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INQUINAMENTO ELETTROMAGNETICO ED “EFFETTI BIOLOGICI”

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L’interesse verso i campi elettromagnetici ha assunto negli ultimi anni un’importanza crescente legata al contemporaneo frenetico sviluppo di nuovi sistemi di telecomunicazione, i cui impianti si sono diffusi in maniera capillare in ambito urbano destando dubbi e preoccupazioni circa la loro pericolosità. Anche l’intensificazione della rete di trasmissione elettrica, conseguente all’aumento della richiesta di energia elettrica, nonché l’urbanizzazione di territori precedentemente disabitati e caratterizzati dalla presenza di elettrodotti o di emittenti radiotelevisive, hanno contribuito a destare perplessità circa i possibili effetti sulla salute derivanti dalla permanenza prolungata in prossimità di tali installazioni. Il fenomeno comunemente definito “inquinamento elettromagnetico” è legato alla generazione di campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici artificiali, cioè non attribuibili al naturale fondo terrestre o ad eventi naturali (quale ad esempio può essere il campo elettrico generato da un fulmine), ma prodotti da impianti realizzati per trasmettere informazioni attraverso la propagazione di onde elettromagnetiche (impianti radio-TV e per telefonia mobile), da impianti utilizzati per il trasporto e la trasformazione dell’energia elettrica dalle centrali di produzione fino all’utilizzatore in ambiente urbano (elettrodotti), da apparati per applicazioni biomedicali, da impianti per lavorazioni industriali, nonché da tutti quei dispositivi il cui funzionamento è subordinato a un’alimentazione di rete elettrica (tipico esempio sono gli elettrodomestici). Mentre i sistemi di Teleradiocomunicazione (impianti radio-TV, telefonia mobile) sono appositamente progettati e costruiti per emettere onde elettromagnetiche (irradiatori intenzionali), le quali sono alla base della trasmissione delle informazioni (audio, video, etc.) gli impianti di trasporto, di trasformazione (elettrodotti) e gli utilizzatori di energia elettrica emettono invece nell’ambiente circostante campi elettrici e magnetici in maniera non intenzionale, ma come conseguenza diretta e inevitabile del loro funzionamento basato sul trasporto e quindi sulla presenza e movimento di carica elettrica. Infatti, una carica elettrica genera una modificazione dello spazio ad essa circostante tale che, se un’altra carica elettrica viene posta in tale spazio, risente di una forza che può essere attrattiva o repulsiva. Tale modificazione viene indicata con il termine di campo elettrico. Analogamente una corrente elettrica, che è generata da cariche in movimento, produce una modificazione dello spazio circostante: il campo magnetico. Quest’ultimo ha caratteristiche sostanzialmente diverse da quelle del campo elettrico. L’unità di misura del campo elettrico nel Sistema internazionale è il Volt su metro (V/m), mentre quella del campo magnetico è l’Ampere su metro (A/m). Sovente vengono riportati valori di campo espressi in microtesla (mT); in questi casi la grandezza a cui si fa riferimento è il campo di induzione magnetica, dal quale è possibile ricavare il valore di campo magnetico espresso in A/m, sapendo che in aria i due sono legati tra loro attraverso una costante di proporzionalità nota come permeabilità magnetica del vuoto(m0). I campi elettromagnetici si propagano sotto forma di onde elettromagnetiche, per le quali viene definito un parametro, detto frequenza, che indica il numero di oscillazioni che l’onda elettromagnetica compie in un secondo. L’unità di misura della frequenza è l’Hertz (1 Hz equivale a una oscillazione al secondo). Sulla base della frequenza viene effettuata una distinzione tra: inquinamento elettromagnetico generato da campi a bassa frequenza (0 Hz – 10 kHz), nel quale rientrano i campi generati dagli elettrodotti che emettono campi elettromagnetici a 50 Hz.

Inquinamento Elettromagnetico generato da campi ad Alta Frequenza

(10 kHz – 300 GHz)

nel quale rientrano i campi generati dagli impianti radio-TV e di telefonia mobile. Questa distinzione è necessaria in quanto le caratteristiche dei campi in prossimità delle sorgenti variano al variare della frequenza di emissione, così come variano i meccanismi di interazione di tali campi con i tessuti biologici e quindi le possibili conseguenze correlabili all’esposizione umana (effetti sulla salute).

In risposta alla necessità, oramai da tempo avvertita sia a livello nazionale ma ancor più a livello locale, di un censimento delle sorgenti inquinanti e sulla base anche di quanto previsto  dal nuovo scenario normativo (legge quadro n. 36/2001), è in corso la costituzione di specifici catasti (nazionale e regionali) delle sorgenti di campo elettromagnetico come supporto per le attività di controllo, di informazione della cittadinanza e, soprattutto, per l’attività di pianificazione. Alcune regioni, in considerazione soprattutto del proliferare degli impianti per la telefonia cellulare, hanno già da qualche tempo avviato specifiche attività per la loro realizzazione.

Sia nel settore delle radiofrequenze che in quello delle frequenze estremamente basse (ELF, Extremely Low Frequency) l’entità delle attività di controllo è in fase di continua crescita; ciò è dovuto sia alla crescente pressione sul territorio che alle richieste da parte della popolazione. Attualmente, infatti, l’attività di controllo dell’inquinamento elettromagnetico rappresenta una delle principali emergenze per gli enti competenti (Agenzie regionali per l’ambiente), come ampiamente documentato dalle migliaia di interventi in campo. Laddove sono verificati superamenti dei limiti di esposizione dei valori di attenzione e degli obiettivi di qualità vengono intraprese le necessarie azioni di risanamento.

La tendenza futura va verso l’adozione di nuove tecnologie che modificheranno l’assetto ambientale e paesaggistico, principalmente dei siti urbani. L’adozione di tecnologie a basso impatto e una buona pianificazione territoriale consentiranno di raggiungere un buon compromesso tra la diffusione delle sorgenti impattanti e la tutela dell’ambiente.

Impianti Radiotelevisivi.

Un impianto emittente radio-TV è costituito da una o più antenne trasmittenti, la cui funzione è di convertire un segnale elettrico in un’onda elettromagnetica ad alta frequenza in grado di propagarsi attraverso lo spazio e di trasportare le informazioni (audio, video, etc.) fino ad una o più antenne riceventi, le quali operano la riconversione dell’onda elettromagnetica in un segnale elettrico che giunge agli apparecchi televisivi e radiofonici.

Esistono due diverse metodologie di trasmissione: di tipo Broadcasting, o a diffusione. Nella trasmissione di tipo broadcasting il segnale viene irradiato dall’antenna trasmittente su una vasta area e può dunque giungere a molte antenne riceventi; tipico esempio di sistemi a diffusione sono le antenne radiotelevisive e le stazioni radio base della telefonia cellulare. Nella trasmissione di tipo direttivo, invece, si ha un collegamento da punto a punto, cioè l’energia elettromagnetica emessa dall’antenna trasmittente è concentrata in un fascio di radiazione molto stretto indirizzato ad un’unica antenna ricevente. Per il buon funzionamento di questi apparati è necessario che il fascio di radiazione non incontri ostacoli lungo il percorso. Esempio di sistemi di tipo direttivo sono i ponti radio, cioè antenne per lo più paraboliche di notevole impatto visivo, utilizzate per trasmissione di segnali in diversi settori (industria, telecomunicazioni, militare, etc.).

La potenza degli impianti di Teleradiocomunicazione varia in genere da qualche watt (W) fino a qualche decina di chilowatt (kW): essa è correlata alla grandezza dell’area entro la quale l’antenna trasmittente deve assicurare il servizio. Tale area per un sistema radiotelevisivo può essere costituita dal territorio di uno o più Comuni, di una Provincia o di una Regione. Ovviamente al crescere della grandezza dell’area da servire deve crescere la potenza di emissione dell’impianto radiotelevisivo. Esistono antenne che, sfruttando determinati meccanismi di propagazione delle onde elettromagnetiche in certi intervalli di frequenza, sono in grado di trasmettere le informazioni in tutto il mondo; per esse la potenza di emissione sale notevolmente fino a raggiungere diverse centinaia di kW.

Gli impianti di Teleradiocomunicazione trasmettono nella fascia di frequenze che va da circa 100 kHz a 300GHz: all’interno di questo intervallo vi è un’ulteriore suddivisione in bande di frequenza, in ciascuna delle quali rientra un ben definito tipo di sorgente irradiante. Oltre alla frequenza, un’altra caratteristica che distingue le diverse tipologie di sorgenti è il tipo di “codificazione” del segnale emesso, comunemente nota con il termine di modulazione.

Telefonia Mobile.

La telefonia cellulare ha avuto negli ultimi anni un notevole sviluppo, accompagnato da un forte incremento del numero di impianti fissi per telefonia mobile (Stazioni Radio Base, di seguito indicate con SRB) collocati in ambiente urbano, necessari a garantire la qualità e la copertura territoriale del servizio. La presenza di SRB, soprattutto quando collocate sui terrazzi degli edifici, non è sempre tollerata dalla popolazione, in apprensione soprattutto per gli eventuali effetti sanitari connessi all’esposizione ai campi elettromagnetici che esse generano. Il termine cellulare deriva dal meccanismo di suddivisione del territorio in parti denominate “celle”, ciascuna delle quali è servita da una SRB alla quale si collegano in trasmissione ed in ricezione tutti i telefoni cellulari presenti nella cella. Questo frazionamento del territorio consente di ridurre la potenza emessa dalle SRB fino a valori dell’ordine delle decine di Watt e di utilizzare le stesse frequenze di trasmissione in celle diverse. Le comunicazioni tramite cellulare avvengono mediante propagazione di onde elettromagnetiche a frequenze pari a circa 900 MHz per il sistema TACS (Total Access Communication System) e 900÷1800 MHz per il sistema GSM (Global System for Mobile Communication). La tecnologia del sistema TACS, che ha rappresentato la prima generazione di telefonia cellulare diffusasi all’inizio degli anni ’80, presenta numerosi inconvenienti e limitazioni. Ciò ha portato allo studio e messa a punto di una nuova tecnologia, quella del sistema Gsm che, a partire dagli anni ’90, garantisce agli utenti una maggiore capacità di servizio e riservatezza delle informazioni trasmesse. La capillare diffusione di SRB in ambiente urbano, dovuta oltre che al crescere dell’utenza anche alla diversificazione dei gestori di telefonia mobile, ha fatto emergere la necessità di una pianificazione dell’iter autorizzativo all’installazione di tali impianti.

Elettrodotti

Con il termine elettrodotto si intende “l’insieme delle linee elettriche, delle sottostazioni e delle cabine di trasformazione” (Legge Quadro, n. 36/2001, sulla protezione dalle esposizioni a campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici).

Gli elettrodotti costituiscono gli elementi fondamentali del sistema elettrico realizzato per il trasporto e la distribuzione dell’energia elettrica dalle centrali di produzione agli apparati utilizzatori, che possono essere i comuni elettrodomestici così come anche gli impianti di grandi complessi industriali. Esiste una grande varietà di tipologie di elettrodotti, differenti per funzione (trasporto, distribuzione, trasformazione della tensione), per tecnica costruttiva (elettrodotti aerei o interrati, a semplice o a doppia terna, etc.), per tensione di esercizio.

Sulla base di quest’ultima è possibile individuare impianti a:

  1. Altissima tensione (AAT) 220 – 380 kV
  2. Alta tensione (AT) 40 – 150 kV
  3. Media tensione (MT) 10 – 30 kV
  4. Bassa tensione (BT) 0,22 – 0,38 kV

La distribuzione sul territorio degli elettrodotti è diversa a seconda della tensione di esercizio: il criterio di localizzazione è di definire per le altissime/alte tensioni tracciati che interessano prettamente zone disabitate, mentre per le medie e soprattutto per le basse tensioni le linee elettriche devono necessariamente svilupparsi in zone urbanizzate al fine di poter raggiungere gli utilizzatori domestici.

Gli elettrodotti generano nell’ ambiente campi elettrici e magnetici variabili nel tempo con una frequenza pari a 50 Hz, detta anche frequenza industriale, e costituiscono la principale sorgente esterna di campi a frequenze estremamente basse (ELF). L’ intensità del campo elettrico generato da un elettrodotto aumenta al crescere della tensione di esercizio. Questa ultima è costante nel tempo e tale sarà anche il campo elettrico prodotto ad una certa distanza a parità di altre condizioni (struttura dell’ impianto ed eventuale presenza di oggetti in grado di perturbare il campo stesso). L’ intensità del campo magnetico dipende dalla corrente che circola nei conduttori, aumentando al crescere della corrente trasportata; tale grandezza è variabile nell’arco della giornata, perché strettamente correlata alla richiesta di energia elettrica da parte degli utenti, e pertanto anche l’intensità del campo magnetico ha una notevole variabilità temporale. Ad esempio l’ intensità dei campi magnetici generati dalle linee elettriche raggiunge valori minimi nelle ore notturne quando la richiesta di energia diminuisce. Il campo elettrico e il campo magnetico diminuiscono all’aumentare della distanza dall’ elettrodotto e dipendono anche dal numero e dalla disposizione dei conduttori.

Effetti dei Campi Elettromagnetici sui Sistemi Biologici

I campi elettromagnetici (CEM) producono effetti diversi sui sistemi biologici quali cellule o gli esseri umani, in funzione della loro frequenza ed intensità. Questi effetti possono provocare un danno alla salute. Un effetto biologico si verifica quando l’esposizione alle onde elettromagnetiche provoca alcune variazioni fisiologiche notevoli o rilevabili in un sistema biologico. Un danno alla salute, ossia un effetto sanitario, avviene 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. Gran parte degli effetti riscontrati nell’esposizione ai CEM derivano da due meccanismi principali: il riscaldamento dei tessuti e l’induzione di correnti elettriche. Il meccanismo dominante ed eventualmente responsabile dell’effetto negativo varia a seconda della frequenza del CEM. Effetti dei CEM inferiori a 1 MHz: Non producono riscaldamento significativo, ma inducono soprattutto correnti e cariche elettriche. Stimolano nervi e muscoli; ad intensità molto elevate possono determinare vibrazioni dei peli cutanei. Nei processi di reazioni biochimiche presenti nel corpo umano si riscontrano correnti intorno a 10 mA/m2 ; valori superiori a 100 mA/m2 possono modificare in modo significativo tali correnti di “fondo” 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. In ogni caso gli effetti dovuti ad esposizione a campi elettrici ELF (Extremely Low Frequency) fino a 20 kV/m sono pochi, innocui e riguardano unicamente la stimolazione dovuta alle cariche elettriche indotte sulla superficie del corpo. Per quanto riguarda i campi magnetici, l’esposizione per varie ore di volontari a campi ELF fino a 5 mT (milliTesla) ha dimostrato scarse evidenze fisiologiche. Per esposizione a livelli molto bassi di intensità presenti negli ambienti di vita, dell’ordine di 0,2µT (micro tesla), da alcune ricerche epidemiologiche vengono riferiti effetti nocivi dei quali non esistono conferme nelle ricerche scientifiche di laboratorio e pertanto non ancora accertati: tra questi il rischio di tumore in quanto l’esposizione a campi ELF inibirebbe la secrezione della melatonina, un ormone che protegge dal tumore mammario generato da altri agenti; ma allo stato attuale ciò risulta poco probabile. Sono segnalate alterazioni nell’attività elettrica cerebrale di animali dovute a variazioni di mobilità degli ioni calcio ovvero modificazioni nel tasso di proliferazione delle cellule con alterazioni dell’attività enzimatica o influenza sui geni del DNA delle cellule, ma le incertezze in proposito sono molte. Esistono diversi studi epidemiologici sull’uomo ma i risultati sono incerti: alcuni studi indicano una relazione tra esposizione ai CEM ELF, anche a bassa intensità, ed insorgenza di tumori, soprattutto leucemie infantili, ma tale possibile effetto cancerogeno è controverso. Effetti dei CEM tra 1MHz – 10 Ghz: Penetrano nei tessuti esposti e producono induzione di correnti elettriche e riscaldamento a causa dell’assorbimento di energia (effetto termico). La profondità della penetrazione dipende dalla frequenza del campo, ed è maggiore per le frequenze più basse. A bassi livelli l’aumento localizzato della temperatura stimola il sistema termoregolatore che ripristina le condizioni termiche iniziali, e l’individuo non ne è conscio. Questo effetto biologico può risultare particolarmente grave in quanto il riscaldamento interessa zone interne del corpo e non viene direttamente percepito dagli organi sensoriali; per di più l’organismo non riesce a smaltirlo adeguatamente attraverso i meccanismi di compensazione del corpo. Per gli effetti sanitari, come conseguenza del riscaldamento indotto nei tessuti (stress termico) e delle sollecitazioni anomale dei meccanismi di termoregolazione, si possono manifestare diverse risposte dovute al calore, come avviene in conseguenza di febbri prolungate o in ambienti surriscaldati, quali ad esempio la non capacità di svolgere compiti mentali o fisici ma anche l’influenza sulla fertilità maschile e difetti alla nascita, ma solo se la temperatura del feto aumenta di 2-3 gradi all’ora. Ad alta intensità, si determinano effetti acuti nocivi per la salute quali ad esempio cataratte oculari, ustioni della pelle, riduzione dei globuli bianchi e sterilità come conseguenza del riscaldamento indotto superiore a 1 grado, che è il limite compatibile con il normale svolgimento dei processi biologici. Per un aumento di temperatura minore di 1 grado, si manifestano degli effetti non termici a lungo termine, associati ad esposizioni prolungate a campi di bassa intensità che provocano modificazioni funzionali delle cellule, quali disturbi neuroendocrini e comportamentali (astenia, affaticamento, impotenza, perdita della memoria), e ipotizza induzione di tumore. Tali effetti sull’uomo non sono mai stati provati con certezza. Effetti dei CEM tra 10 GHz – 300 GHz: vengono assorbiti presso la superficie della pelle e delle parti del corpo esposte (effetto termico), e l’energia che penetra nei tessuti sottostanti è molto ridotta. Le esposizioni, intense e prolungate nel tempo, possono essere molto gravi, in particolare per gli organi poco vascolarizzati e dunque a bassa conducibilità termica come il cristallino dell’occhio o i testicoli. Ad alta intensità del campo si manifestano danni quali cataratte oculari e ustioni della pelle. Effetti dei campi elettrici statici: Non penetrano nel corpo. Si possono trovare livelli elevati di campi vicino alle sorgenti e possono essere all’origine di scariche elettriche. Possono provocare vibrazione dei peli cutanei e non esistono evidenze di nocività. Effetti dei campi magnetici statici: Si trasmettono inalterati nel corpo umano senza attenuazione di intensità. Ad alta intensità, al di fuori dei normali livelli ambientali, si manifestano alterazioni del flusso del sangue o modificazioni dei normali impulsi nervosi. Limite di esposizione: è 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 dalla popolazione e dei lavoratori per le finalità di cui all’articolo 1, comma 1, lettera a) della Legge Quadro; Valore di attenzione: è 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 per le finalità di cui all’articolo 1, comma 1, lettere b) e c). Esso costituisce misura di cautela ai fini della protezione da possibili effetti a lungo termine e deve essere raggiunto nei tempi e nei modi previsti dalla legge.

FONTE

Comune di Piario – Provincia di Bergamo – Valutazione Ambientale Strategica – Piano di Governo del Territorio

Fase 1 – Documento Di Scoping – Orientamento Della V.A.S. –  Settembre 2009

DNA E SEGNALI ELETTROMAGNETICI A BASSA FREQUENZA

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Di seguito verranno prese in esame le teorie proposte dai fisici che
collaborano con Luc Montagnier e si occupano di teoria quantistica dei
campi (QFT).

Fisica classica e fisica quantistica

La differenza generale e profonda tra la fisica classica e quella
quantistica è che nella prima la materia viene considerata per così dire
“intrinsecamente passiva”, cioè la materia scambia energia tramite
l’applicazione di forze; nella meccanica quantistica, invece, la materia
viene considerata “intrinsecamente fluttuante”.
L’inconsistenza e l’impossibilità della meccanica classica di
rappresentare la realtà della luce e dell’elettrone, viene invece spiegata
con la meccanica quantistica. Nella meccanica classica la materia ha
quindi l’horror vacui, cioè la natura aborre il vuoto, mentre nella
meccanica quantistica la natura ha un opposto horror quietis.
3.1.2 Fisica quantistica e Teoria quantistica dei campi
La meccanica quantistica descrive il comportamento della radiazione,
della materia e delle loro interazioni, su scala atomica e subatomica.
Per farlo, si basa sul fatto che alcune quantità di certi sistemi fisici,
come l’energia o il momento angolare, possono variare soltanto di
valori discreti, sono cioè quantizzate (quanti). Nella meccanica classica
la luce è considerata un’onda e l’elettrone è una particella, nella
meccanica quantistica viene conferito carattere ondulatorio alla materia
e carattere corpuscolare alla radiazione attraverso il dualismo ondaparticella.
Il cardine della fisica quantistica è il principio di
indeterminazione di Heisenberg: esistono coppie di grandezze che non
possono venire misurate contemporaneamente con la stessa necessaria
precisione; anzi, la precisione di misura dell’una è inversamente
proporzionale alla precisione di misura dell’altra. Applicato all’atomo
questo principio esprime l’impossibilità di misurare congiuntamente e
con la stessa precisione posizione e velocità istantanea dell’elettrone.
Ogni fotone ha una lunghezza d’onda caratteristica e un’energia E = h·ν,
dove ν è la frequenza dell’onda, h la costante di Planck. La relazione
che sussiste tra la lunghezza d’onda λ e la frequenza è c = λ·ν , dove c è
la velocità della luce. L’energia associata al fotone è direttamente
proporzionale alla sua frequenza. Le radiazioni ad alta frequenza, come
i raggi X e i raggi gamma, hanno caratteristiche ionizzanti, perché sono
ad alto contenuto energetico. La fisica quantistica introduce il concetto
di probabilità di un evento abbandonando il determinismo assoluto
della meccanica classica. L’elettrone, quindi, può essere descritto con
una funzione d’onda Ψ il cui quadrato │Ψ│2 è legato alla densità di
probabilità di trovare l’elettrone in una qualsiasi zona di spazio attorno
al nucleo dell’atomo. Le fluttuazioni in fisica quantistica non
riguardano solo gli atomi, ma anche il campo elettromagnetico e le
fluttuazioni quantistiche del vuoto: anche il vuoto è un oggetto
quantistico e quindi oscilla, come verificato nel 1948 attraverso il
cosiddetto effetto Lamb. I fisici teorici calcolarono con esattezza
l’energia dell’elettrone nell’atomo di idrogeno quando ruota attorno al
protone. Tale valore fu poi verificato sperimentalmente dai fisici
sperimentali che rilevarono una discordanza tra previsione teorica e
valore misurato (circa una parte su un milione). Questo dimostrava
l’esistenza delle fluttuazioni del vuoto. Infatti, l’elettrone che ruota
attorno al nucleo è una carica in movimento che genera un campo
elettromagnetico, il quale, viene perturbato dal campo elettromagnetico
dei fotoni che emergono dal vuoto spostando, così, l’energia
dell’elettrone. Il vuoto quantistico dunque e’ qualcosa di altamente
dinamico, possiede un certo livello di energia, detto energia di punto
zero e dà origine alle fluttuazioni virtuali (un’altra conferma
sperimentale di questo e’ data p.es dall’effetto Casimir, la lieve forza
attrattiva misurata tra due piastre metalliche scariche e distanti tra loro
pochi micron, in assenza di campi elettromagnetici e in un sistema
sottovuoto).
Tra le numerose applicazioni permesse dalla fisica quantistica si
ricorda il microscopio a effetto tunnel quantistico (STM) in grado di
rilevare e mostrare immagini di superfici a livello atomico. L’elemento
fondamentale del microscopio è la sonda ultrasottile, solitamente un
filo elettrico che termina con una punta costituita da pochissimi atomi
di tungsteno, platino-iridio, oro. La sonda viene avvicinata agli atomi
della superficie a una distanza pari a circa 1 nm. La nube elettronica
dell’atomo, all’estremità della sonda, e quella dell’atomo della superficie
si sovrappongono. Applicando una piccola differenza di potenziale
sonda-campione, tra le due nubi elettroniche scorrerà una piccolissima
corrente per effetto tunnel quantistico che dipende dalla distanza tra le
due parti non in contatto tra loro. La sonda seguendo i contorni delle
nubi elettroniche, permette il rilevamento topografico della superficie.
La teoria quantistica dei Campi (QFT) è l’applicazione della meccanica
quantistica ai campi e fornisce un sistema di riferimento ampiamente
usato in fisica delle particelle e in fisica della materia condensata. In
particolare, la teoria quantistica del campo elettromagnetico, conosciuta
come elettrodinamica quantistica, è una teoria in grado di descrivere
molto bene le proprietà fondamentali della natura e tratta l’interazione
della radiazione elettromagnetica con la materia

Ipotesi

Dal punto di vista fisico gli esperimenti descritti da Montagnier
potrebbero essere giustificati come un’alternanza di processi chimici e
di interazioni elettromagnetiche. In altre parole, e in modo non convenzionale,
come una serie di reazioni biochimiche governate
elettromagneticamente.
I risultati sperimentali dell’esperimento verrebbero descritti con una
teoria quantistica dei campi (QFT) applicata all’acqua allo stato
liquido. Questa teoria è intrinsecamente non lineare e fornisce gli
strumenti adatti a descrivere un insieme complesso di processi
anch’essi non lineari [6-11].
Essa concepisce l’acqua liquida come una sostanza che non è composta
solo da legami puramente statici tra molecole (legami idrogeno e
interazioni elettriche dipolo-dipolo), ma nella quale viene coinvolto,
come nuovo elemento di interazione, il campo elettromagnetico. In
accordo con un approccio teorico fondato sulla teoria quantistica dei
campi l’acqua liquida infatti non sarebbe costituita da molecole
indipendenti ma da voluminosi aggregati (domini di coerenza) di
molecole tenute in fase dall’accoppiamento elettromagnetico.

La teoria
Tale teoria può essere schematizzata come segue [6-11]:
a) un insieme di molecole interagendo con un campo
elettromagnetico acquisisce, sopra una soglia di densità e al di sotto di
una temperatura critica, un nuovo stato di minima energia, differente da
quello che si ha in assenza di campo elettromagnetico e nel quale il
movimento delle molecole è scorrelato. Questo stato a bassa energia
implica una configurazione nella quale le molecole racchiuse in una
porzione di spazio delimitato, denominato dominio di coerenza,
oscillano all’unisono con la frequenza del campo elettromagnetico
racchiuso all’interno di esso. La dimensione di questo dominio
corrisponde alla lunghezza d’onda λ relativa alla frequenza di
oscillazione dell’onda intrappolata. L’oscillazione collettiva coerente
delle molecole componenti il CD (Coherence Domain) si verifica tra lo
stato fondamentale e uno stato eccitato che ha volume, secondo la fisica
atomica, più ampio rispetto al volume dello stato fondamentale. La
lunghezza d’onda del campo EM intrappolato dipende dall’energia di
eccitazione.

Il dominio di coerenza è una cavità autoprodotta attraverso il campo
elettromagnetico a causa del meccanismo di Anderson-Higgs-Kibble
[9], che implica che il fotone del campo elettromagnetico intrappolato
acquista una massa immaginaria, diventando quindi incapace di
lasciare il CD. Questo auto-trapping del campo elettromagnetico
garantisce che l’energia del dominio di coerenza abbia un valore limite
più basso. A causa di questo autointrappolamento la frequenza del
campo elettromagnetico del CD diventa molto più piccola della
frequenza di oscillazione del campo libero, congruentemente con la
formula E=h/f (dove f è la frequenza, h è la costante di Plank , E è
l’energia associata all’onda). Questi risultati si applicano a tutti i
liquidi.
La peculiarità dell’acqua è che l’oscillazione coerente avviene tra lo
stato fondamentale (elettroni legati) e uno stato eccitato (elettroni
quasi-liberi) di 12,06 eV, appena sotto la soglia di ionizzazione (12,60
eV). Nel caso dell’acqua liquida, il dominio di coerenza (della
dimensione di 100 nm secondo l’equazione “1” ) comprende un insieme
di elettroni quasi-liberi che sono in grado di accettare l’energia fornita
dall’esterno e la trasformano in eccitazioni coerenti (chiamate anche
vortici) a entropia è più bassa dell’entropia dell’energia in ingresso. Di
conseguenza, i domini di coerenza dell’acqua potrebbero diventare
strutture dissipative, nel senso della termodinamica dei processi
irreversibili [12-14].
Semplificando, si può dire che all’interno del dominio ci sarà quindi un
sistema “più ordinato” rispetto all’esterno e in grado di riorganizzare
in maniera “più ordinata” anche l’energia “più disordinata” che
proviene dall’esterno.
b) la coerenza tra le molecole è contrastata dalle collisioni termiche
che potrebbero mettere le molecole fuori fase (fuori risonanza), come
nel modello Landau dell’elio liquido superfluido [15]. La competizione
tra attrazione elettrodinamica e rumore termico produce un crossover
permanente di molecole tra un regime coerente e uno non coerente. Per
un dato valore di temperatura, il numero totale di molecole coerenti e
non coerenti è costante, ma ogni molecola oscilla tra i due regimi
producendo un continuo ricambio della distribuzione spaziale delle due
frazioni e quindi la struttura spaziale dei domini di coerenza cambia
continuamente nel tempo. Ogni esperimento che abbia un tempo di
risoluzione, più lungo della vita media delle sopra menzionate strutture
spaziali, rivela l’acqua come un liquido omogeneo mentre la sua
struttura bifasica può essere rivelata negli esperimenti che abbiano un
tempo di risoluzione breve a sufficienza. Questa proprietà vale solo per
l’acqua bulk, cioè per quelle molecole d’acqua che sono distanti diverse
taglie molecolari da membrane o molecole biologiche o altre sostanze.
Vicino a una superficie di membrana, l’attrazione tra molecole d’acqua
e la superficie può proteggere la struttura coerente dal rumore termico,
dando origine a una stabilizzazione della struttura coerente. Questo è in
particolare vero nel caso degli organismi viventi nei quali molecole
d’acqua siano legate a membrane o a catene di biomolecole. L’acqua
interfacciale è quindi permanentemente coerente e può esibire le
conseguenze di lungo periodo della coerenza. In un organismo
biologico nessuna molecola d’acqua è più lontana da una superficie,
più di poche centinaia di Angstrom cosicché la totalità dell’acqua in un
organismo vivente si trova nello stato interfacciale ed è quindi
coerente. E’ noto, ormai da tempo, che le proprietà fisiche dell’acqua di
interfaccia sono molto diverse da quelle dell’acqua bulk.
c) quando, come negli organismi viventi, i domini di coerenza
dell’acqua vengono stabilizzati, importanti conseguenze nascono per la
presenza di un serbatoio di elettroni quasi-liberi: è possibile ottenere,
attraverso l’effetto tunnel quantistico o piccole eccitazioni esterne,
elettroni liberi disponibili a rifornire reazioni ossido riduttive [16]. I
domini di coerenza inoltre immagazzinano l’energia esterna sotto
forma di eccitazioni coerenti (vortici). L’aspetto di oscillazione
coerente di questi vortici impedisce gli urti all’interno di esso, quindi,
questi possono avere durata lunghissima cosicché le energie di questi
vortici si sommano rendendo possibile il raggiungimento di valori
molto alti a partire dalla piccolissima energia delle eccitazioni
elementari. Quindi i sistemi viventi sono capaci di combinare n fotoni
di frequenza v in un unico fotone di frequenza n*v.
d) quando la frequenza di oscillazione del CD corrisponde a quella
di altre molecole presenti sulla superficie del dominio stesso, potrebbe
accadere che, tali molecole, acquistino per risonanza l’energia
accumulata nel dominio a patto che tale valore eguagli l’energia di
attivazione della corrispondente molecola.
Inoltre, qualora lo spettro di frequenze del dominio di coerenza sia in
grado di attrarre i componenti monomeri di un polimero, quest’ultimo
sarebbe creato dall’attrazione dei monomeri sul CD, in una reazione a
catena che addiziona tali monomeri purché essi siano presenti in
soluzione. In questo modo è possibile indurre la polimerizzazione dei
monomeri fornendo, ai domini di coerenza della soluzione acquosa di
monomeri, le frequenze elettromagnetiche tipiche per essi. La
precedente dinamica spiega il carattere selettivo dell’interazione tra il
campo elettromagnetico e le biomolecole. In particolare, una specie
molecolare presente sulla superficie di un dominio di coerenza in
grande quantità, può fissare un limite superiore all’energia che si può
immagazzinare in tale dominio. Il tipo di reazione biochimica in una
cellula determina la frequenza massima del campo elettromagnetico
che può essere immagazzinato. La forma di un dominio di coerenza in
un organismo vivente dipende dalla forma della superficie a cui essa
aderisce.
e) una proprietà collettiva dei CD dell’acqua, che potrebbe dare
origine a un’ attività biochimica sincrona in una regione mesoscopica,
dovrebbe richiedere una costanza energetica per tutti i CD coinvolti.
Questo requisito è soddisfatto da un meccanismo che coinvolge gli ioni
elettrolitici e che ha un ruolo riconosciuto nella dinamica biologica. Gli
ioni prossimi ai CD d’acqua sono infatti attratti dal campo
elettromagnetico intrappolato nei domini, di conseguenza sono
mantenuti in orbita attorno al dominio muovendosi a una velocità
circolare proporzionale alla cosiddetta frequenza di ciclotrone
dove, q = carica elettrica, m = massa ionica e B = campo
elettromagnetico.
Poiché le proteine e il DNA sono anche polielettroliti, essi sono
circondati da una nube di contro-ioni positivi; ioni aventi una frequenza
di ciclotrone nell’intervallo tra 1 e 100 Hz che svolgono un ruolo
importante. È stato sperimentalmente rilevato da Zhadin e Giuliani
[17,18] che, applicando un campo magnetico, avente una frequenza
corrispondente alla frequenza di ciclotrone dello ione, su un sistema nel
quale tali ioni sono presenti, questi vengono deviati dalle loro orbite.
Questo meccanismo è stato teoricamente spiegato [19]: a causa della
conservazione del momento angolare, l’allontanamento degli ioni dalle
orbite ciclotroniche produce un moto rotazionale degli elettroni quasi liberi
dei CD dell’acqua, che si eccitano energeticamente [20]. Nel caso
nel quale la concentrazione di ioni può essere considerata uniforme in
una regione mesoscopica e il campo eletttromagnetico esternamente
applicato ha anch’esso una dimensione mesoscopica, si può assumere
che la quantità di energia di eccitazione sia uniforme in una regione che
comprende un gran numero di CD di acqua, i quali vengono
corrispondentemente eccitati in modo uniforme, garantendo così una
intercoerenza tra domini. Abbiamo, quindi, tanti domini di coerenza
che diventano coerenti tra loro.
L’applicazione di una combinazione di due campi magnetici paralleli
(uno statico e l’altro alternato) a una corrente di ioni che fluisce
perpendicolarmente alla direzione comune dei due campi, genera un
notevole picco di ampiezza al flusso ionico quando la frequenza del
campo alternato era uguale a una frequenza caratteristica (frequenza di
ciclotrone), specifica di ogni data specie ionica e proporzionale
all’intensità del campo statico. Si noti che l’intensità del campo
alternato deve essere inferiore a una soglia molto bassa. Questo
fenomeno può essere alla base del transito degli ioni attraverso la
membrana cellulare, protetta da potenziali elettrici di membrana
abbastanza elevati.
La persistenza nel tempo di una frequenza estremamente bassa dei
campi magnetici garantisce una costante eccitazione dei CD dell’acqua
e corrispondentemente delle attività biochimiche da essi catalizzate.
Il ruolo svolto dal campo elettromagnetico di background a frequenza
bassa è reso più chiaro dall’osservazione che per fornire energia ai CD
dell’acqua abbiamo bisogno di un campo elettromagnetico risonante. In
organismi di alto grado, come gli esseri umani, questo campo può
essere prodotto dal sistema nervoso. Microrganismi elementari, quali
batteri, utilizzerebbero i campi geomagnetici risonanti di Schumann [4].

Questi campi stazionari sono prodotti dall’attività
magnetica (fulmini e altri fenomeni quali radiazioni solari) che si
verificano nella porzione di spazio tra la superficie della terra e la
ionosfera conduttiva. Queste onde stazionarie dovrebbero avere una
frequenza νs che nel caso ideale è [4] dove R è il raggio della Terra. A causa della non idealità della cavità Terra-Ionosfera le frequenze reali sono modestamente inferiori rispetto a quelle attese nel caso ideale dell’eq.3. Le frequenze rilevate
sperimentalmente corrispondono a 7,83 Hz (fondamentale); 14,03 Hz;
20,08 Hz; 27,3 Hz; 33,8 Hz.
Di conseguenza, al fine di produrre l’energia di caricamento dei CD, il
sistema biologico deve selezionare specie ioniche aventi un rapporto
q/m tale che, dato il valore locale di B nell’organismo, il valore dato
dall’ eq.2 si accordi con una delle frequenze risonanti di Schumann. Ci
si aspetta che il valore locale di B non sia molto diverso da quello del
campo magnetico terrestre, che è dell’ordine di 50 microtesla.
Come precisato precedentemente (punto e), gli ioni vengono deviati
dalle loro orbite quando il valore del campo magnetico B è scelto in
modo che la vs corrisponda alla frequenza di ciclotrone dello ione.
Questo avviene in realtà alle frequenze di Schumann di 7,83 Hz del
campo geomagnetico. Tali deviazioni degli ioni dalle loro orbite di
ciclotrone producono a loro volta, a causa della conservazione del
momento angolare, una contro-rotazione del plasma di elettroni quasi liberi
nei CD, che avrà una frequenza dipendente dalla loro
concentrazione, che è quindi l’unica variabile rilevante. Come risultato,
la rotazione indotta del plasma di elettroni quasi-liberi nei CD produce
il segnale EMS osservato.

Una conferma del fatto che le frequenze osservate siano prodotte
dall’attività magnetica è data dal fatto che l’eccitazione è impedita
dall’assorbimento elettromagnetico dello strato di mumetal.
È interessante notare che, qualora le orbite di ciclotrone attorno al
guscio d’acqua dovessero essere saturate da una specie ionica con
frequenza di oscillazione non corrispondente alle risonanze di
Schumann, l’attività del sistema biologico verrebbe inibita. Questa
previsione è in accordo con l’evidenza dell’esistenza di ioni che
promuovono attività biologiche e ioni che le inibiscono. Tali
conclusioni valgono solo se il background elettromagnetico
corrisponde a quello naturale (modi di Schumann). Si osserva inoltre
che la presenza o meno del segnale elettromagnetico è legato alla
dipendenza dalla concentrazione di diluizione della soluzione acquosa.
Poiché il momento angolare è quantizzato, esiste una soglia di
diluizione (concentrazione di ioni) al di sopra della quale non si ha il
fenomeno, come previsto e osservato. Più in dettaglio, si supponga di
essere in grado di estrarre n ioni per CD, allora il plasma di N elettroni
quasi-liberi inizia a ruotare con una frequenza molto superiore alla
frequenza di ciclotrone dello ione poiché la massa dell’elettrone è molto
più piccola della massa degli ioni. Un corrispondente campo di co-risonanza
appare nei dintorni dei CD rotanti e potrebbe essere
all’origine di una coerenza estesa tra i CD.
La frequenza di oscillazione del CD è diminuita con l’aumento di
diluizione acquosa. L’esistenza di un range di diluizioni potrebbe essere
compresa presumendo che il segnale prodotto da diluizioni inferiori
potrebbe avere una frequenza superiore all’intervallo dei valori
rilevabili dagli strumenti utilizzati. Diluizioni superiori, al contrario,
potrebbero non produrre alcun segnale poiché la concentrazione di ioni
è diminuita sotto la soglia in grado di eccitare i CD. Il campo associato
al segnale elettromagnetico osservato, generato attraverso il
meccanismo altamente non lineare descritto sopra, può anche innescare
la coerenza tra i domini di coerenza in un secondo tubo di acqua pura
nel quale può penetrare alle condizioni descritte negli esperimenti. Una
volta che i domini di coerenza dell’acqua del secondo tubo siano
eccitati dal campo elettromagnetico proveniente dal primo tubo, il DNA
potrebbe essere polimerizzato localmente in conformità al processo
suggerito nel punto d) della presente sezione (cioè per addizione
successiva come nel caso del polimero). Si riscontra infatti nel DNA
riprodotto nella provetta 2 un’omologia del 98% rispetto alla molecola
originale (102 paia di basi su 104). Ulteriori studi dal punto di vista
quantitativo del fenomeno sono ancora in corso.

Possibili applicazioni mediche

Da questo e numerosi altri esperimenti condotti dall’equipe di
Montagnier è emerso che molteplici specie batteriche hanno la
caratteristica di emettere segnali elettromagnetici a vari ordini di
grandezza di diluizioni, gli stessi ordini di grandezza tipici per il
Mycoplasma pirum. Tra queste specie batteriche elenchiamo: B
Streptococcus, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa,
Proteus mirabilis, Bacillus subtilis, Salmonella, Clostridium
perfringens.
Un’altra caratteristica fondamentale è che ogni specie batterica che
manifesta tali proprietà presenta uno spettro di emissione in frequenza
tipico per quella determinata specie. Tale evidenza emerge dall’analisi
di Fourier dei segnali emessi per ogni specie batterica analizzata. E’
possibile rilevare segnali elettromagnetici, anche, dal plasma di pazienti
affetti da varie infezioni e malattie croniche. Il plasma deve essere
mantenuto fresco e non congelato. Se il plasma viene congelato a -70°
C allora si deve estrarre il DNA per recuperare i segnali. Il DNA può
anche essere estratto da biopsie di tessuto. Le malattie in cui sono stati
osservati tali segnali elettromagnetici (Alzheimer, Parkinson, sclerosi
multipla, varie neuropatie, sindrome di Lyme cronica, artrite
reumatoide) può essere considerato, alla luce di quanto sopra descritto,
un indice della loro eziologia virale o batterica.
Un caso speciale è quello dell’HIV. EMS sono stati regolarmente
rilevati nelle sequenze di DNA dell’HIV (Fig. 28,29) nel sangue dei
pazienti trattati con terapie antiretrovirali (ART) e che rispondevano
bene al trattamento, poiché, si aveva la scomparsa delle copie RNA
virali nel sangue in circolazione. La produzione del EMS è, quindi,
indotta da un singolo gene o da frammenti di gene. Usando un clone di
DNA dell’HIV creato in laboratorio si è costruita la mappatura dei geni
dei virus che sono in grado trasmettere EMS.

La terapia antiretrovirale è basata su inibitori delle proteasi e della
trascrittasi inversa del virus. Tuttavia, dopo l’interruzione di tale
trattamento la moltiplicazione del virus riprende e questo suggerisce
l’esistenza di un “reservoir” (serbatoio) non accessibile al trattamento
classico. Inoltre, anche le frazioni di globuli rossi includono DNA che
emette tali segnali. Questo è strano poiché gli eritrociti non contengono
DNA e il virus HIV non si lega alle membrane eritrocitarie.
Ciò indica che l’ART induca nei pazienti il rilascio plasmatico di una
sequenza del DNA di HIV come se l’inibizione dell’infezione nella fase
di trascrizione inversa stesse spingendo il virus a un livello basso di
replicazione usando solo templates circolanti di DNA.
E’ stata inoltre promossa l’idea che il trattamento ART, che include

Qualunque sia l’origine del DNA circolante, il suo facile rilevamento
attraverso i segnali elettromagnetici potrebbe renderlo un biomarker
unico di interesse clinico.

Conclusioni

Accertare in modo definitivo la natura dei segnali elettromagnetici
provenienti dal DNA di batteri e virus e spiegarne l’origine e il
significato rappresenta un’integrazione delle attuali conoscenze nel
campo delle scienze di base e un potenziale strumento nel campo della
medicina aprendo la strada allo sviluppo di sistemi ad alta sensibilità
per il rilevamento di infezioni batteriche croniche in diverse malattie.
Questo studio proposto da Montagnier, che si integra con altri rilievi
significativi in questo dominio della ricerca, spiega i fenomeni
osservati fin’ora alla luce delle teorie della fisica quantistica che
forniscono una spiegazione alle evidenze sperimentali presentate che
promettono un cambio di prospettiva nell’interpretazione dei fenomeni
biologici.

Bibliografia

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[20] Del Giudice E and Giuliani L 2010 Eur. J. of Oncol. Library 5 7
Sitografia: http://it.wikipedia.org

FONTE

ALMA MATER STUDIORUM – UNIVERSITÀ DI BOLOGNA
CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA BIOMEDICA

“EVIDENZE DELL’INDUZIONE DI SEGNALI ELETTROMAGNETICI A BASSA FREQUENZA DA PARTE DI DNA IN SOLUZIONE”
Elaborato in Biochimica

Relatore Dott. Emanuele Giordano

Presentata da Ermanno Tufano