I raggi UV e la fotoprotezione

Ogni anno nel mondo, secondo dati OMS, (vedi per esempio www.who.int/uv/publications/en/Intersunguide.pdf - in inglese), insorgono tra i due e i tre milioni di tumori della pelle di tipo non-melanoma e approssimativamente 130.000 di casi di tipo melanoma seguendo un trend in crescita dal 1970.

In Italia la stima dei melanomi e dei decessi ad essi attribuiti, sebbene approssimativa, si aggira sui 7000 casi all'anno (fonte ISS www.epicentro.iss.it/problemi/melanoma/melanoma.htm), per non parlare dei danni permanenti e irreversibili agli occhi.
Ad oggi è ormai un dato scientifico la correlazione tra elevata esposizione al sole e insorgenza di patologie tumorali della pelle.
Questi sono i dati che fanno da sfondo a qualsiasi iniziativa di informazione sulla protezione dai raggi ultravioletti solari e per una corretta e benefica esposizione al sole.

I raggi ultravioletti coprono l'intervallo di spettro elettromagnetico che va, parlando in termini di lunghezza d'onda, da 100 a 400 nm. Com'è esperienza comune di chiunque abbia assistito ad una pubblicità di centri benessere con solarium artificiali, i raggi ultravioletti sono classificati in base alla loro lunghezza d'onda in:

• raggi UVA da 315 a 400 nm;
• raggi UVB da 280 a 315 nm;
• raggi UVC da 100 a 280 nm.

I raggi UVC e gran parte degli UVB sono assorbiti dai componenti dell'atmosfera terrestre (ozono, ossigeno, vapore acqueo…) facendo sì che al suolo giungano fondamentalmente raggi UVA con una bassa percentuale di raggi UVB.
I fattori “macroscopici” e direttamente osservabili da chiunque che maggiormente influenzano la quantità di raggi UV a cui siamo sottoposti, sono essenzialmente la copertura nuvolosa, l'altezza a cui ci troviamo (un aumento approssimativo del 4% ogni 300 metri di altezza), l'ambiente che ci circonda (la riflessione dei raggi solari, detta tecnicamente albedo, varia in funzione dei materiali e della loro geometria, per esempio la neve riflette fino all'80% dei raggi UV che arrivano alla superficie) e l'ora in cui ci espone al sole (il 60% degli UV “cade” tra le 10 e le 14 di ogni giorno).

È esperienza comune che “ci si scotta” solo dopo aver superato una soglia limite di esposizione al sole che dipende fortemente dalle caratteristiche personali e dalle condizioni meteorologiche, ed è un dato scientifico che alle diverse lunghezze d'onda è associato un diverso potere di “creare danni”, si pone allora il problema di come quantificare oggettivamente “quanti raggi UV” cadono alla superficie con un indice semplice tenendo conto della qualità (la lunghezza d'onda) degli stessi per poi, in base alle caratteristiche personali, mettere in atto gli opportuni accorgimenti e protezioni.

L'Indice UV (UVI) descrive “quanta radiazione solare” di tipo UV cade sulla superficie tenendo conto anche del potere di “creare danni” a seconda della lunghezza d'onda.
L'indice UV parte dal valore 0 a salire: più alto è l'indice più elevata è la possibilità che la radiazione solare crei danni alla pelle e agli occhi e conseguentemente minore è il tempo limite di esposizione in sicurezza.

È ancora esperienza comune che a parità di esposizione al sole si scottino più facilmente le persone di carnagione chiara che individui con carnagione scura: il rischio dipende dalle caratteristiche genetiche del singolo che si esplicano nelle varie tipologie di pelle, colore degli occhi e dei capelli… Diventa quindi essenziale poter conoscere il tempo limite per esporsi in sicurezza al sole in rapporto all'Indice UV, alle proprie caratteristiche personali e all'eventuale crema protettiva utilizzata.
Lo standard europeo utilizzato come indice di fotoprotezione solare è lo standard COLIPA (www.colipa.com - in inglese) e va da 60 a diminuire a seconda dell'efficacia dello schermo stesso. 

Il progetto Medsun 

Il monitoraggio dell'esposizione umana alla radiazione solare ultravioletta (UV) è un problema sempre più sentito dalla comunità scientifica nazionale e internazionale e dagli organismi preposti alla salvaguardia dell'ambiente e della salute umana.

Nel 1992 alla Conferenza delle Nazioni Unite sull'Ambiente e sviluppo (UNCED) è stato dichiarato di pertinenza Agenda 21 tutto ciò che possa riguardare gli UV e i loro effetti. Il progetto europeo GSE PROMOTE dell'ESA (PROtocol MOniToring for the GSE on the atmosphere - www.gse-promote.org - in inglese) mira a implementare e rendere disponibile un sistema operativo sostenibile, e di facile utilizzo, per supportare le decisioni in tema di politiche dell'atmosfera riguardo lo svuotamento dell'ozono stratosferico, l'esposizione agli UV, la qualità dell'aria e i cambiamenti climatici.

Il servizio è basato sulla strumentazione SCIAMACHY a bordo del satellite ESA ENVISAT e sulla piattaforma OMI del satellite NASA EOS-AURA. In particolare il progetto PROMOTE mira a fornire:

• un servizio di monitoraggio dei raggi UV a terra;
• un servizio di previsione giornaliera dell'indice UV (UV Index) a terra e della dose acquisita su scala regionale e globale rivolto alla popolazione in generale e dettagliato in base ai fototipi particolari.

Il progetto risulta essere di notevole importanza e impatto non solo dal punto di vista scientifico, ma anche sul fronte dell'informazione dei cittadini riguardo ai danni di un'eccessiva esposizione alla radiazione solare, fornendo in tempo reale dati dell'Indice UV e del tempo limite di esposizione definito in base alle condizioni atmosferiche e al fototipo dei vari utenti.

Il sottoprogetto di GSE PROMOTE denominato MEDSUN (Mediterranean UV service & Users) mira in particolare a:

• sviluppare un servizio Web attraverso il quale fornire informazioni riguardo alla fotoprotezione al pubblico per i paesi coinvolti;
• fornire ai turisti delle coste interessate mappe dell'esposizione UV aggiornate e dettagliate;
• fornire suggerimenti personalizzati in base al fototipo degli utenti riguardo la fotoprotezione da mettere in atto nei vari periodi dell'anno e nelle località di interesse.

Il progetto rappresenta un'occasione per l'Agenzia per approfondire le tematiche dell'esposizione umana ai raggi UV e portare il suo contributo in tema di ambiente e salute nel quadro degli organismi di vigilanza e controllo nell'area del Mediterraneo contribuendo allo sviluppo di un sistema di informazione innovativo e di facile utilizzo da parte del grande pubblico. 

Il servizio di fotoprotezione

All'interno del progetto PROMOTE sono individuate varie tipologie di partner, in particolare sono distinti i service provider fornitori del servizio e gli users gli utilizzatori finali del servizio stesso per gli scopi peculiari delle varie istituzioni o aziende. Il sottoprogetto MEDSUN vede ARPAT e ARPA Sicilia come utilizzatori del servizio “UV Service” erogato dalla FlyBy di Livorno, che fornisce il servizio pubblico di fotoprotezione personale e informazioni di fotodermatologia implementato su Web come da contratto con ESA.

Il servizio è rivolto al grande pubblico fornendo informazioni pratiche e di facile applicazione.
L'utente che si collega al sito www.medsun.it (implementato e mantenuto da FlyBy come da contratto e progetto ESA) può conoscere in tempo reale il valore dell'Indice UV (secondo lo standard Global UV Index del WHO) lungo la costa toscana e nell'immediato entroterra che va approssimativamente da Massa a Rosignano Solvay (LI) e visualizzare l'andamento nella giornata dell'Indice stesso, nelle principali località balneari.

Registrandosi al servizio l'utente potrà fornite i dati utili al calcolo del proprio fototipo attraverso un algoritmo testato clinicamente e implementato dal sistema messo a punto da FlyBy negli anni scorsi in collaborazione con la Clinica Dermatologica Università di Napoli Federico II (G.Monfrecola, G.Fabbrocini, A.Del Sorbo, E. Simeone, “Prevenzione del danno solare mediante dosimetria ultravioletta personalizzata : una nuova metodica con l'uso di telefoni cellulari", Annali Italiani di Dermatologia Allergologica Clinica e Sperimentale, 2004 - 58:96-103).
Selezionando la località prescelta per l'esposizione, il tipo di ambiente circostante ed eventualmente il fattore protettivo della crema solare, l'utente potrà sapere il tempo limite per un esposizione sicura al sole dal momento prescelto, considerando stabili le condizioni atmosferiche.

Il ruolo di ARPAT

Il progetto MEDSUN non vede ARPAT solo nella veste di utilizzatore finale di un servizio di fotoprotezione ma anche come supporto scientifico in test di calibrazione dello spettroradiometro utilizzato nelle campagne di misura dell'albedo (il parametro che quantifica la riflessione dei vari materiali e superfici) negli ambienti oggetto di monitoraggio.
Attraverso l'elaborazione di immagini da satellite e di dati relativi alle condizioni atmosferiche (copertura nuvolosa, ozono, aerosol…) ogni 15 minuti, FlyBy fornisce in tempo reale la mappa dell'intensità dei raggi UV che arrivano sulla superficie terrestre.

I dati forniti dall'elaborazione numerica sono validati da un sensore UV a terra, un radiometro situato materialmente a Livorno e uno a Palermo per quanto riguarda l'area siciliana, che invece misura l'intensità degli UV “a terra” una volta filtrati dall'atmosfera stessa.
I dati elaborati vengono corretti tenendo conto delle caratteristiche di riflessione della zona in cui si trova l'utilizzatore finale: ad esempio se l'ipotetico utente prenderà il sole su una spiaggia di sabbia scura riceverà anche il contributo dei raggi riflessi dalla sabbia per un incremento di circa il 10% se invece si trovasse in mare aperto il contributo dei raggi riflessi aumenterebbe portandosi a circa il 25% (riflessione diretta): è esperienza comune che ci si abbronza, o ci si scotta!, più facilmente vicino alla battigia che in spiaggia lontano dall'acqua.

ARPAT, anche con l'apporto del proprio personale che ha già partecipato in passato alla caratterizzazione e messa a punto di strumentazione di misura degli UV, ha provveduto a calibrare presso l'Istituto di Biofisica del CNR di Pisa lo spettroradiometro utilizzato per le misure, messo a disposizione dalla ditta FlyBy, secondo procedure e strumenti con standard NIST (National Institute of Standads and Technology, www.nist.gov - in inglese).
Semplificando, la procedura di calibrazione, effettuata confrontando i valori misurati dallo strumento su campioni noti e certificati (nel nostro caso l'americano NIST) con valori di riferimento, permette di “fidarsi” dei risultati forniti dallo strumento stesso durante le normali sessioni di misura. Successivamente alla calibrazione dello spettroradiometro, sono state effettuate campagne di misura per campionare l'albedo sulle superfici che maggiormente si incontrano nella zona coperta dal servizio.

Il progetto vede quindi ARPAT impegnata sia nella divulgazione di una buona pratica di esposizione solare sia nel supporto scientifico per la caratterizzazione degli strumenti di misura e nell'acquisizione di dati ambientali.
È la prima volta che ARPAT si occupa della tematica degli UV in riferimento alla prevenzione e all'informazione dei cittadini su un tema fortemente legato all'ambiente e quindi al ruolo dell'Agenzia anche in considerazione della grande attenzione a livello nazionale e internazionale ai danni causati da una scorretta esposizione al sole in una società dove “abbronzatura” è sinonimo di “buona forma”.

Approfondimenti

• www.who.int/uv/publications/en/GlobalUVI.pdf (il manuale pratico sull'indice UV e l'esposizione solare - in inglese)
• ec.europa.eu/consumers/press/sunscreen_en.htm (Raccomandazioni UE per l'esposizione al sole)