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Titolo: Elettrosmog ed emissione di corpo nero a 37°C che ricade sotto i 300GHz.

Salve.
 
 
Mi sono imbattuto nell'affermazione circa il come sia scientificamente dimostrabile che sulla base del limite di esposizione in vigore in Italia, con 6V/m (0.1W/mq) per permanenza non superiore alle quattro ore nel range 100kHz-300GHz e considerando l'emissione di corpo nero a 37°C che ricade sotto i 300GHz, una stanza quale potrebbe essere un'aula scolastica con dentro una trentina di persone sarebbe fuori norma:
 
 
https://groups.google.com/forum/?hl=it#!searchin/it.hobby.radioamatori/IK5NJM$20emissione$20di$20corpo$20nero|sort:date/it.hobby.radioamatori/w3D_FxCACqs/gHHYgs9XSAYJ
 
 
 
https://groups.google.com/forum/?hl=it#!searchin/it.hobby.radioamatori/IK5NJM$20emissione$20di$20corpo$20nero|sort:date/it.hobby.radioamatori/Z7zMLOfYECo/C2z1QXnrLXoJ
 
 
https://groups.google.com/forum/?hl=it#!search/emissione$20di$20corpo$20nero$20a$2037%C2%B0C/it.hobby.radioamatori/kSwy04FI-mk/1n_-ZZLC1egJ
 
 
 
C'è per caso qualcuno di voi che sa se esiste documentazione in tal senso, magari l'esito di esperimenti, oppure dove eventualmente poter trovare informazioni per ripetere il calcolo?
Mi basta un testo che tratti la questione, anche se confesso che una eventuale dimostrazione per passi mi farebbe comodo.
 
Premetto però che non sono nè un fisico, nè un addetto ai lavori, soltanto un curioso che possiede unicamente i rudimenti di base della fisica.
Grazie anticipatamente per qualsiasi eventuale aiuto e molte scuse per l'intromissione.
 
Peppino

 Mi sono imbattuto nell'affermazione circa il come sia scientificamente dimostrabile che 
 
Non e` una affermazione scientificamente dimostrabile, e` una "battuta" 
per mostrare che talvolta i limiti normativi di campo elettromagnetico 
possano essere un po' assurdi.
 
L'affermazione che riporti non puo`in nessun caso essere nulla di 
"scientifico" perche' per fare un calcolo che dia una corrispondenza con 
la realta` bisognerebbe conoscere tantissime informazioni, che non sono 
state prese in considerazione.
 
L'idea e` questa: se consideriamo il corpo umano come un corpo nero (non 
e` vero perche' ci sono anche i vestiti e l'emissivita`!), la radiazione 
nella banda da 100kHz a 300GHz, che si calcola con la legge di 
radiazione di Plank, e` di circa 2.6mW/(m^2 sr), cioe` 2.6 milliwatt al 
metro quadro per steradiante (se non ho sbagliato i conti).
 
La superficie del corpo umano e` di circa 2m^2, e se ci mettiamo davanti 
a un'altra persona, questa vede solo circa meta` della superficie, 
quindi un metro quadro e quindi riceve una potenza di 2.6mW (senza 
considerare distanza, direzione...).
 
Visto che il massimo di radiazione e` circa 95mW/m^2, ci vogliono 37 
radiatori da 2.6mW per raggiungere quel valore.
 
Come vedi ci sono molti aspetti non realistici: i vestiti non sono a 
37°C e neanche sono un corpo nero, sono state ignorate le distanze e le 
direzioni... E` un conto solo per dire che i limiti messi "a capocchia" 
possono dare situazioni assurde.
 
Franco
 
-- 
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https://www.avg.com
 

 metro quadro per steradiante (se non ho sbagliato i conti).
 
Se non li ho sbagliati io ;-), viene 2.6 mW/m^2
(cioè già integrata sull'angolo solido).
 
PS per Peppino
la potenza e.m. _totale_ emessa da un corpo umano
ipotizzato come avente emissività 1, ha ordine di
grandezza 1 kW...
 
Ciao
 
-- 
Giorgio Bibbiani
(mail non letta)

 Franco
 
 
Grazie Franco, ho recepito il concetto.
 
Peppino

 Ciao
 
Di nuovo molte grazie Giorgio.
 
Peppino

grandezza 1 kW...
 
E questo come si concilia con un input energetico di 20 MJ (per stare
abbondanti, dieta pantagruelica) nell'arco di 86400 s? Ciao


Beh, ci sono alcuni fattori correttivi da considerare:
- il corpo umano CU non è un corpo nero, a riprova
di giorno è possibile vedere le persone ;-), dunque
la potenza e.m. emessa da un CU (supposto avente
temperatura 37 °C) sarà minore di quella emessa
da un corpo nero di pari area alla stessa temperatura
- il CU oltre a emettere radiazione e.m. ne
assorbe anche, allora se si trovasse all'equilibrio
termico (quindi in un ambiente a temperatura di 37 °C)
la potenza e.m. assorbita sarebbe pari a quella
emessa e il bilancio e.m. sarebbe in pari,
anche in un ambiente a temperatura minore comunque
la potenza e.m. _netta_ scambiata sarà minore di
quella indicata sopra, ad es. se parte della
superficie del CU è ricoperta da abiti allora
le superfici interne degli abiti a contatto con
il CU hanno una temperatura quasi uguale a quella
del corpo umano e in quelle zone lo scambio netto
di energia e.m. tra CU e ambiente viene fortemente
ridotto.
 
Morale della storia: non è opportuno che un CU
nudo venga a trovarsi in un ambiente (spazio esterno)
a 2.7 K ;-).


 sull'angolo solido).
Non ho verificato: non m'interessa.
Ora vi proporrò un approccio piuttosto diverso, e poi una critica al
confronto col famigerato limite di 6 V/m.
 
Avete già rilevato che la T alla sup. dei vestiti non può essere 37°C
(i vestiti servono proprio a questo).
Inoltre le potenze emesse da più persone ammassate in un piccolo
ambiente non possono essere sommate: i corpi si "fanno ombra" e
dall'esterno del mucchio si vedono come un unico corpo avante come
superficie quella visibile, che è molto minore della somma delle
superfici.
Se invece pensiamo alla rad. mei piccoli intertizi tra i diversi
corpi, quella sì che potrebbe salire anche vicino a 37°C, ma proprio
per questo le persone non sopporterebbero di stare ammassate.
A meno che l'ambiente non sia molto freddo...
 
Insomma la schem. che porta a quel calcolo è del tutto irrealistica e
mi pare sia preferibile un'altra.
La stanza con le persone dentro potrebbe essere assimilata a una
cavità.
Il grande vantaggio sarebbe che (come Kirchhoff ci ha insegnato forse
170 anni fa) la rad.. di equilibrio nella cavità non dipende dalle
proprietà delle pareti.
(In questo caso per "pareti" dovremmo intendere sia i muri della
stanza, sia le superfici dei corpi.)
 
L'obiezione principale a questo modello è che la situazione non potrà
essere di equilibrio: i corpi sono sorgenti di energia (calore) dovuta
ai processi metabolici interni. Invece i muri, che saranno a contatto
con un ambiente esterno presumibilmente pià freddo, sono piuttosto
"pozzi" di energia, ossia assorbono più radiazione di quanta ne
emettono e stanno a tamp. minore dei corpi.
Ma se ci serve solo un calcolo all'ingrosso, approssimare con un
equilibrio a una temp. intermedia, poniamo 300 K, non dovrebbe essere
così male.
Il vantaggio della cavità è che possiamo ragionare sulla *densità di
energia* e non preoccuparci di propagazione, di angoli solidi e simili.
 
Ora vediamo un altro aspetto: in che campo di frequenze siamo?
Voglio dire in confronto alla temperatura.
Non c'è che da calcolare (hf/(kT), con f = 300 GHz, T 300 K, e si
trova all'incirca 0.05.
Questo alla frequenza massima: a freq. più basse il rapporto saà
ancora minore.
Ne segue che possiano trascurare del tutto gli effetti quantistici e
usare la formula di Rayleigh-Jeans, che è molto più semplice:
 
u(f,T) df = (8pi/c^3) kT f^2 df
 
Questa è l'energia per unità di volume nell'intervallo di freq.
(f,f+df).
Per calcolare la densità di energia toale dobbiamo integrare su f tra
i due estremi (fmin e fmax). Ma fmin è tanto minore di fmax che posso
metterla a zero:
 
U(T) = [(8 pi)/(3 c^3)] fmax^3 kT = 3.47x10^(-11) J/m^3.
 
Dalla teoria e.m. sappiamo che la densità di energia di un'onda e.m. è
 
U = (eps0 E^2 + mu0 H^2)/2 = eps0 E^2
 
perché i due termini mediati nel tempo sono uguali.
Con E = 6 V/m abbiamo
 
U = 3.2x10^(-10) J/m^3
 
ossia 10 volte quella trovata prima.
 
C'è però da discutere quanto senso abbia il confronto tra i due casi.
Intanto va segnalato che 6 V/m è il "limite di attenzione", da usarsi
nelle condizioni dette. Il che non significa affatto che basti
superarlo anche di poco per essere in condizioni di pericolo.
Non so su che basi sia stato fissato quel limite, ma suppongo che i
dati disponibili non mostrino danni rilevabili anche per intensità
parecchio maggiori. In altre parole, che ci sia un ampio limite di
sicurezza.
 
Comunque ciò che m'interessa di più è l'ambito di applicazione di quel
limite: onde e.m. generate da trasmettitori come stazioni radio, TV,
radar e simili.
Tutte queste hanno in comune di essere emissioni consistenti di una
portante modulata.
Le modulazioni in uso sono le pià diverse e non le conosco tutte. ma
credo di poter dire che in tutti i casi, ossservando lo spettro di
frequenze, si tratti sempre di sorgenti *quasi monocromatiche*, ossia
con larghezza Df della banda emessa molto minore di f: Df/f << 1.
 
Tutt'altro di ciò che accade con la radiazione di corpo nero, che è a
larghissima banda: non possiede una frequenza dominante, ma solo un
massimo, che per T = 300 K si trova attorno ai 300 THz, ossia 1000
volte la fmax considerata nel "ragionamento" di cui stiamo parlando.
E' vero che i vestiti assorbono gran parte di questa radiazione, se
proviene dall'esterno, mentre sotto 300 GHz l'assorb. è trascurabile.
Ma questo serve solo a dimostrare quanto sia complicato fare
un confronto tra i due casi: sorgente quasi monocromatica contro
radiazione nera.
 
Ma c'è di più. Anche se non ho idea di quali siano i possibili (nel
senso di pensati, non di trovati) danni prodotti dalle rad. e.m., mi
aspetto che possano esserci profonde differenze tra
1) l'azione di un'onda quasi monocromatica, il cui campo elettrico
oscilla in mdo quasi sinusoidale, con variazioni che avvengono
lentamente rispetto al periodo
2) quella della rad. nera, il cui campo oscilla caoticamente e con
grandissima rapidità, tanto che non è possibile individuare una
frequenza, una fase, un'ampiezza, se non su base statistica.
 
Si possono pensare effetti di un campo con andamento regolare, che
vengono invece cancellati in media per un campo caotico.
(Fanno eccezione solo gli effetti termici, che sono però fuori
questione per campi nei limiti di cui stiamo parlando.)
 
Tutto ciò basta, mi pare, per rendere improponibile il confronto.
 
 
-- 
Elio Fabri

 
 
 
-- 
1) Resistere, resistere, resistere.
2) Se tutti pagano le tasse, le tasse le pagano tutti
Soviet_Mario - (aka Gatto_Vizzato)

 resto ?
 
V. la mia risposta a El Filibustero delle h 06.57
in data odierna.
 
Insomma, una sedia a temperatura ambiente nel corso
di un anno irraggia svariati kWh di energia radiante,
ma non mangia mica... ;-).
[ovverosia, la sedia in media irraggia circa tanta
energia radiante quanta ne assorbe dall'ambiente,
l'uguaglianza dei 2 valori sarebbe esatta se la
temperatura della sedia rimanesse costante e se
l'irraggiamento fosse l'unica modalità di scambio
di calore tra sedia e ambiente]


 
 
agreed



si ho visto ... peraltro avevo frainteso l'affermazione, nel 
senso che ci avevo (implicitamente) aggiunto la dicitura 
"NETTA" che non c'era.
Se è un irraggiamento "lordo", nessuna obiezione, ovviamente.
Chiedo venia, continuo a usare male usenet, nel senso che 
non riesco a concludere la lettura di un 3D ... è perché se 
vado avanti, dopo mi scordo tutto :\ Non è cattiva volontà


 Non ho capito.
 
Bisogna spiegare il contesto in cui questa affermazione era sorta.
 
Quando erano stati fissati i limiti di esposizione c'erano state 
discussioni su quale valore adottare. Il valore di 100mW/m^2 e` un 
valore molto molto minore di quelli che potrebbero provocare un danno 
rilevabile.
 
Sotto la pressione di alcune lobby c'era stato il tentativo di abbassare 
ulteriormente il livello a 1mW/m^2, cioe` 0.6V/m, con la giustificazione 
che cosi` era ancora piu` sicuro. Un valore del genere avrebbe reso di 
fatto quasi impossibile usare tutti i sistemi radio, per cui qualcuno 
fece delle approssimazioni un po' allegre e nacque l'affermazione che 
una trentina di persone in una stanza per piu` di quattro ore avrebbero 
portato il livello di radiazione oltre al limite di 6V/m, figurarsi poi 
se il limite fosse stato di 0.6V/m.
 
L'idea di variare i limiti di compatibilita` elettromagnetica di un 
fattore di sicurezza non giustificato da nessuna ragione tecnica, esiste 
anche in altri campi. Mi e` capitato di vedere una specifica di un 
apparato avionico che doveva resistere a fulmini da 500kA, per poi 
scoprire che non si poteva fare la certificazione perche' non c'erano 
facilities in grado di generare scariche con quella corrente.
 
Per quanto riguarda la banda frazionale del segnale, e` vero che 
radiazione termica e radiazione di un trasmettitore sono completamente 
diverse in termini di spettro, e che nella maggioranza dei casi ci sono 
pochi segnali che costituiscono la maggior parte della potenza 
incidente, ma la legislazione prevede la somma della potenza di tutti i 
contributi, quindi di fatto non distingue fra due segnali forti o uno 
spettro continuo.


 abbondanti, dieta pantagruelica) nell'arco di 86400 s? Ciao
 
Ciao. 
 
 
 
Spero di non sbagliare, ma nella termogenesi (il processo chimico fisiologico con cui il corpo umano, in un ambiente freddo, genera calore per mantenere la temperatura interna a circa 37°C, mediante reazioni esotermiche) interviene molto attivamente (metabolismo cellulare, produzione di ATP, ecc.) l'ossigeno continuamente respirato. In sintesi, non credo che basti considerare solo l'apporto calorico di origine alimentare (a meno che, il numero di calorie che leggiamo con le varie diete non tenga già conto dell'interazione con tutto l'ossigeno, sinceramente non so).
 
Ciao. 
--
Gino Di Ruberto, IK8QQM
(american callsign K8QQM),
ID DMR: 2228273

 
 
 
