r   e   k   l   a   m   a
r   e   k   l   a   m   a

Telefonia komórkowa, promieniowanie elektromagnetyczne i nasze zdrowie

Strona główna AktualnościSPRZĘT

Niewiele jest dziedzin techniki, które rozwijają się tak szybko jak telefonia komórkowa. Nie chodzi tylko o dysponujące coraz większymi możliwościami smartfony i coraz więcej wyposażonych w modemy urządzeń Internetu Rzeczy, ale też o infrastrukturę sieci, muszącej „udźwignąć” coraz większy ruch sieciowy. Budowane są kolejne maszty stacji bazowych, zasięg w zamkniętych przestrzeniach zwiększa się instalowaniem femtokomórek – a to wszystko oznacza wzrost natężenia pola elektromagnetycznego. Nie wszystkim podoba się ten stan rzeczy. Wiele osób uważa, że smog elektromagnetyczny wytwarzany przez nasz sprzęt radiowy jest szkodliwy dla zdrowia, przede wszystkim prowadzić ma do wzrostu zachorowalności na raka. Niektórzy posuwają się więc do protestów, żądając usunięcia masztów z ich miejsc zamieszkania – lecz ich działania rzadko kiedy przynoszą skutki. Operatorzy telekomunikacyjni, powołując się na rządowe agencje i uznanych naukowców, niezmiennie zapewniają, że wszystko jest dobrze, że nie powinniśmy się niczego obawiać. A co my, zwykli użytkownicy smartfonów o tym wszystkim powinniśmy sądzić? Spór o to, jak jest, będzie toczył się jeszcze pewnie bardzo długo, jeśli jednak chcecie wyrobić sobie w nim swoje zdanie, to zapraszamy do lektury.

Problem związanych z telefonią komórkową pól elektromagnetycznych (EM) musi być rozpatrywany w dwóch aspektach – stacji bazowych oraz samych odbiorników komórkowych, jako że ich efekty na organizmy żywe będą się kumulowały. Zanim jednak przyjrzymy się temu, co robią te urządzenia, przypomnijmy sobie nieco fizyki (bez obaw, mocno uproszczonej).

Naładowane cząstki, takie jak elektrony, są otoczone polem elektrycznym. Znajdując się w ruchu, generują one pole magnetyczne. Kiedy więc przyspieszamy je lub spowalniamy, powstaje pole elektromagnetyczne. Od częstotliwości tych zmian zależy klasyfikacja pola. Pola ELF (Extreme Low Frequency) to częstotliwości do 300 Hz, pola IF (Intermediate Frequency) to częstotliwości od 300 Hz do 10 MHz, zaś pola RF (Radio Frequency) to częstotliwości od 10 MHz do 300 GHz.

r   e   k   l   a   m   a

Składnik elektryczny pola EM istnieje zawsze wtedy, gdy istnieje ładunek elektryczny. Jego siłę mierzymy w woltach na metr (V/m) – pole o sile 1 V/m występuje, gdy między oddalonymi o metr od siebie punktami istnieje różnica potencjałów 1 wolta. Składnik magnetyczny pola powstaje z przepływu napięcia – i mierzymy go w teslach (T), jednostce pochodnej układu SI, ładnie powiązanej z woltem, niutonem, kulombem, amperem i metrem (1 T = 1 Vs/m2 = 1 N/Am = 1 kg/Cs). Tesla jest dużą jednostką, więc często używa się pomocniczo pomiaru w gausach (G), gdzie 1 G= 10-4 T.

Naturalnych źródeł pól elektromagnetycznych jest sporo, ale zwykle są one słabe. To przede wszystkim rezonans Schumanna, czyli słabiutkie (ok. 50µT) pole ELF Ziemi, pulsujące w rytm cykli Słońca i Księżyca, wyładowania statycznej elektryczności z chmur na powierzchnię (podobno w każdej chwili na całej planecie dochodzi do nawet kilkuset takich wyładowań). Do tego można jeszcze ostatecznie doliczyć sygnały radiowe gwiazd – i oczywiście światło słoneczne, przede wszystkim w paśmie ultrafioletu i podczerwieni.

Przez miliardy lat nic się w tej kwestii znacząco nie zmieniało, życie na naszej planecie ewoluowało dostosowując się do takich warunków, niektóre organizmy wykształciły wręcz naturalne kompasy – umiejętność wyczucia pól magnetycznych podczas swoich dalekich wędrówek. Od końca XIX wieku szybko się jednak to zaczęło zmieniać. Pierwsza hydroelektrownia korzystająca z mocy wodospadu Niagara ruszyła w 1895 roku, w 1901 roku udało się przesłać pierwszy radiotelegram na drugą stronę Atlantyku, w 1915 roku po raz pierwszy przekazano po falach radiowych ludzki głos, w 1941 roku ruszył pierwszy radar mikrofalowy, a w 1947 roku pierwszy przekaźnik mikrofalowy między masztami telefonii. Wtedy też ruszyła telewizja i zaczęto wykorzystywać krótsze długości fal, odbijać sygnały od jonosfery dla komunikacji dalekiego zasięgu.

W latach osiemdziesiątych wystartowała telefonia komórkowa, w latach dziewięćdziesiątych zaś miasta naszpikowane zostały nadajnikami krótkozasięgowego Wi-Fi. Doszły do tego kable nadprzewodzące i optyczne. Niektórzy badający temat autorzy oceniają, że sumarycznie pole elektromagnetyczne w bliskości powierzchni planety jest dziś kilka milionów razy większe, niż na początku XIX wieku. Nikt zaś nie potrafi powiedzieć, gdzie się to skończy, nie mówiąc już o rozwianiu wątpliwości co do tego, co ta sztuczna elektromagnetyczna kipiel z nami robi.

Szkodzi nam jonizacja, a co z mikrofalą?

Całe widmo elektromagnetyczne dzielimy według energii na promieniowanie niejonizujące i promieniowanie jonizujące, w zależności od jego częstotliwości (wg wzoru E=hf, gdzie h to stała Plancka, f częstotliwość). Dla laika brzmi to kiepsko – bez względu na to, czy trzyma w ręku smartfona, czy bryłkę plutonu, to jedno i drugie promieniuje, i to na wszystkie strony. O co chodzi z jonizacją? Promieniowanie jonizujące (o wyższej częstotliwości) ma dość energii, by wybić elektrony z atomów, zamieniając je w jony dodatnie. To właśnie tego typu promieniowanie – światło ultrafioletowe, promieniowanie Roentgena i promienie gamma może doprowadzić do choroby popromiennej, uszkodzić DNA, wywołać nowotwory.

Zarówno fale radiowe (generowane czy to przez maszt stacji bazowej, czy przez telefon), jak i pola EM generowane przez sieć elektryczną prądu zmiennego (50/60 Hz) nie mają dość energii, by atomy zjonizować. Oczywiście absorbujemy ich energię (w końcu bez tego nie ogrzewałoby nas Słońce), ale teoretycznie zagrożenia nie ma… chociaż wciąż możemy się poparzyć. Energia radiowa ma bowiem swój termiczny komponent, o czym wie chyba każdy, kto korzystał kiedykolwiek z mikrofalówki (notabene emitującej fale o częstotliwości ok 2,45 GHz, mniej więcej takiej samej jak Wi-Fi). Im częstotliwość fali jest bliższa częstotliwości rezonansowej ciała (dla dorosłego człowieka to ok. 70 MHz), tym pochłanianie energii cieplnej jest lepsze.

Dlaczego jest to możliwe? To kwestia wody i tłuszczów. Cząsteczki tych substancji są nieliniowe, a ich wiązania silnie spolaryzowane, jak to powiedzą fizycy, mają stały moment dipolowy – strony o ujemnym i dodatnim ładunku. Oscylujące pole elektryczne towarzyszące falom radiowym rytmicznie więc nimi porusza. Czym jest zaś ciepło? Z mikroskopowego punktu widzenia to przecież suma energii kinetycznej chaotycznego ruchu cząstek i energii wzajemnego oddziaływania ich na siebie. Nic więc dziwnego, że „poruszając” cząsteczkami wody i tłuszczy, mikrofalówka może podgrzać włożony do niej pokarm.

Złożoność pól EM związanych z telefonią komórkową jest duża. Wykorzystywane są tu fale radiowe w częstotliwościach 900 MHz, 1800 MHz i wyższych. Moc nadajnika stacji bazowej sięga zwykle 60 W, wykorzystuje on kierunkowe anteny, obejmujące po 120 stopni horyzontu, z czego po ok. 90 stopni przypada na region maksymalnego promieniowania, a po bokach występują wstęgi boczne (side lobes), o mniejszej gęstości mocy. Z kolei telefony generują dodatkowo własne pola magnetyczne o niskiej częstotliwości, związane z działaniem mechanizmu podziału dostępu do stacji bazowej na sloty, z czym wiąże się cykliczna aktywacja układu radiowego (i co za tym idzie skokiem zużycia energii elektrycznej).

To każe zapytać o kwestię podgrzewania mózgu za pomocą fal radiowych emitowanych przez telefon. Antena ma moc wynoszącą w zależności od odległości od stacji bazowej 0,1, 2 lub 3 W (tylko podczas trwających milisekundy transmisji), więc załóżmy, że jej średnia moc nie powinna przekraczać 1 W. Nie jest to antena kierunkowa, tylko dookolna, co oznacza, że większość promieniowania nie jest skierowana na głowę – załóżmy dla dobra sprawy, że jest to 50%. Dodatkowo wydajność anteny telefonu komórkowego (stosunek energii dostarczonej do wypromieniowanej) nie przekracza 70%. Oznacza to, że głowa pochłania maksymalnie 0,35 W (1×0,5×0,7). Czy to dużo?

Jak podaje Wolfram Alpha, gęstość mocy światła słonecznego na powierzchni Ziemi to około 1,4 kW/m2. Zakładając, że przekrój poprzeczny głowy ma powierzchnię ok. 0,033 m2, to będąc na dworze w słoneczny dzień na głowę przyjmujemy 46,2 W, tj. ponad 130 razy więcej niż od przyłożonego do ucha smartfonu. Biorąc pod uwagę sprawność chłodzenia ludzkiej czaszki, trudno będzie w ten sposób podgrzać swój mózg. Co innego w wypadku przytulania się do masztów stacji bazowej, wykorzystujących anteny kierunkowe o wysokiej sprawności – te z odległości 10 cm zapewniają gęstość mocy na poziomie ok. 8 kW/m2. Na szczęście, jako że wartość ta spada z kwadratem odległości, już w odległości 1 m gęstość mocy wynosi tu 80 W/m2, zaś z odległości 10 m już tylko 0,8 W/m2.

Temperatura nie wyczerpuje problemu

Zwolennicy teorii całkowitej nieszkodliwości fal radiowych przedstawiają jako argument zwykle ich niską częstotliwość – fizyka ma gwarantować, że nie dostaniemy raka od promieniowania niejonizującego. I w zasadzie takie jest stanowisko mainstreamu naukowo-politycznego. Na stronie Cancer.gov amerykańskiego Departamentu Zdrowia możemy przeczytać, że bez uszkodzeń DNA nie będzie nowotworów, zaś fale radiowe DNA uszkodzić nie mogą. Jak wcześniej zaś pokazaliśmy, smartfon przy uchu grzeje mniej niż Słońce. Czego więc się tu obawiać?

Sęk w tym, że promieniowanie elektromagnetyczne ma też aspekt pozatermiczny, daleko mniej zrozumiany, niż zasada działania prostej mikrofalówki. A jako że niezrozumiały, badany jest przede wszystkich za pomocą metod statystycznych przez epidemiologów, poszukujących korelacji pomiędzy czynnikami środowiskowymi a obserwowanymi schematami zachorowań. Warto tu podkreślić, że badania takie ze względu na swoją naturę nie mogą wskazać przyczyny zachorowań, jedynie wskazać na czynniki sprzyjające zachorowaniom. Wchodzimy więc trochę na obszar wróżenia z fusów – i śledząc literaturę tematu widać, że co zespół badaczy, to inne wnioski, tak że każdy może dobrać coś, co pasuje do jego przekonań.

Trudności teoretyczne widać najbardziej w rozbieżnościach pomiędzy decyzjami regulatorów w kwestii tego, co jest bezpieczne, a co nie. Tu trzeba przywołać jeszcze jedną miarę – swoiste tempo pochłaniania energii (SAR), tj. moc absorbowaną przez masę tkankową ciała, mierzoną w watach na kilogram (W/kg). SAR jest liczone jako całka po objętości z iloczynu przewodności elektrycznej próbki i wartości szczytowej pola elektrycznego przez gęstość próbki i mierzy szybkość pochłaniania energii pola przez ciało.

Bezpieczni według ekspertów

Obecnie dopuszczalne wartości SAR, jako granicę tego, co smartfon może wypromieniować przy maksymalnej mocy, nie są jednolite. Norma amerykańska jest najbardziej restrykcyjna. Nie może ona przekroczyć 1,6 W/kg, ale w uśrednieniu na małą ilość tkanki – zaledwie 1 gram. Normy unijne są tymczasem nie tylko wyższe, ale i znacznie łatwiejsze do spełnienia. Nie tylko w UE dopuszcza się SAR na poziomie 2,0 W/kg, ale też uśredniane jest to na 10 gram tkanki. Tymczasem pole elektryczne w ludzkim ciele szybko słabnie, więc uśrednienie SAR na dziesięciokrotnie większą ilość tkanki sprawia, że producentom znacznie łatwiej limitu nie przekroczyć. Ciekawostką w tej sytuacji może być to, że rząd Indii, który wyłożył sporo pieniędzy na własne badania w tej dziedzinie, w 2012 roku zdecydował się na porzucenie norm europejskich i przyjęcie norm amerykańskich, a zarazem wprowadził wymóg, by wszystkie sprzedawane na indyjskim rynku telefony miały tryb głośnomówiący.

Różnice w wielkości parametru SAR pomiędzy poszczególnymi modelami smartfonów są spore. Z oficjalnych danych producentów można się dowiedzieć, że jednymi z najbardziej promieniujących telefonów (wg przeliczeń dla normy amerykańskiej) są Motorola Droid Maxx (1,54), Nokia Lumia 630 (1,52) i Samsung Galaxy S5 (1,47) , zaś wśród tych najmniej promieniujących znajdziemy Samsunga Galaxy Note (0,19), HTC One V (0,455) i LG G2 (0,51). iPhone 6 i iPhone 5 są gdzieś w środku stawki (1,14 i 1,18). Jeśli chcecie sprawdzić wyniki dla swojego modelu, wykorzystać można do tego bazę Federalnej Komisji Komunikacji – trzeba w tym celu znać unikatowy identyfikator FCC ID.

Skąd jednak te wartości 1,6 i 2,0 się wzięły? Nie wiadomo. To nie jest tak, że regulatorzy wiedzieli, jaka wielkość jest bezpieczna – bo jak dotąd żadne oficjalnie uznane przez naukę badania nie zdołały wykazać żadnego przyczynowego powiązania między promieniowaniem elektromagnetycznym a nowotworami. Zgadywano więc, przyjmując jakąś niezbyt dużą zdaniem ekspertów wartość. Niezbyt dużą, bo np. eksperymenty na królikach pokazały, że SAR na poziomie 100-140 W/kg wywołuje u zwierząt tych kataraktę w oczach, jednak u małp wartość ta nie wystarczyła do uzyskania podobnego efektu.

Rozbieżności w opinii regulatorów w kwestii tego, co bezpieczne to na pewno wynik rozbieżności między samymi naukowcami. Można jednak zauważyć pewną prawidłowość – co kolejne badania zostaną przeprowadzone, to inne wskazane będą granice bezpiecznej ekspozycji na pole elektromagnetyczne (mimo że jest ono przecież nieszkodliwe, może co najwyżej nas ugotować). W 1982 roku American National Standards Institute przyjął limity dla pól o częstotliwości 30-300 MHz (najbliższych częstotliwości rezonansowych ludzkiego ciała) na poziomie 10 W/m2 (61,4 V/m) w warunkach kontrolowanych i już tylko 2 W/m2 (27,5 V/m) w warunkach niekontrolowanych – były one dwukrotnie niższe, niż dotychczasowe. Już jednak w 1991 roku Institute of Electrical and Electronics Engineers przedstawiło jednak swoje własne rekomendacje dla pól o częstotliwości 100-300 MHz – już tylko 1 W/m2 (15 V/m). By skomplikować sprawę, sugerowane metody pomiaru dla przedstawionych norm różniły się od siebie pod względem uśredniania ich w czasie.

Z kolei przyjęty w 1999 roku standard ANSI/IEEE dla pól 1800-2000 MHz (a więc częstotliwości telefonii komórkowej) uznał za bezpieczne 12 W/m2, ale już z kolei standardy przyjęte we Włoszech i Szwajcarii były znacznie niższe (jak stwierdzają amerykańscy eksperci, ze względu na interes polityczny, a nie dowody naukowe). Wszystko to ustalano przede wszystkim pod kątem termicznego aspektu promieniowania, choć szybko pojawili się badacze, sugerujący, że nie to nie wszystko – i przypominający stare badania ze Związku Radzieckiego czy Czechosłowacji, których autorzy za bezpieczną dla człowieka gęstości mocy przyjmowali wielkości tysiąc razy mniejsze, niż na Zachodzie. Któż jednak dziś na poważnie traktuje radziecką, marksistowską naukę?

Nie bój się promieniowania… jest fajne?

Mimo że regulatorzy rynku zadbali o chroniące nasze zdrowie normy emisji promieniowania elektromagnetycznego, których spełnienie najwyraźniej nie jest trudne (wnioskując po mnogości sprzętu dostępnego na rynku i spełniającego swoją rolę), regularnie pojawiają się prace naukowe z biologii, fizyki i medycyny, stawiające pod znakiem zapytania neutralność pól EM dla życia i zdrowia. Regularnie wnioski wypływające z tych prac są odrzucane w nauce głównego nurtu, a ich autorów oskarża się nawet o uprawianie „pseudonauki”.

I tak oto w 2004 roku opublikowana została praca zespołu pod kierunkiem włoskiego biologa Fiorenzo Marinelliego, z której w uproszczeniu wynikało, że fale radiowe o częstotliwości 900 MHz i gęstości mocy 1 W/m2 (a więc uznawanej za bezpieczną) wywołują anomalne zachowania w komórkach krwi dotkniętych białaczką, związane z aktywnością genów kontrolujących apoptozę (śmierć komórkową). Po 24 godzinach ekspozycji, zginęło o 20% więcej komórek, niż w grupie kontrolnej. Czyżby lekarstwo na raka? Niekoniecznie. Po 48 godzinach ekspozycji zabójczy dla nowotworu efekt odwrócił się: promieniowanie uaktywnić miało geny odpowiedzialne za podział komórek, tak że komórki nowotworowe zaczęły replikować się znacznie szybciej, niż w grupie kontrolnej.

Inny ciekawy eksperyment, pokazujący efekty pozacieplnego aspektu promieniowania, przeprowadzony został przez brytyjskiego toksykologa Davida de Pomerai. Okazało się że promieniowanie mikrofalowe prowadziło do zauważalnego wzrostu płodności nicieni – mimo że normalne zwiększanie temperatury innymi środkami powoduje spadek płodności. Autor ten uważa, że fale elektromagnetyczne mogą pośrednio wpływać na DNA, ingerując w mechanizmy naprawcze bez podgrzewania komórki.

Tematem tym zajmował się też polski naukowiec Dariusz Leszczyński, pracujący w Radiation and Nuclear Safety Authority w Helsinkach. Już jednogodzinna ekspozycja na promieniowanie telefonu komórkowego miała spowodować skurczenie się hodowli ludzkich komórek in vitro, mimo że promieniowanie to było zbyt słabe, by wywrzeć termiczny wpływ. Leszczyński uważa, że zmiany takie zachodzą, gdy komórka jest uszkodzona, wpływają na normalne mechanizmy śmierci komórkowej, wyłączając je – co prowadzić może do nowotworów.

Ciekawe wyniki, dotyczące już może nie telefonii komórkowej, ale pól elektromagnetycznych o niskiej częstotliwości, uzyskali badacze pod kierunkiem J.M. Delgado. Okazało się, że słabe pola EM o niskiej częstotliwości (od 10 do 1000 Hz i intensywności od 0,12 do 12 µT) miały poważny wpływ na rozwój kurzych embrionów – najgorszym było pole 100 Hz/1,2 µT, które praktycznie uniemożliwiło poprawne formowanie się kurczaczków.

Takich badań jest sporo, dotyczą zakłóceń EEG, cykli snu i czuwania, epilepsji, częstszego pojawiania się rzadkich nowotworów po stronie mózgu bliższej telefonu, jednak ich wyniki nie zostają uznane za „twarde dowody”.

Komu wierzyć, czy uspokajającym stronom z domeny .gov, czy też pracom niekoniecznie respektowanych naukowców, zdecydować będziecie musieli sami – bo widać, że konsensusu w tej dziedzinie długo jeszcze nie będzie. Problem w tym, że wielu niepokornych mówi o „nowej biologii”, sugeruje zbyt niemechanistyczne modele architektury komórkowej, jakby uważając, że komórka to coś więcej, niż tylko worek z wodą i garścią organelli, sterowanych prostą biochemią. Czasem w znalezionych w Sieci materiałach na ten temat można trafić na wyklęte frazy „mechanika kwantowa” czy „nieliniowy chaos”, które automatycznie zapala czerwoną lapkę w głowach twardych scjentystów.

Jak się chronić przed bezpiecznym promieniowaniem?

Nawet jeśli promieniowanie EM generowane przez telefonię komórkową nie zagraża nam w żaden sposób, nie znaczy to, że nie możemy się przed nim chronić. Stosując kilka dobrych praktyk można więc nic nie robić w kwestii uniknięcia nowotworów. I tak oto:

  • Warto rozmawiać w trybie głośnomówiącym. To też oznacza, że np. pisanie SMS-ów jest znacznie bezpieczniejsze od rozmawiania ze słuchawką przy uchu. Promieniowanie maleje bowiem wraz z kwadratem odległości.
  • Należy zwracać uwagę na siłę sygnału – im mniej pasków, tym sygnał słabszy, a to oznacza, że telefon musi zużyć znacznie więcej energii, by podtrzymać połączenie. Dlatego też warto rozmawiać na otwartej przestrzeni.
  • Nie należy spać z telefonem przy poduszce. Najlepiej niech będzie w innym pokoju.
  • Jeśli używany telefon należy do tych, które najbardziej promieniują, może warto zastąpić go czymś o niższej wartości SAR?
  • Włączając telefon, nie należy go od razu przykładać do ucha – podczas poszukiwania sygnału stacji bazowej, gęstość mocy jego promieniowania rośnie o kilka rzędów wielkości.
  • Można też sprawić sobie psa – i chodzić z nim często na spacery, bez telefonu.
  • Na koniec można oczywiście pomyśleć o bezpiecznym futerale na telefon komórkowy. Nie tylko zapewni osłonę przed polami EM telefonu, ale też utrudni operatorom komórkowym namierzanie naszej komórki. Minusem jest oczywiście to, że na telefon w takim futerale nikt już nie zadzwoni.

Możecie oczywiście te rady potraktować z przymrużeniem oka, podobnie jak i cały ten artykuł. Wybór należy do Was. Jeszcze raz podkreślamy bowiem, że nauka nie znalazła związków przyczynowych między nietermicznymi aspektami promieniowania elektromagnetycznego a chorobami żywych organizmów.

© dobreprogramy
r   e   k   l   a   m   a
r   e   k   l   a   m   a

Komentarze

r   e   k   l   a   m   a
r   e   k   l   a   m   a
Czy wiesz, że używamy cookies (ciasteczek)? Dowiedz się więcej o celu ich używania i zmianach ustawień.
Korzystając ze strony i asystenta pobierania wyrażasz zgodę na używanie cookies, zgodnie z aktualnymi ustawieniami przeglądarki.