagli effetti dell’esposizione a determinati livelli di campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici, ai sensi e nel rispetto dell’articolo 32 della Costituzione

b) promuovere la ricerca scientifica per la valutazione degli effetti a lungo termine e attivare misure di cautela da adottare in applicazione del principio di precauzione di cui all’articolo 174, paragrafo 2, del Trattato istitutivo dell’Unione Europea

c) assicurare la tutela dell’ambiente e del paesaggio e promuovere l’innovazione tecnologica e le azioni di risanamento volte a minimizzare l’intensità e gli effetti dei campi elettrici, magnetici, ed elettromagnetici secondo le migliori tecnologie disponibili

Legge n.36 22 febbraio 2001Legge n.36 22 febbraio 2001Legge n.36 22 febbraio 2001Legge n.36 22 febbraio 2001il limite di esposizione è il valore di campo elettrico, magnetico ed elettromagnetico definito ai fini di tutela della salute da effetti acuti, che non deve essere superato in alcuna condizione di esposizione della popolazione e dei lavoratori

il valore di attenzione è il valore di campo che non deve essere superato negli ambienti abitativi, scolastici e nei luoghi adibiti a permanenze prolungate; costituisce misura di cautela ai fini della protezione da possibili effetti a lungo temine e deve essere raggiunto nei tempi e nei modi previsti dalla legge

gli obiettivi di qualità sono1) criteri localizzativi, standard urbanistici, prescrizioni e incentivazioni per l’utilizzo delle migliori tecnologie disponibili, indicati dalle leggi regionali2) valori dei campi definiti dallo Stato ai fini della progressiva minimizzazione dell’esposizione ai campi medesimi


definizione di esposizione dei lavoratori specifica attività lavorativa

determinazione dei limiti, valori, e obiettivi, nonchè del regime di sorveglianza medica

decreto del Presidente del Consiglio dei Ministri, su proposta del Ministero della Sanità, sentiti i Ministeri dell’Ambiente e del Lavoro

norma di raccordo con il D.lgs. 626/94

promozione di intese ed accordi di programma

funzioni di controllo e vigilanza nei luoghi di lavoro


sanzioni pecuniarie e amministrative nei confronti dei contravventori al rispetto dei limiti di esposizione e valori di attenzione

sanzioni per le inadempienze nei confronti delle attività di risanamento, che nella legge sono definite e articolate solo per l’esposizione della popolazione

per il pubblico sono in vigore le disposizioni dei D.P.C.M. 8 luglio 2003, che sono espressamente non applicabili alle esposizioni professionali

Attuazione della legge 36/2001Attuazione della legge 36/2001Attuazione della legge 36/2001Attuazione della legge 36/2001

a differenza delle comuni esposizioni ambientali, negli ambienti di lavoro può sussistere la realistica esigenza di protezione dagli effetti acuti

unico strumento: livelli dei campi ambientali protezione dal SAR locale ? protezione dalle correnti di contatto ?

l’assenza di restrizioni nei confronti delle grandezze di base può tradursi in un quadro meno protettivo rispetto all'adozione completa delle prescrizioni ICNIRP, specie per esposizioni disomogenee o localizzate


restrizioni sulle correnti di contatto, in relazione alla possibilità di scosse e ustioni dovute al contatto con oggetti conduttori

restrizioni sulle correnti indotte negli arti, che rappresentano l’unico strumento di protezione da assorbimenti di energia localizzati nelle caviglie


definizione di valori di attenzione arbitrarietà

valori tecnologicamente fattibili

la previsione dei tempi e dei modi di raggiungimento dei valori di attenzione è intrinseca alla definizione stabilita nella legge 36/2001

la previsione è definita per quel che riguarda i valori di attenzione per la popolazione (art.9) mentre nulla è stabilito in merito ai tempi e modi di raggiungimento dei valori di attenzione per i lavoratori, il cui superamento è sanzionato al pari del superamento dei limiti di esposizione

La direttiva 2004/40/CELa direttiva 2004/40/CELa direttiva 2004/40/CELa direttiva 2004/40/CE nel 1993 la Commissione Europea presentò una proposta

di direttiva, ai sensi della 89/391/CEE sulla sicurezza dei lavoratori nei confronti dell’esposizione ad agenti fisici, che prendeva in considerazione rumore, vibrazioni, e radiazioni non ionizzanti non ottiche (campi elettromagnetici 0 Hz – 300 GHz) e ottiche (infrarosso, visibile, e UV).

la proposta fu modificata nell’anno successivo a seguito di parere del Parlamento Europeo, ma l’iter rimase fermo

La direttiva 2004/40/CELa direttiva 2004/40/CELa direttiva 2004/40/CELa direttiva 2004/40/CE

la Commissione ha ripresentato al Consiglio l’esame della direttiva scorporando i singoli agenti fisici

direttiva sulle vibrazioni (2002/44/CE) direttiva sul rumore (2003/10/CE)

alla fine del 2002 è stato posto all’ordine del giorno del gruppo “Affari sociali” l’esame di un draft di direttiva sui campi elettromagnetici non ionizzanti (0 - 300 GHz)

la discussione del documento è stata finalizzata sotto la presidenze italiana alla fine del 2003 ed approvata anche dal Parlamento nei primi mesi del 2004


punti fondamentali: scopo della direttiva protezione dagli effetti considerati accertati linee guida ICNIRP 1998 quale riferimento tecnico-scientifico

per la definizione dei limiti di esposizione (Raccomandazione sulla protezione della popolazione del luglio 1999)

a differenza della Raccomandazione la direttiva affronta il merito degli obblighi datori di lavoro, dei provvedimenti per ridurre l’esposizione, e della sorveglianza sanitaria

indicazione della titolarità delle azioni

General concept General concept

• the exposure limit values are those limits that can never be exceeded in any condition of exposure

•the action values are intended as practical threshold levels:

• when they are exceeded, the employer must undertake some action

La direttiva 2004/40/CELa direttiva 2004/40/CELa direttiva 2004/40/CELa direttiva 2004/40/CE definizione di “limiti di esposizione” e di “valori di azione”

valori limite di esposizione: limitazioni all’esposizione a campi elettromagnetici che sono direttamente basate su effetti sanitari accertati e su considerazioni biologiche. Il rispetto di questi limiti assicura che i lavoratori esposti siano protetti da tutti gli effetti nocivi noti;(restrizioni di base ICNIRP)

valori di azione: il valore di parametri direttamente misurabili a cui si devono intraprendere una o più delle misure specificate in questa direttiva. Il rispetto di questi valori assicura il rispetto dei pertinenti limiti di esposizione.(livelli di riferimento (ICNIRP)


il datore di lavoro deve in primo luogo valutare e, se necessario, misurare e calcolare i livelli di campo elettromagnetico a cui i lavoratori sono esposti, e se su tale base i valori di azione risultano superati, si deve stabilire e, se necessario, calcolare se vengono superati i limiti di esposizione

al di sotto dei valori di azione non è necessario intraprendere alcuna iniziativa

ove questi siano superati, l’azione è quella di verificare se sono superati o rispettati i limiti di esposizione


a differenza dalla normativa quadro nazionale (legge 36/2001) la direttiva prevede che in alcuni casi si proceda alla valutazione dell'esposizione in termini delle grandezze di base, e non solo in termini delle intensità dei campi ambientali

problema di armonizzazione

le valutazioni dosimetriche sono notevolmente complesse e richiedono metodi di calcolo molto sofisticati, disponibili solo presso centri di ricerca altamente specialistici

La direttiva 2004/40/CELa direttiva 2004/40/CELa direttiva 2004/40/CELa direttiva 2004/40/CE il datore di lavoro, nell’ambito della valutazione del rischio,

deve prendere in considerazione anche la possibilità di rischi indiretti per la salute quali:

interferenza con attrezzature e dispositivi medici elettronici (compresi stimolatori cardiaci e altri dispositivi impiantati)

rischio propulsivo di oggetti ferromagnetici per campi magnetici statici con induzione magnetica superiore a 3 mT

innesco di dispositivi elettro-esplosivi (detonatori) incendi ed esplosioni dovuti all'accensione di materiali

infiammabili provocata da scintille prodotte da campi indotti, correnti di contatto o scariche elettriche

ImplicationsImplications

• no clear arrangement for health surveillance is given(noise and vibration: exceeding of action values)

•medical examination when exposure above limit values is detected

•what is the meaning of the action level for exposure to static magnetic fields (200 mT), when no limit of exposure is given ?

Il ruolo del CENELECIl ruolo del CENELECIl ruolo del CENELECIl ruolo del CENELEC

•il CENELEC, più volte richiamato nel testo della direttiva 2004/40/CE, si è riservato un periodo di quattro anni per mettere a punto le norme tecniche di attuazione della direttiva, come richiestogli in apposito mandato della Commissione Europea

•la standardizzazione sui prodotti riguarderà anche le attrezzature di lavoro che producono esposizione

•già è in corso di messa a punto un documento sulle saldatrici ad arco (bassa frequenza)

rischio elettromagnetico negli apparati sperimentali e tecnologici dell’infn

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