Le radiazioni! Banane, cellulari, luce e altre amenità... Parte 1

In collaborazione con KIT - Knowledge Improving Tools.

Le radiazioni sono la forma con cui l’energia si diffonde in natura.

Le radiazioni esistenti sulla terra si dividono in due tipologie: le onde elettromagnetiche e le radiazioni da decadimento radioattivo.

Le radiazioni elettromagnetiche sono composte da due campi che si muovono all'unisono: il campo elettrico ed il campo magnetico. Questi due campi si muovono perpendicolari l’uno all'altro seguendo una particella che si sposta nello spazio portando con sé l’energia di quella specifica onda. Queste particelle sono chiamate fotoni.

Il decadimento radioattivo invece è dovuto all'instabilità del nucleo di un atomo (atomo radioattivo), che per raggiungere una maggiore stabilità, rilascerà particelle subatomiche  cariche di energia. Queste particelle sono molto più energetiche dei fotoni di cui abbiamo parlato poco fa.

Inoltre, le radiazioni vengono anche suddivise in radiazioni ionizzanti e non ionizzanti. Una radiazione ionizzante ha un’energia tale, da riuscire a strappare un elettrone dal suo atomo. Tutte le radiazioni da decadimento nucleare, ma solo alcune radiazioni elettromagnetiche, fanno parte delle radiazioni ionizzanti. Le onde elettromagnetiche con energia inferiore agli ultravioletti (UV) invece, sono tutte non ionizzanti.

Tutto attorno a noi emette radiazioni: non solo le centrali nucleari, ma anche i cellulari, le antenne wi-fi, la radio che ascoltiamo in auto e persino il termosifone di casa nostra. Non esiste punto della terra in cui ci si possa nascondere dalle radiazioni (fatta eccezione per alcune strutture appositamente costruite nelle profondità delle montagne).  La quantità di radiazioni che un oggetto assorbe viene misurata in Sievert e sottomultipli (generalmente milliSievert, mSv). Per capire l’entità del mSV, vi diciamo che una qualunque radiografia non arriva nemmeno ad un singolo mSv.

L’insieme delle lunghezze d’onda conosciute in natura viene chiamato “spettro elettromagnetico” e le radiazioni che lo compongono vengono descritte principalmente con tre valori: lunghezza, frequenza e velocità.

Come nel mare le onde lunghe si trasmettono di più su lunghe distanze, ma quando colpiscono qualcosa causano meno danni, le onde corte, molto ravvicinate fra di loro, si trasmettono a brevi distanze e causano molti danni. La misura della lunghezza d’onda descrive proprio questo, ovvero quanto distante può viaggiare una radiazione. Questa misura è data in metri e loro sottomultipli. La frequenza d’onda invece, misura quanta energia (unità di misura Hertz, Hz) possiede quella radiazione, quindi quanto a fondo può penetrare negli oggetti, prima di scaricarsi completamente. Lunghezza d’onda e frequenza sono inversamente proporzionali. Più è corta l’onda più è potente, e viceversa.

Noi umani non possiamo percepire tutto lo spettro elettromagnetico. Come già detto riusciamo a riconoscere le radiazioni della luce visibile e percepiamo il calore dei raggi infrarossi, però non riusciamo a renderci conto dei raggi X che ci colpiscono durante una radiografia o delle onde radio che rimbalzano per i muri di casa.

Cerchiamo adesso di vedere quali sono in dettaglio le radiazioni che ci colpiscono ogni giorno della nostra vita.

Fondo di radioattività naturale

Le radiazioni non sono un qualcosa di estraneo alle nostre vite. Quotidianamente siamo esposti a una dose più o meno fissa di radiazioni definita "fondo di radioattività naturale", proveniente dall'ambiente che ci circonda A questa si aggiungono altre fonti di esposizione, di tipo artificiale, prodotte dall'uomo per scopi medici e non.

Ma andiamo per gradi. Il fondo di radioattività naturale è fonte naturale e costante di radiazioni e costituisce la maggior parte di radioattività a cui siamo esposti (circa l’80% del totale). Anche se è vero che le altre tipologie di fonti possono produrre picchi più elevati (per esempio radiografie ed esplosioni nucleari) queste restano casi rarissimi e limitati nel tempo e nello spazio.

Proprio per il fatto che il fondo naturale è una presenza costante nelle nostre vite risulta molto difficile stimare il suo effetto sulla salute. In media ogni essere umano è esposto a 2-3 milliSievert per anno, l'equivalente di circa 100 radiografie al torace. Si intuisce quindi che l’esposizione a singoli picchi, come può essere una o due radiografie, non ci espone ad un aumento di rischio significativo. L'entità dell'esposizione varia però notevolmente a seconda della zona in cui si vive. Ad esempio, sappiamo che in alcune zone del mondo la radiazione di fondo può arrivare addirittura a centinaia di mSv l’anno (casi estremi).  Tra queste abbiamo l’Iran (Ramsar), il Brasile (Guarapari), l’India (Kerala) e la Cina (Yangjiang).

Il fondo naturale di radiazione deriva da diverse fonti:

• Le radiazioni emesse dalla crosta terrestre sono la componente più importante del fondo naturale. Nel suolo terrestre sono presenti numerosi elementi radioattivi. Piccole parti di queste radiazioni possono raggiungere l'uomo attraverso l'aria, ma anche attraverso il cibo e l'acqua. La fonte di radiazione terrestre più pericolosa per la salute umana è sicuramente il Radon.
  Oltre al Radon, molti altri minerali radioattivi possono contribuire al totale del fondo naturale di radioattività.
• I raggi cosmici sono radiazioni provenienti direttamente dallo spazio, emesse dal sole e dalle altre stelle. Si è più esposti ai raggi cosmici quando si viaggia in aereo, tuttavia un normale volo di linea ci espone ad un assorbimento di 0.003-0.005 mSv per ogni ora di volo. Come caso estremo possiamo portare gli astronauti, che non beneficiando della protezione dell’atmosfera, quando si trovano nel vuoto dello spazio devono viaggiare su navicelle schermate con particolari materiali e indossare speciali tute protettive.
• Infine, anche il cibo può contribuire al monte totale di radiazioni assorbite quotidianamente. Infatti, esistono elementi chimici, presenti in tantissimi alimenti, che possiamo trovare anche come isotopi radioattivi. È il caso del carbonio 14, famoso per i film e le scoperte in ambito archeologico, quando questo elemento viene utilizzato per datare i reperti. Un altro esempio famoso è il potassio 40, un isotopo radioattivo del potassio. presente in molti vegetali.

I CELLULARI

Gli smartphone sono un elemento costante delle nostre vite ed è sempre più difficile privarcene. La maggior parte del traffico internet infatti, proviene ormai da dispositivi mobili (questo stesso blog viene letto per circa l’82% delle volte da smartphone) e la media delle telefonate effettuate giornalmente è in costante aumento.

I telefoni cellulari funzionano ricevendo e inviando dati ai ripetitori di segnale (le cosiddette antenne). Per farlo utilizzano onde a radiofrequenza (RF) tra gli 800 e i 2600 MegaHertz. Si tratta di onde elettromagnetiche che si situano tra le onde radio a media frequenza (quelle della radio AM per intenderci) e le microonde. Si tratta di una forma di radiazione non ionizzante, quindi incapace di avere effetti molecolari importanti. Infatti, non sono in grado di creare direttamente danni al DNA né tanto meno di portare allo sviluppo di tumori.

Tuttavia, nel 2013 la IARC (l’agenzia internazionale per la ricerca sul cancro) ha classificato le onde provenienti da cellulare come “possibili cancerogeni” del gruppo 2A. Per dire, in questa categoria sono inseriti anche la carne rossa e le bevande molto calde. La classificazione in questa fascia è dovuta ad osservazioni epidemiologiche, cioè basate su studi che si limitano ad osservare un gran numero di persone. Infatti, studiando le persone che usano il cellulare per più di 4 ore al giorno tenendolo vicino alla testa, è stato evidenziato un leggero aumento dell’incidenza di due tipologie di tumori cerebrali. I tipi di tumore implicati in questa valutazione sono il neurinoma acustico (un tumore che colpisce i nervi che collegano l’orecchio interno al cervello) ed il glioma (un tumore che colpisce delle particolari cellule che servono da “supporto meccanico” al sistema nervoso). È evidente come questi casi siano situazioni estreme. Tre grossi studi internazionali confermano solo in parte l’osservazione della IARC.
Telefonare per più di 4 ore al giorno può anche essere possibile in alcune situazioni, ma farlo senza mai utilizzare un auricolare o il vivavoce, oggigiorno sembra molto difficile. Inoltre, si tratta di soggetti che ne hanno fatto questo uso in maniera continua per anni e anni, prima di sviluppare qualsiasi tipo di tumore.

In effetti, studi più vecchi avevano invece evidenziato come i cellulari antecedenti agli smartphone, fossero ben più pericolosi di quelli attualmente in nostro possesso. Ma nonostante questo, non erano stati evidenziati effetti avversi.

Mentre altri studi invece, sembrano collegare le radiofrequenze dei cellulari ad un abbassamento della fertilità maschile e a disturbi del sonno (con alterazione della fase REM ad esempio).

Ecco perché nel 2018 è nato lo “Sconnessiday”: il 22 febbraio è stata proposta la giornata dove si propone la sconnessione da cellulari e tablet. Inoltre, la proposta è allargata a tutto l’anno dove si chiede di sconnettersi ogni giorno per un’ora (ovviamente da svegli).

Se i possibili effetti sulla salute sono facilmente prevenibili con comportamenti di buon senso, abituarci a staccarci un po’ dal cellulare può essere in generale una buona abitudine anche dal punto di vista sociale.

È importante dire che le radiofrequenze dei cellulari non sono in grado di penetrare nei tessuti biologici se la fonte si trova ad una distanza superiore ai 30 cm. Quindi l’utilizzo di auricolari o viva voce è sufficiente ad annullare, o comunque mitigare, i possibili effetti dannosi di questi apparecchi.

IL WI-FI

L’attuale tecnologia wi-fi funziona più o meno alle stesse lunghezze d’onda del cellulare, ma un po’ più vicino alle microonde, con frequenze che vanno dai 2.4 e 5.4 GigaHertz (2400-5400MagaHertz). Gli effetti sulla salute quindi rimangono sempre gli stessi

L’OMS (l’Organizzazione Mondiale della Sanità) ha emesso un documento che spiega bene quali siano i rischi (sostanzialmente nulli) associati al wi-fi. Di fatto, il corpo umano assorbe i segnali del wi-fi in modo 5 volte minore rispetto ai segnali emessi dalla radio FM e dalla televisione. Infatti, il wi-fi ha lunghezze d’onda decisamente maggiore e la potenza dei router casalinghi non è tale da avere effetti apprezzabili a più di un metro di distanza.

In conclusione, il parere più diffuso da parte degli organi internazionali e di ricerca è che attualmente le trasmissioni wireless in generale non siano dannose per la nostra salute. Per essere prudenti è bene però tenere in conto che è sempre la quantità e la durata dell’esposizione a generare pericolo. Per ridurre la quantità di radiazioni wireless possiamo seguire qualche consiglio generale.

• Collocate il modem in un punto della casa poco frequentato. Non mettetelo sul comodino di fianco al letto, meglio metterlo in corridoio;
• Alcuni modem wireless permettono di ridurre la potenza della trasmissione. Consultate il manuale per entrare nella pagina di configurazione;
• Ultimamente vanno molto i collegamenti internet tramite powerline. Si tratta di prese elettriche alle quali possiamo agganciare un cavetto ethernet ed il segnale internet viaggia attraverso i cavi della corrente. In questo modo si elimina il wi-fi e non sono necessari lunghi cavi sparsi per casa. È una soluzione molto comoda anche per utilizzare le smart-TV;
• Se di notte non utilizzate internet potete tranquillamente spegnere il router. Risparmierete corrente elettrica e permetterete al router di raffreddarsi, che non gli fa mai male. Allo stesso modo, di notte lo smartphone può essere impostato in modalità off-line. Questa manterrà attive le sveglie senza però emettere una singola onda elettromagnetica;
• I telefoni cordless funzionano con segnali wi-fi. Spesso questi apparecchi possiedono una modalità ECO a risparmio energetico, che riduce il consumo di corrente ma anche le emissioni;
• Se possibile, utilizzate pc portatili e tablet appoggiandovi ad un tavolo. Se invece volete assolutamente guardarvi un film in divano, allora usate un comodo supporto inclinato per laptop (quelle specie di leggio per pc. Li trovate a poco anche all’Ikea oltre che su Amazon) oppure una custodia pieghevole per tablet. Pochi centimetri di separazione dalle vostre gambe saranno sufficienti a limitare le radiazioni.

IL MICROONDE

“Il microonde inverte la polarità delle molecole!” “Le radiazioni del forno a microonde fanno male alla salute!” “Cuoce male i cibi e li priva delle qualità nutrizionali!” “Il forno a microonde è cancerogeno!”

Avete sentito qualcuna delle precedenti affermazioni? Beh, non sorprendetevi, sul forno a microonde se ne sono dette di tutti i colori. Ma cosa c’è di vero e cosa dice la scienza?

Nonostante quando si parli di microonde, l’unica cosa a venirci in mente sia proprio l’elettrodomestico, questo tipo di radiazioni hanno molte altre applicazioni. Le microonde ad esempio sono utilizzate: come segnali di trasmissione per i ponti radio, tra parabole a distanze di centinaia di chilometri; ma anche per comunicare con i satelliti in orbita, evitando le interferenze da parte dell’atmosfera; per inviare dati con alcuni tipi di Bluetooth; e per rilevare oggetti in movimento con i radar bellici e non.

Ma parliamo un po’ di storia.
Tutto ebbe inizio negli anni ’40 da un incontro tra l’ingegnere americano dell’azienda Raytheon, Percy Lebaron Spencer, e alcuni ingegneri britannici per produrre su scala industriale i magnetron da usare nei radar bellici usati nella Seconda guerra mondiale. Il radar a microonde era infatti un innovativo sistema in grado di intercettare gli aeroplani tedeschi grazie alle microonde prodotte dal dispositivo noto come magnetron appunto. Ma durante un esperimento con il magnetron, Percy si accorse per caso che la barretta di cioccolato che aveva in tasca si era sciolta. Per curiosità mise poi di fianco al dispositivo dei chicchi di mais e… wow! ottenne dei pop-corn!!

Resosi conto quindi della portata di questa scoperta, Spencer adattò il magnetron per farlo diventare un forno: il primo prototipo uscì dalla fabbrica nel 1947 e si chiamava Radarange. Era largo “solo” un metro e mezzo e pesava 340 chili Per arrivare a una versione casalinga dell’elettrodomestico dovemmo attendere ancora una decina d’anni.

Ma come funziona il forno a microonde? Dal punto di vista fisico, le microonde sono onde con una lunghezza di qualche centimetro con frequenza solitamente sotto i 3 GHz. Tuttavia, se utilizzate per altri scopi le microonde possono arrivare alle frequenze di anche 400GhZ e più.

Le radiazioni dei forni domestici agitano le molecole “polari” (come l’acqua). Vibrando, queste molecole si scaldano e per attrito e irradiazione trasferiscono calore al cibo.

Sostanzialmente, il microonde è una gabbia metallica costruita attorno al magnetron. Il metallo delle pareti serve a riflettere le onde e fa sì che queste restino all'interno dell’apparecchio venendo assorbite solamente dal cibo presente all'interno.

In generale, l’esposizione diretta alle microonde è nociva. Tra le altre cose, può danneggiare gli spermatozoi e provocare, ustioni e cataratta.  Ribadiamo che si sta parlando di esposizioni dirette e ad alte dosi. Utilizzando il forno a microonde invece non dobbiamo preoccuparci: questi elettrodomestici sono schermati e le radiazioni rimangono dentro al nostro forno.

Un ampio studio pubblicato nel 2001 ha concluso che, basandosi sulle evidenze scientifiche finora disponibili, si può concludere che l’esposizione alle radiazioni provenienti dai forni a microonde è molto inferiore agli standard di sicurezza internazionali, e che è altamente improbabile che tali radiazioni provochino effetti nocivi sulla salute. Ma come è schermato un microonde?
Come già accennato, le onde elettromagnetiche generate dal magnetron “rimbalzano” sulle pareti metalliche di cui è composto il microonde senza poter diffondersi all'esterno.

L’unico “anello debole” è il vetro anteriore. Tuttavia, se osservate bene, noterete tra i due vetri che compongono lo sportello, una fine rete metallica. Questa è sufficiente a schermare dalle microonde. Infatti, poiché la larghezza delle maglie è inferiore all'ampiezza della radiazione, essa non riesce ad attraversare la rete., Finché la rete rimane integra insomma, non c’è nulla da temere.

Perché invece, non si può mettere il metallo nel microonde? Il motivo è che per generare le microonde, il magnetron del microonde deve generare un forte campo elettromagnetico e del metallo all'interno del forno potrebbe fungere da antenna generando corrente elettrica che noi osserviamo sotto forma di scintille. Questa corrente elettrica finirebbe per danneggiare e infine rompere l’elettrodomestico.