tecnologia / elettromagnetismo / impianti per telecom

Impianti fissi per telecomunicazioni

Gli apparati per telecomunicazione sono sistemi che per svolgere la loro funzione devono emettere verso l’esterno, con la massima efficienza, l’energia elettromagnetica generata e amplificata da un trasmettitore; questa emissione avviene attraverso un trasduttore, anche chiamato antenna trasmittente.Le antenne sono quindi dispositivi aventi la funzione di trasduttori per operare la trasformazione di un segnale elettrico in energia elettromagnetica irradiata nello spazio libero (antenne trasmittenti) oppure effettuare la conversione inversa (antenne riceventi). La trasmissione può essere di tipo broadcasting oppure di tipo direttivo: nel primo caso l’antenna deve diffondere il segnale su aree abbastanza vaste per raggiungere il maggior numero di utenti possibile, mentre nel secondo le antenne costituiscono un ponte radio, cioè un collegamento tra due punti in vista.

Sono un esempio di impianti broadcasting i ripetitori radiotelevisivi e gli impianti di telefonia cellulare, che sostanzialmente differiscono per le potenze impiegate e quindi per le aree di territorio coperte: i primi hanno spesso potenze superiori al kW e, a seconda della loro quota di installazione, coprono bacini di utenza che interessano anche più provincie, mentre i secondi impiegano potenze di decine di Watt e di solito interessano aree di qualche chilometro. La copertura del territorio in molti casi viene ottenuta con combinazioni di singole antenne, i "sistemi antenna", che permettono un irraggiamento orizzontale pressoché isotropo (copertura dell’orizzonte su 360°). Sul piano verticale, invece, l’antenna emette un fascio di irradiazione con angolo di apertura che tipicamente varia da qualche grado a qualche decina di grado: ciò vuol dire che se l’antenna è sufficientemente alta rispetto al terreno, attorno al traliccio si crea una zona d’ombra più o meno estesa, in cui il campo elettromagnetico ha valori di entità limitata.

I ponti radio vengono realizzati con antenne paraboliche che irradiano l’energia elettromagnetica in fasci molto stretti, sia orizzontalmente che verticalmente; grazie al loro elevato guadagno inviano il segnale a grandi distanze impiegando potenze in molti casi inferiori al Watt. I ponti radio servono quindi per collegare tra loro due punti (antenne) distanti senza ostacoli interposti, emettendo il segnale in una direzione precisa e con una frequenza elevata.Questi impianti, spesso di grandi dimensioni, hanno un notevole impatto ambientale, ma di solito, grazie alla loro elevata direttività ed alle potenze impiegate, non presentano problemi di ordine protezionistico.

Da quanto detto, le emittenti radio televisive sono perciò le più critiche per quanto riguarda l’entità dei campi elettromagnetici e l’esposizione della popolazione, anche perché questo settore risente di una crescita disordinata e soffre dell’assenza di una pianificazione delle frequenze e di un controllo sulle potenze impiegate. Questa situazione, soprattutto per l’emittenza radio in banda FM, ha portato ad una rincorsa continua all’innalzamento delle potenze che si è resa necessaria per guadagnare utenza rispetto all’emittente concorrente. In alcuni casi, le potenze elevate, unitamente ad apparati installati a pochi metri dal suolo, sottopongono la popolazione che vive nelle vicinanze a rischi non giustificabili. Se leggi precise imponessero opportune limitazioni, si potrebbe risparmiare energia, limitare le interferenze tra i vari apparati e ridurre i problemi di ordine sanitario senza compromettere la capacità commerciale delle emittenti.

Le Stazioni Radio Base (SRB) per telefonia cellulare hanno seguito uno sviluppo completamente diverso, che ha portato a situazioni più controllabili, sia per la tipologia degli impianti stessi, sia per il numero limitato di gestori. Gli impianti di telefonia cellulare coprono in modo capillare tutto il territorio, assegnando ad ogni stazione installata un’area o cella, le cui dimensioni dipendono dalla densità degli utenti: nei centri abitati, ad esempio, le celle sono di qualche centinaio di metri, mentre nelle aree extraurbane sono decisamente più grandi.
Gli apparati fissi di telefonia cellulare si compongono di antenne che trasmettono il segnale al telefono cellulare ed antenne che ricevono il segnale trasmesso da quest’ultimo. Gli apparati irradianti sono installati su tralicci o su edifici elevati, in modo da inviare il segnale, senza troppe interferenze, nella rispettiva cella di territorio; la copertura della porzione di territorio viene garantita da tre gruppi di antenne (tre celle) collocate in direzioni diverse, tali da garantire la quasi isotropicità del sistema.
Le potenze irradiate per ogni direzione variano da 72 Watt per un sistema TACS, a 25 Watt per un sistema GSM. L’altezza delle installazioni, le potenze impiegate, la tipologia delle antenne impiegate concorrono nel complesso a limitare notevolmente i valori del campo elettromagnetico nelle aree circostanti l’impianto, tanto che nella totalità dei casi esaminati finora i valori misurati sono risultati ampiamente al di sotto dei limiti di riferimento

(Tratto dalla documentazione disponibile sul sito di ARPA)