A A 2002-2003 Prof. Ing. Paolo NEPA ______________________ Candidato: Loretta Libera TRAMONTE ______________________ I T Tesi di Laurea UN MODELLO DI CELLULA BIOLOGICA ESPOSTA A CAMPI ELETTROMAGNETICI Relatori: Prof. Ing. Agostino MONORCHIO ______________

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Tesi di Laurea

UN MODELLO DI CELLULA BIOLOGICA

ESPOSTA A CAMPI ELETTROMAGNETICI

Relatori:

Prof. Ing. Agostino MONORCHIO

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Prof. Ing. Paolo NEPA

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Candidato:

Loretta Libera TRAMONTE

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Prefazione

Questa tesi ha lo scopo di analizzare un modello di cellula biologica, esposta a campi elettromagnetici, mediante simulazioni numeriche effettuate con il software “CFDTD ver. 1.1”, che implementa il Metodo delle Differenze Finite nel Dominio del Tempo (FDTD).

Vengono dapprima esposte le proprietà dielettriche del modello cellulare considerato e la teoria relativa al rilassamento dielettrico. Inoltre vengono presentati i calcoli per la determinazione della tensione di transmembrana in cellule sferoidali.

Nella seconda parte della tesi, viene valutata la distribuzione del campo elettrico e magnetico sia nel dominio del tempo che in quello della frequenza. In quest’ultimo caso, lo studio è stato svolto sia alla frequenza operativa dei siatemi cellulari (900MHz) sia a quella della tecnologia Bluetooth (2.45 GHz).

Abstract

A model of biological cell exposed to electromagnetic fields, through numerical simulations with "CFDTD ver. 1.1" code, is analyzed in this dissertation.

This software implements the Finite Difference Time Domain – FDTD – method. The dielectric properties of cell model and the relaxation theory are examined first. The transmembrane potential (TMP) in spheroidal cells is also calculated.

The electric and magnetic field distribution is evaluated both in the time and frequency domain. The frequencies under investigation are 900 MHz and 2.45 GHz, corresponding to the operating frequency of cellular system and Bluetooth technology, respectively.

Ringraziamenti

Desidero ringraziare il Prof. Ing. Agostino Monorchio e il Prof. Ing.Paolo Nepa per avermi offerto la possibilita’ di svolgere questo lavoro di tesi e per l’aiuto datomi durante la realizzazione di questo.

Vorrei inoltre ringraziare il Prof. Ing. Giuliano Manara per avermi dato la possibilita’ di utilizzare le attrezzature del laboratorio.

Un ringraziamento particolare va all’Ing. Simone Genovesi per i consigli e la disponibilità dimostratami in qualsiasi momento e a tutti i ragazzi del Laboratorio di

Microonde del Dip. d’Ingegneria dell’Informazione dell’Università’ di Pisa.

Infine, ma non per importanza, vorrei ringraziare tutti i miei AMICI che in questi anni mi hanno aiutata e confortata

A Papà, Mamma e Patrizia

per avermi sempre sostenuta ed incoraggiata.