CAMPI ELETTROMAGNETICI E ORGANISMI VEGETALI
 

Indagini sperimentali
 

Elena Comino*, Alberto Quaglíno*, Crístína Soleri*

* Dipartimento di Georisorse e Territorio - Politecnico di Torino

 

Introduzione

L'utilizzo delle onde elettromagnetiche è una costante della nostra vita: quotidianamente siamo in contatto con esse volontariamente ed involontariamente, attraverso televisori, apparecchiature radio,, elettrodomestici, lampade alogene, termocoperte, telefoni cellulari e quant'altro.

Si impone quindi la necessità di conoscere se ci sia, e di quale entità, il rischio legato all'esposizione, più o meno prolungata nel tempo, ad un campo elettromagnetico ed inoltre di definire, se esiste, il collegamento con l'insorgenza di alcune patologie che compaiono in soggetti particolarmente esposti 'Circa vent'anni fa, sono apparse le prime indicazioni di natura epidemiologica (Werheimer e Leeper, Tomenius, Savitz, Feychting, Ahlbom), riguardo una possibile associazione tra campi magnetici e tumori; sono stati studiati innumerevoli dispositivo atti alla riduzione ed alla schermatura di onde elettromagnetiche, tuttavia questo tema è, ancor oggi, uno dei più dibattuti nel campo della protezione. Inoltre si sono sviluppate non solo ricerche scientifiche, ma anche polemiche e preoccupazioni, che spesso sono sfociate in veri e propri stati di ansia e di fobia per i più svariati sistemi elettrici ed elettronici.

Pertanto, considerata l'importanza dei problema e dei possibili effetti che esso suscita, non solo di carattere tecnicoscientifico, ma anche e soprattutto sociale, le ricerche sono in atto. 

L'interesse e le preoccupazioni non sono rivolte solo alle basse frequenze (ovvero 50 Hz), ma anche a quelle medio alte., oramai largamente diffuse attraverso le tecnologie utilizzate per le telecomunicazioni. Infatti, in tutti i paesi industrializzati, si utilizzano sistemi di controllo dei traffico aereo e marittimo, telecomunicazioni, nonché apparecchiature industriali e diagnostico- terapeutiche che impiegano microonde (MW) e radiofrequenze (RF).

E' proprio su queste che il gruppo di lavoro, nato dalla collaborazione tra il Dipartimento di Georisorse e Territorio dei Politecnico di Torino, il Laboratorio di Risorse Energetiche dei Politecnico di Losanna e il Laboratorio di Fitogenetica cellulare dell'Università di Losanna, ha continuato la ricerca i cui primi risultati sperimentali sono stati presentati in un lavoro precedente (Comino et al., 1 999), nonché in occasione di un seminario tenutosi presso il Politecnico di Torino nell'aprile 1998.

La ricerca è proseguita con l'intento di approfondire ulteriormente le indagini sperimentali precedentemente condotte, nonché di validare ulteriormente i dati ottenuti e fornire, con maggior cognizione di causa, un ulteriore contributo al dibattito, sempre di attualità, che divide sia il mondo scientifico, sia l'opinione pubblica a livello internazionale.

 

Radiomobili cellulari: problemi del- le radiazioni non ionizzanti

I sistemi radiomobili offrono, e sempre di più offriranno nell'immediato futuro, la possibilità di effettuare la trasmissione sia di voce che di dati a grandi distanze in modo wireless, vale a dire senza l'ausilio dei tradizionale cavo di collegamento.

I primi sistemi radiomobili impiegavano la tecnica broadcast, simile in tutto e per tutto a quella radiotelevisiva. Questi sistemi prevedevano una sola Stazione Radio Base (SRB) centralizzata e dotata di trasmettitori in grado di erogare una potenza in radiofrequenza piuttosto elevata. Tali trasmettitori, installati in zone strategiche particolarmente elevate, come in vetta ai monti, alle colline o sui tetti dei gratta- cieli, presidiavano una zona fissa ben definita. Questa tecnica risulta, però, affetta da limitazioni piuttosto restrittive dettate dal numero di canali radio disponibili e dall'impossibilità di riutilizzarli su brevi distanze, il che le relega ad applicazioni in impianti privati e nei sistemi cercapersone.

Per ovviare a questo problema è stata adottata la tecnica di copertura cellulare, un nuovo concetto il cui principio di funzionamento si basa sulla distribuzione di diverse SRB di bassa potenza, in grado di coprire aree molto più piccole, denominate celle.

L'interazione delle radiazioni elettromagnetiche a radiofrequenza (100 kHz - 300 MHz) e microonde (300 MHz - 300 GHz) con un qualsiasi corpo è caratterizzata dall'assorbimento di energia radiante.

Per un sistema vivente, questo assorbimento (detto "interazione primaria") è seguito da un'interazione diretta con processi biochimici, i cui effetti costituiscono i cosiddetti "effetti biologici "e sono dati da variazioni nella struttura o nella funzionalità dei sistema stesso (Carlo 1997, Krueger H. 1990, lanoz 1997).

 

Gli "effetti biologici" sono dunque il risultato di tre fenomeni:

 

1.penetrazione delle RF e MW in un corpo biologico e loro modalità di propagazione;

2. interazione primaria RF e MW con la materia vivente (meccanismo di riassorbimento);

3. effetti secondari, sia acuti che cronici, indotti dall'interazione primaria.

 

Esistono, o possono esistere, diversi modi di interagire di un'onda elettro- magnetica con le sostanze ed i tessuti degli esseri viventi, vegetali ed ani- mali, ed in particolare dell'uomo. Alcuni di questi meccanismi sono accerta- ti e studiati quantitativamente, altri so- no ipotizzati e studiati con metodi indi- retti più o meno affidabili.

Poiché il corpo degli esseri viventi contiene moltissima acqua in cui sono disciolte sostanze che la rendono notevolmente conduttiva, un'onda elettromagnetica che attraversi un essere vivente deposita in esso una parte dell'energia trasportata. L'energia perduta può essere trasformata in calore per le cosiddette perdite dielettriche, tipiche di un isolante imperfetto, o per correnti parassite, tipiche di un conduttore avente elevata resistività.

 Altri meccanismi di interazione possono essere: trasporto di particolari ioni  che possono influenzare il metabolismo; interferenza con i segnali elettrici circolanti nel sistema nervoso; modifica di reazioni biochimiche per assorbimento selettivo di energia.

Sono stati osservati molti fenomeni biologici provocati da onde elettromagnetiche, la cui origine, è sufficientemente spiegabile come effetto di semplice riscaldamento.

Perciò uno o più meccanismi di integrazione “ non termica “ sono quasi certamente attivi, ma non è stato finora possibile provare quali siano i meccanismi che effettivamente agiscono( Pegolo F. 1993 a,b,c ; Gervasini 1996; Vecchia 1997 ).

 

Ricerche sperimentali
 

Due tipologie di sperimentazioni sono

state condotte : una a campo magnetico a frequenza 50 Hz al fine di valicare i risultati precedentemente ottenuti modificando opportunamente alcune condizioni sperimentali, l’altra, volta ad individuare  i possibili effetti dovuti ad esposizioni a campi a frequenza 900 MHz..

Entrambe le sperimentazioni sono state realizzate presso il Laboratoire de Rèseaux Electrique dell’Ecole Politechnique Fèdèrale e presso il Laboratoire de Phytogenetique Cellulare dell’Università di Biologia di Losanna.

L’organismo vegetale utilizzato è un particolare tipo di muschio, la Psicomitrella Patens che, per le sue caratteristiche genetiche, può essere considerato un modello biologico.Tale muschio, già utilizzato precedentemente come “specie vegetale test” è stato impiegato per queste seconde sperimentazioni, data la semplicità che ne contraddistingue la crescita e lo sviluppo ( Fig. 1 ).

  

Indagini sperimentali a 50 Hz

Sulla base dei risultati e delle osservazioni ottenute durante la precedente sperimentazione (Comino E. 1998), si è proceduto ad avviare una nuova sperimentazione.

La nuova sperimentazione è stata condotta facendo due nuove esperienze, ripetute per due volte .

Ciascuna esperienza è stata condotta utilizzando cinque bobine all’interno delle quali i muschi sono stati sottoposti a cinque differenti valori di campo magnetico per un periodo di 20

giorni ( Tab. 1 ).

 

Rispetto alla precedente sperimentazione sono state variate alcune condizioni sperimentali: ad esempio l'intensità di luce, parametro fisico che condiziona in modo significativo la crescita e lo sviluppo delle spore. Ogni bobina è stata dotata di un neon soltanto: diminuendo la quantità di luce, infatti, si rallenta la crescita delle spore: così facendo, il fattore che influenza in modo evidente il loro sviluppo è legato principalmente al campo magnetico cui sono soggette.

E’ stato quindi possibile evidenziare maggiormente la connessione esistente tra la mortalità delle spore sottoposte al campo magnetico ed intensità di quest’ultimo.

 

Inoltre è stato variato il  parametro

intensità di campo magnetico evidenziando il rapporto esistente tra "dose" ed "effetto".

I parametri  osservati sono stati: germinazione e morte delle spore, sviluppo delle spore (Tab. 2), mentre non si è più preso in considerazione il fototropismo in quanto nelle esperienze precedenti era già stata ampiamente confermata la direzionalità preferenziale verso la luce.

I risultati ottenuti nelle quattro nuove esperienze condotte sono sintetizzati nella (tabella 3).

Come si può notare, le condizioni sperimentali della prima esperienza sono uguali a quelle della seconda, mentre quelle della terza sono uguali a quelle della quarta esperienza: si è, infatti, voluto ripetere le esperienze,  due volte prima di trarre considerazioni conclusive.

 

I risultati delle quattro esperienze so- no stati espressi mediando tra loro i dati della prima esperienza con quelli della seconda (Tab. 4) e, successiva- mente, quelli della terza con quelli della quarta esperienza (Tab. 5).

Nel complesso appare evidente l'influenza dei campi magnetici sulla crescita e sullo sviluppo delle spore.

Osservando i risultati riportati nelle tabelle si possono trarre le seguenti considerazioni conclusive:

-          la percentuale delle spore germinate e morte è maggiore nella bobina a c.m. più elevato;.

-          si nota inoltre come, a parità di intensità di c.m., nella bobina avente  illuminazione di 2 neon si ha la maggior mortalità; questo significa che l'intensità di illuminazione influenza positivamente la germinazione delle spore;

-          non vi sono sostanziali differenze tra le capsule esposte a campo magnetico alternato e quelle soggette a campo magnetico continuo;

-          lo sviluppo delle spore, espresso facendo la distinzione tra spore con più di otto cellule e quelle con meno di otto cellule, è maggiore in quelle bobine ,aventi c.m. 1 mT e 0,7 mT . Solamente nelle bobine in cui il campo magnetico è “alto", (1,5 mT) la percentuale di spore "grandi" non supera il 50%. Nella bobina nella quale la quantità di luce è pari ad 1 neon soltanto, tale percentuale diminuisce ulteriormente; ancora una volta è evidente, pertanto, l'importanza che la luce riveste nello sviluppo e crescita delle spore;

-          il migliore sviluppo, come ci si aspettava, si è sempre avuto nella bobina testimone (ovvero nella bobina 3 avente c.m. nullo).  

 

Indagini sperimentali a 900 MHz

In questa serie di esperienze si è pensato di sottoporre spore di Phiscomitrella Patens a campi elettromagnetici a frequenze pari a 900 MHz, tipiche, ad esempio, dei telefoni cellulari. Si sono avviate tre esperienze: le prime due aventi tra loro le stesse condizioni sperimentali, la terza è stata avviata variando il parametro illuminazione e la disposizione delle capsule al di sotto dell'antenna. Questo è stato fatto al fine di mettere in evidenza l'eventuale esistenza di un rapporto tra posizione capsula e sorgente di onde.

Inoltre, si è avviata una quarta esperienza utilizzando semi di Nicotiana tabacurn. Si è scelta proprio questa specie perché possiede una serie di coppie di geni omologhi, denominati rispettiva- mente GU e US, i quali, in presenza di fattori di stress, come ad esempio un campo elettromagnetico, tendono a ricombinarsi dando origine al gene GUS che, in aggiunta dei substrato X-Glu, assume una colorazione blu.

Per la realizzazione "del laboratorio magnetico a 900MHz" si sono impiegati un generatore di tensione a frequenza variabile, un amplificatore ed un'antenna. Dopo aver impostato il generatore di tensione su un valore pari a 900 MHz, si è collegato quest'ultimo ad un amplificatore la cui funzione consiste nell'amplificare il segnale trasmesso all'antenna, mantenendone in- variata la frequenza. Al di sotto dell'antenna, in prossimità di una intensità luminosa variabile, prodotta da uno o due neon, a seconda delle condizioni sperimentali prescelte, sono state collocate quattro capsule contenenti il materiale vegetale.

Per tutte e quattro le esperienze il periodo di esposizione ai campi è stato di 4 settimane.

I risultati ottenuti e le condizioni sperimentali applicate sono sintetizzati nella tabella 6.

Osservando i risultati ottenuti nelle tre esperienze condotte utilizzando la Phíscomitrella Patens, si possono trarre alcune considerazioni conclusive:

-          la percentuale di spore non gerrninate e morte , è maggiore nella capsula posizionata all'interno della bobina posta      immediatamente sotto l'antenna:

-          lo sviluppo delle spore è sempre espresso mediante la distinzione tra spore con più e meno di 8 cellule, è fortemente ridotto nella capsula posizionata direttamente sotto l'antenna;

-          l'intensità di luce (vedi esperienza 3) è sempre il parametro discriminante. Si nota infatti come nelle prime due esperienze nelle quali l'illuminazione è di 1 neon soltanto la crescita è bloccata, mentre non lo è nella terza esperienza nella quale  i neon sono 2.

Nella quarta esperienza si e eseguita una prima applicazione alle alte frequenze utilizzando semi  di Nícotíana tabacum. Nell'esperienza condotta non si è assistito ad alcuna colorazione dei semi, al contrario di quanto ci si aspettava per effetto dello stress prodotto dai campi elettromagnetici, appare molto difficile, cosi in prima analisi, ipotizzare la ragione di tale com- portamento: occorrerà proseguire con le indagini in questa direzione, per evidenziare meglio i pesi di tutti i parametri identificati (Fiaveli R.B. 1985, Peterhans A. 1 990, Puchta H. 1993, Swo- boda P. 1994). -

 

Conclusioni

Per quanto riguarda le indagini a 50 Hz, il parametro la cui influenza è determinante sulla crescita dei muschi è risultato essere l'intensità di campo magnetico cui questi sono soggetti: si è trovato, infatti, che le spore esposte a valori di campo elevati presentavano uno sviluppo cellulare limitato, sempre accompagnato da una sicura morte delle stesse. E' comunque estremamente difficile stimare quali parametri caratteristici di un campo elettromagnetico siano direttamente coinvolti e responsabili di effetti biologici irreversibili, quali, ad esempio, la morte delle spore. Una ragione è dovuta al fatto che vi sono un gran numero di variabili sperimentali, quali ad esempio la frequenza, l'ampiezza e la durata dell’ esposízione.

 

I campi magnetici, inoltre, si sono dimostrati influenti sulla germinazione delle spore: si è trovata, infatti, una corrispondenza diretta tra dose ed effetto, ovvero tra la "non germinazione" delle spore ed il valore di campo applicato. Complessivamente tutti i risultati conseguiti in queste indagini sperimentali confermano quanto ottenuto nelle precedenti sperimentazioni, ovvero le indiscutibili difficoltà di crescita e sviluppo delle specie vegetali sottoposte a campo magnetico.

E' sempre doveroso ricordare l'effetto positivo della luce sulla germinazione delle spore,

Per quanto concerne le indagini a 900 MHz, l'influenza delle radiazioni elettromagnetiche prolungate sulla crescita e sullo sviluppo del materiale biologico è evidente; non sono altrettanto chiare, tuttavia, le modalità con cui tali radiazioni intervengono nei processi biologici sia vegetali che animali.

L'effetto predominante dell'interazione tra i campi elettromagnetici ad elevata frequenza ed il materiale biologico, è rappresentato dal calore. Mentre in alcuni tessuti ben vascolarizzati il calore prodotto può essere in larga parte ridistribuito dal sangue al resto dell'organismo, in altri caratterizzati da vascolarizzazione modesta (testicoli) o assente (cristallino), il calore può accumularsi e, quindi, compromettere gravemente la funzionalità dell'organo interessato.

Per quanto riguarda gli effetti prodotti dall'utilizzo di telefoni cellulari non è ancora accertato se, e in quale misura, un terminale possa aumentare il rischio di cancro al cervello. Pertanto occorrono ulteriori e complesse sperimentazioni con lunghi studi statistici.Inoltre si consiglia un uso saggio e non un abuso della telefonia cellulare, tenere l’antenna del terminale il più distante possibile dalla testa al fine di ridurre l’intensità del campo generato ed altri accorgimenti rivolti a non concentrare le onde elettromagnetiche alla testa. Alla luce di quanto espresso sarebbe quindi opportuno continuare in modo approfondito la ricerca volta ad evidenziare tutti i parametri fisiologici che intervengono nella crescita di specie vegetali.

Successivamente si potrebbe tentare di trasferire i risultati alla specie umana per investigare maggiormente le conseguenze dell’esposizione a campi elettromagnetici a radiofrequenza sull’attività cellulare dell’uomo. 

 

 

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