Fot. Pixabay

Taka zmiana technologiczna nie jest możliwa bez liberalizacji polskich przepisów dotyczących ochrony przed promieniowaniem radiowym. W tym kontekście temat sieci 5G zaczyna być eksplorowany przez media. Pojawiają się liczne teorie o skutkach implementacji tej technologii. Czy jest się czego obawiać? Dążąc do prostych rozwiązań, szukając prostych odpowiedzi, ludzie zaczynają wierzyć w zrozumiałe, niewymagające wiedzy oraz wysiłku intelektualnego teorie spiskowe.

Dlaczego 5G?

W Polsce działają obecnie cztery systemy telefonii komórkowej: GSM, UMTS CDMA2000, LTE (-A) i NR. Wszystkie systemy działają w porównywalnym paśmie częstotliwości i bardzo podobnych właściwościach. Przepływność bitowa informuje o wymaganym zużyciu energii, które jest konieczne do zrealizowania określonej usługi telekomunikacyjnej. Im więcej danych chcemy przesłać, tym więcej potrzeba na to energii. Jeśli przesyłamy więcej danych w jednostce czasu, musimy do tego użyć więcej mocy.

Systemy komórkowe w Polsce:

  • GSM – pasmo: 900 MHz i 1800 MHz;
  • kanały radiowe: 200 kHz
  • LTE (–A) – pasmo: 800 MHz, 1800 MHz, 2100 MHz, 2600 MHz;
  • kanały radiowe: 1,4 MHz, 3 MHz, 10 MHz, 15 MHz, 20 MHz
  • UMTS CDMA2000 – pasmo: 900 MHz, 2100 MHz, 420 – 450 MHz, 850 MHz;
  • kanały radiowe: 1,25 MHz, 5 MHz
  • NR – pasmo: FR1: 450 MHz, FR2: 24,25 GHz – 52,6 GHz;
  • kanały radiowe: FR1: 5 – 100 MHz, FR2: 50 – 400 MHz

Usługi związane z rozszerzoną rzeczywistością wirtualną, strumieniowanie głosu, obrazu czy filmów, wiąże się z koniecznością „transportowania” coraz „cięższych” pakietów danych. Aby przesłać tak ogromne ilości danych, spakowane w „ciężkie paczki”, należy wydatkować więcej energii, używając do tego większej mocy. Samochód osobowy nie jest w stanie udźwignąć tonowego ładunku i szybko przetransportować go na dużą odległość, przy umiarkowanym zużyciu benzyny. Potrzebna jest co najmniej furgonetka o większej mocy silnika. Natomiast odpowiednią szybkość „dostawy” zapewni energia uzyskana w wyniku spalenia większej ilości paliwa.

Telefon jako stacja ruchoma

Do transmisji danych w telefonii cyfrowej służą stacje bazowe i ruchome. Stacje bazowe są kojarzone przede wszystkim z masztami, które widoczne są na dachach budynków. Mniejsze stacje bazowe mogą być instalowane we wnętrzach. Ich z reguły nie widać. Rok temu liczba stacji bazowych w Polsce przekraczała 50 tys. Stacje ruchome, to nasze telefony (smartfony), komputery i laptopy oraz te wszystkie urządzenia, które już teraz zaczynają „porozumiewać się” między sobą w ramach „raczkującego” internetu rzeczy. Tych urządzeń stale przybywa. Internet rzeczy spowoduje, że liczba stacji ruchomych będzie trudna do określenia. Rozmaite typy stacji ruchomych będą obsługiwały zróżnicowane usługi, generując przy tym różne typy promieniowania elektromagnetycznego.

Wątpliwości

Ze względu na oddziaływanie, podnoszone są obawy dotyczące wpływu promieniowania elektromagnetycznego na ludzi i środowisko naturalne. Ocena tych zjawisk wymaga interdyscyplinarnego, specjalistycznego podejścia naukowego. Na poziomie atomu i cząsteczki koncentrują się wątpliwości związane z ewentualnym zagrożeniem bezpieczeństwa. Dotyczy to więc zagadnień z dziedziny fizyki i chemii. Jeśli istnieje negatywny wpływ pola elektromagnetycznego na atomy i cząsteczki, z których zbudowany jest każdy organizm, to jego byt może w jakimś stopniu zostać zagrożony.

Fala elektromagnetyczna

Z punktu widzenia fizyki mamy więc do czynienia z falą elektromagnetyczną, czyli przemieszczającym się zaburzeniem promieniowania elektrycznego i magnetycznego, które charakteryzują dwie wielkości – natężenie oraz długość fali. Analizując widmo fal elektromagnetycznych wiemy, że w zależności od częstotliwości zmienia się charakter oddziaływania fali na obiekt poddany jej oddziaływaniu. Z tego punktu widzenia kluczowy jest podział na bezpieczne promieniowanie niejonizujące i bywające szkodliwym – promieniowanie jonizujące. Fale radiowe, ale również światło widzialne, zalicza się do promieniowania niejonizującego. Oznacza to, że pojedynczy kwant nie ma na tyle energii, aby zmienić strukturę atomu lub cząsteczki.

Powtórka lekcji fizyki

Zasada dualizmu korpuskularno-falowego to temat lekcji fizyki na poziomie szkoły średniej. Każdą falę można przedstawić jako cząstkę o określonej energii. Energia takiej cząstki zależy wyłącznie od częstotliwości i stałej Plancka. Jednostką energii stosowaną w fizyce jest elektronowolt [eV]. Minimalna energia potrzebna do jonizacji i wytrącenia atomu na wyższy poziom w strukturze musi wynosić przynajmniej 10 eV. Energia jednego fotonu w paśmie radiowym o częstotliwości radiowej 2,4GHz (WiFi, mikrofalówki, telefonia) ma wartość zaledwie 0,0000099268 eV. Zielone światło widzialne „niesie” energię o ok. 235 tys. razy większą. Natomiast pojedynczy kwant ultrafioletowego promieniowania słonecznego ma energię prawie 400 tys. razy większą. Przed tym promieniowaniem już zaczynamy się chronić.

Ilość cząsteczek w czasie, która dociera do napromieniowanego obiektu – to moc. Jeśli w jeden punkt uderza, w tym samym czasie bardzo wiele cząsteczek, dochodzi do wzbudzenia ich drgań. Ich wynikiem jest wzrost temperatury. To zjawisko wykorzystywane jest na przykład w kuchenkach mikrofalowych. Z reguły ten popularny sprzęt kuchenny ma moc ok. 900 W.

Antena czy telefon?

Typowe stacje bazowe generują energię o wartości od ok. 600 W do 2000 W. To wartość zbliżona do tej, która występuje we wnętrzu mikrofalówki. Natomiast stacje ruchome (smartfony i inne popularne urządzenia cyfrowe) są źródłem mocy od 125 mW do 2 W. Im dalej od nadajnika, tym mniejsza moc fali elektromagnetycznej. Kilka metrów od anteny nadawczej, moc spada do śladowego poziomu kilku piko watów. Telefon trzymany przy uchu, oddziałuje na nas w znacznie większym stopniu niż oddalony o kilka metrów maszt telefonii komórkowej. Im gęstsza struktura sieci tym mniejsze wartości promieniowania, zarówno stacji bazowych, jak i urządzeń odbiorczych. Z tego względu „bezpieczniej” rozmawiać przez telefon w pobliżu nadajnika.

Mini anteny gęstej sieci

Ze względu na to, że sieci 5G wykorzystują wyższe częstotliwości (w Polsce mają to być częstotliwości radiowe 700 MHz, 3,4 – 3,8 GHz i powyżej 26 GHz), anteny w miastach należy rozstawiać w odległości ok. 100 metrów od siebie. Mają one niewielkie rozmiary i rozmieszczane są w różnych, przeważnie niewidocznych miejscach. Ze względu na bliskie odległości między nimi, mimo wysokiej częstotliwości do transmisji wystarczy znikoma moc. Do tej pory nie wykazano bezspornie szkodliwości technologii 5G ani nie potwierdzono naukowo jej bezpieczeństwa.

Wszystkie żyjące komórki wytwarzają pole elektromagnetyczne. Istnieje naturalne pole magnetyczne Ziemi oraz pole elektryczne związane z ładunkami elektrycznymi występującymi w atmosferze. Ponadto, każde urządzenie elektryczne zasilane prądem przemiennym generuje własne pole elektromagnetyczne. Od czasu Nikola Tesli – pozostając stale poddani promieniowaniu Ziemi – żyjemy wśród linii sił pola magnetycznego różnorodnych urządzeń i sieci elektrycznych.