e-Agencija

HAKOMetar

Procjenitelj troškova

Nositelj okvirnog programa (NOP)

GIS portal

Kalkulator privatnosti

Aplikacija ''Kviz''

Pregled tržišta

Korisnici: 

Još nemate otvoren račun?
ISO 9001:2008 - Upravljanje kvalitetom

Hrvatski znanstvenici o 5G

5G mreža u Hrvatskoj
prof. dr. sc. Dragan Poljak, Fakultet elektrotehnike, strojarstve i brodogradnje, Split
Elektromagnetska polja mreža elektroničkih komunikacija i utjecaj na ljude i okoliš
  •  Koje vrste elektromagnetskih zračenja razlikujemo i možete li ih ukratko objasniti?

Elektromagnetsko zračenje predstavlja usmjereno širenje vremenski promjenjivog električnog i magnetskog polja u prostoru. Svaki sustav unutar kojeg se generiraju elektromagnetski valovi, a koji nije oklopljen vodljivom strukturom, gubi energiju, odnosno zrači. Čovjek je u svom okruženju oduvijek izložen prirodinm izvorima zračenja, poput sunčevog zračenja ili poljima nastalim uslijed atmosferskog pražnjenja. Posljednjih stotinjak godina, uz prirodne izvore zračenja, u i frekvencije 60 Hz na područje na područjenom slikom bitno odudaraju od prirodnog elektromagnetskog okružja.Ovisno o frekvenciji, elektromagnetsko zračenje klasificira se kao neionizirajuće ili ionizirajuće. Elektromagnetski spektar širi se od niskih frekvencija, preko radio frekvencija, mikrovalnog zračenja do infracrveng zračenja, vidljive svjetlosti, ultraljubičastog zračenja, X-zraka i  gama-zraka koje prelaze frekvenciju od 1024 Hz. Neionizirajuće zračenje je opći naziv za dio elektromagnetskog frekvencijskog spektra s energijom fotona nedovoljnom za razaranje atomskih veza u ozračenom materijalu, ali koji može imati efekt zagrijavanja.


Ionizirajuće zračenje sadrži dovoljne količine energije za razbijanje atoma, odnosno za razbijanje kemisjkih veza i oslobađanje elektrona te stvaranje električki nabijenih čestica – iona. Ionizirajuće zračenje, ovisno o dozi, odnosno stupnju ozračenosti, može imati štetno djelovanje na biološke sustave.

Ionizirajuće i neionizirajuće zračenje odvojeno je u elektromagnetskom spektru, a razgraničenje ova dva fenomena je na frekvencijama od oko 1015Hz.

Ukratko, vezano za neionizirajuća zračenja, može se kazati kako polja niskih frekvencija zbog velikih valnih duljina nemaju toplinskih učinaka na čovjeka, da radio valovi u višem dijelu spektra, pošto su im valne duljine usporedive s tijelom, prodiru u organizam i zagrijavaju tkivo. Polja visokih frekvencija u 5G frekvencijskom području ne prodiru značajnije u tijelo, već uglavnom ostaju na površini tijela pa se gustoća snage apsorbirane na površini tijela može povezati s lokalnim površinskim zagrijavanjem.
Isključivo je na biomedicinskim znanstvenicima da povežu porast temperature na površini tijela (uslijed apsorbirane snage) s eventualnim posljedicama po zdravlje čovjeka. 

  • Kakvo elektromagnetsko zračenje odašilju mreže pokretnih komunikacija?
Polja koja generiraju antenski sustavi pokretnih komunikacija spadaju u visokofrekvencijski spektar neionizirajućeg zračenja. Djelovanje visokofrekvencijskog (VF) zračenja na ljude svodi se na apsorpciju energije uslijed induciranja električki nabijenih čestica što dovodi do porasta temperature. To se, jasno, u prvom redu odnosi na molekule vode od kojih se ljudski organizam pretežno i sastoji. Općenito gledano, na visokim frekvencijama ljudsko tijelo predstavlja dielektrik s gubicima, a valne duljine takvih polja su usporedive s dimenzijama tijela (čitavog tijela, nekih dijelova tijela ili pojedinih organa) pa može doći do značajnije apsorpcije elektromagnetske energije uslijed efekta rezonancije. Drugim riječima, čitavo tijelo, ili dijelovi tijela postaju prijemne antene u odnosu na vanjska polja visokih frekvencija. Zagrijavanje tkiva postaje, shodno tome, u ovom frekvencijskom području dominantni efekt, za razliku od niskih frekvencija na kojima je toplinski efekt u potpunosti zanemariv. Za razliku od analize na niskim frekvencijama, koja se temelji na proračunu induciranih polja u tijelu, na visokim frekvencijama osnovna dozimetrijska veličina koja se naziva specifična gustoća apsorbirane snage (eng. SAR - specific absorption rate) je krucijalni parametar za kvantifikaciju toplinskih efekata apsorbirane energije.
 
  • Razlikuje li se  EM zračenje mreža pokretnih komunikacija 5G od mreža pokretnih komunikacija prethodnih generacija (npr. 4G, 3G, 2G) drugačije te kakav je njihov utjecaj na ljudski organizam i okoliš?
Konvencionalne bazne stanice odašilju radio signal na široko područje neovisno o broju priključenih korisnika. Suvremene masivne MIMO antene (massive Multiple Input Multiple-Output) s oblikovanjem snopa čine pametni aktivni sustav koji generira visoko-fokusirane snopove koji slijede samo konkretnog korisnika. Kod zračenja polja visokih frekvencija 2G/3G/4G sustava dominantni efekt je zagrijavanje tkiva, odnosno elektromagnetski val prodire u tijelo i zagrijava tkivo u smislu volumena koji sadrži određenu masu. Osnovna dozimetrijska veličina SAR-specifična gustoća apsorbirane snage predstavlja onda po masi usrednjenu snagu.
 
S druge strane, na frekvencijama reda GHz, pogotovo iznad 6 GHz, dubina penetracije polja u tkiva je mala, pa SAR više ne predstavlja pogodnu mjeru za određivanje apsorpcije energije u tijelu. U ovom slučaju je gustoća apsorbirane snage elektromagnetskog polja puno prikladnija dozimetrijska veličina.
Korelacija usrednjene apsorbirane gustoće snage (uzrokovane vanjskim upadnim poljem) na površini tijela s površinskim porastom temperature predstavlja temelj za smjernice u zaštiti ljudi od zračenja uređaja 5G generacije.
Dakle, umjesto zagrijavanja tkiva unutar tijela uslijed penetracije elektromagnetskog vala utjecaj zračenja 5G sustava je lokalno zagrijavanje na površini tijela.
     
Postavljane rigorozne matematičke definicije gustoće apsorbirane snage na površini tijela te iznalaženje tzv. toplinskih faktora koji lokalni porast temperature na površini tijela s gustoćom apsorbirane snage na površini tijela osnovna je misija internacionalne IEEE  radne grupe koja na tome radi već godinu dana, a čiji sam član. U tijeku je pripremanje više službenih publikacija, koje će predstaviti rad ove grupe, u prestižnim časopisima. 
  • Koje su razlike u radu i EM zračenju suvremenih bežičnih komunikacija (npr. Wi-Fi, Bluetooth, pokretne komunikacije)?
Kod novih 5G servisa nužna je implementacija velikog broja gusto postavljenih baznih postaja koje rade u području milimetarskih valova (u GHz frekvencijskom području) pošto je zračenje 5G sustava kraćeg dometa. Posljedica povećanog broja izvora zračenja je akumulacijski učinak u apsorpciji elektromagnetske energije, odnosno aditivno djelovanje na zagrijavanje tkiva (dominantni učinak polja visokih frekvencija). S druge strane, dozimetrija upadnog polja kod dosadašnjih mobilnih komunikacijskih sustava (2G/3G/4G) provodila se primjenom relativno jednostavnih procedura kako eksperimentalne tako i računalne dozimetrije. Razmatrajući iznimnu složenost nadolazećih mobilnih komunikacijskih 5G sustava, jasno je kako će sofisticiranost matematičkih modela postati nezaobilazna stavka s obzirom da su izvori zračenja složeni MIMO antenski sustavi čiji dijagrami zračenja ovise o željenom kapacitetu i brzini prijenosa podataka, a usmjereni su na krajnjeg korisnika i, štoviše, mijenjaju se s obzirom na ciljanog korisnika. Ovo ukazuje na nezaobilaznu činjenicu da će stohastičko modeliranje izvora zračenja u vidu 5G sustava postati nužan korak u procjeni realističnih razina upadnih polja kojima je čovjek potencijalno izložen. 
  • Postoje li određene mjere opreza i kako ih primijeniti?
Mjere opreza uglavnom se svode na poštivanje sigurnosnih smjernica kojima se propisuju različite vrste ograničenja, a načelno ih se može podijeliti na ograničenje veličina koje se generiraju u tijelu uslijed djelovanja vanjskih polja  te posljedično ograničenja vanjskih polja. U konačnici se ove mjere, za svaki konkretni slučaj, svode na određenu sigurnosnu udaljenost od izvora zračenja ovisno izračenoj snazi antenskog sustava te vodeći računa o relativnom položaju izvora u odnosu na čovjeka, primjerice nalazi li se čovjek u smjeru maksimalnog snopa glavne latice dijagrama zračenja.
Studije o štetnosti i utjecaj 5G mreža pokretnih komunikacija 
  • Što govore dosadašnje studije o utjecaju zračenja mreža pokretnih komunikacija na ljudski organizam?
Dok se metodama određivanja vanjskih polja kojima su ljudi izloženi (dozimetrija upadnih polja), polja koja se induciraju u čovjeku (dozimetrija unutarnjeg polja) te pripadnog lokalnog porasta temperature (toplinska dozimetrija)  bave inženjeri i fizičari, studijama utjecaja neionizirajućeg zračenja na ljude, odnosno studijama procjene potencijalnog rizika po zdravlje ljudi bave se biomedicinski znanstvenici. Dakle, ono što, kao inženjer koji se bavi područjem koje se obično naziva Computational Multiphysics,  mogu odgovoriti u okviru ovog pitanja je navođenje rezultata i zaključaka takvih studija.
Međunarodno tijelo čije smjernice za zaštitu od neionizirajućeg zračenja slijedi većina članica EU je Međunarodni odbor za zaštitu od neionizirajućeg zračenja (eng. International Commission on Non-ionizing Radiation Protection – ICNIRP).

U smjernicama koje propisuje ICNIRP (ICNIRP Guidelines for Limiting Exposure to Electromagnetic Fields (100 kHz to 300 GHz) objavljenim u ožujku 2020. zaključno u sumiranju nalaza dostupnih iz recentne biomedicinske literature u vezi procjene štetnosti po zdravlje neionizirajućih polja se navodi: Jedini dokumentirani štetni učinci po zdravlje uzrokovani izlaganjem radiofrekvencijskih elektromagnetskih polja su stimulacija živaca, promjene u propusnosti staničnih membrana i učinci uslijed porasta temperature.
Vrijedi napomenuti da se radi o ažuriranim smjernicama koje predstavljaju dopunjeni ICNIRP dokument iz travnja 1998.

Isto tako, treba napomenuti da postoje biomedicinski znanstvenici koji osporavaju zaključke ICNIRP-a, najčešće uz argumentaciju da je nužno uzeti u obzir netoplinske efekte i dugoročno izlaganje poljima. Kako sam već istakao, za neke odgovore su relevantni jedino biomedicinski znanstvenici, a mustidisciplinarne radne skupine su, po mom mišljenju, nužne da bi se kvalitetno odgovorilo na brojna pitanja vezana za neionizirajuće zračenje.
 
  • Postoje li studije o utjecaju 5G mreža na ljudski organizam i njihovoj štetnosti?
Pitanje potencijalne štetnosti ovakvog tipa zračenja, ponavljam treba adresirati na biomedicinske znanstvenike. Načelno gledano, postojeće dozimetrijske studije i zaštitne smjernice su, na neki način, obuhvatile čitav dio elektromagnetskog spektra koji je značajan za neionizirajuća polja, dakle frekvencije niže od 300GHz. Ipak, treba naglasiti da su posljednjih desetljeća od posebnog interesa bila područja niskih frekvencija vezana za analizu zračnih vodova i transformatorskih stanica, odnosno visokih frekvencija, što se tiče analize GSM i UMTS sustava.  S tim u vezi široko je korištena spomenuta veličina SAR u smislu po masi usrednjene snage i posljedično lokalnog zagrijavanja tkiva. S obzirom da na GSM frekvencijama dolazi do prodiranja vala u organsku materiju SAR se usrednjuje u kontrolnom volumenu. S druge strane, kako na frekvencijama 5G sustava dolazi do površinskih efekata umjesto penetracije u biološki objekt, u smislu analize ovih pojava više se ne koristi SAR već gustoća apsorbirane snage. Konkretno, za zaštitu ljudi od toplinskih učinaka lokalni SAR se usrednjava na volumenu od 10g dok posljednje studije toplinskih učinaka sugeriraju primjenu usrednjavajuće površine od 1cm2 do 4cm2 (ovisno o frekvencijskom području) za gustoću apsorbirane snage. Korelacija površinskog porasta temperature s usrednjenom gustoćom apsorbirane snage predstavlja temelj za smjernice u zaštiti ljudi od zračenja uređaja 5G generacije, odnosno za provođenje odgovarajućih biomedicinskih studija. Pregled i kritički osvrt određenog broja recentinh studija vezanih za potencijalnu štetnost polja u GHz frekvencijskom području dostupan je u već spomenutim ažuriranim ICNIRP smjernicama. 
 
  • Što čini studiju stručno i znanstveno relevantnom?
Sasvim općenito, relevantna znanstveno-stručna istraživanja moraju imati moć predikcije pojave koja se istražuje, a eksperimenti/proračuni moraju biti ponovljivi/provjerljivi u smislu da ih mogu provesti različiti znanstveno-istraživački timovi širom svijeta. Primjerice, u okviru aktivnosti već spomenute internacionalne IEEE  radne grupe, čiji sam član, desetak znanstveno-istraživačkih grupa širom svijeta, između ostalog i moja istraživačka grupa, različitim metodama, ali na istom modelu tijela, provode već godinu dana proračune/eksperimente u vezi određivanja gustoće apsorbirane snage na površini tijela te toplinskih faktora koji lokalni porast temperature na površini tijela koreliraju s gustoćom apsorbirane snage.

Studija zaista ima raznih. Veliki broj njih je statističko-epidemiološkog karaktera što znači da je teško uspostaviti kauzalnu vezu između izloženosti poljima određenih frekvencija i eventualnih zdravstvenih tegoba. U ovim istraživanjima nekoliko je otežavajućih faktora. Prvo, nije moguće paralelno uz razvoj teorijskih modela provoditi eksperimente na živim ljudima, a ektrapolacija rezultata eksperimenata na životinjama ili fantomima (lutke načinjene od materijala čija električna svojstva odgovaraju ljudima) vrlo često je teško provediva. Drugo, jako je teško eliminirati druge agense koji bi mogli biti odgovorni za inicijaciju nekih oboljenja kod ljudi kako bi jasno izdvojili samo utjecaj neionizirajućeg zračenja.

Relevantna studija utjecaja zračenja 5G sustava na ljudsko tijelo, po mom mišljenju, mora imati multidisciplinarni karakter te nužno uključivati sljedeće aktivnosti:
  • internu dozimetriju; dio studije koji se tiče tzv. multifizike, a obuhvaća elektromagnetsko i toplinsko modeliranje tijela. 
  • dozimetriju upadnog polja; 'inženjerski' dio studije koji se tiče proračuna i mjerenja vanjskih polja kojima je čovjek izložen.
  • biomedicinske aspekte; - dio studije koji se tiče mehanizama sprege vanjskih polja i ljudskog tijela te posljedičnih bioloških efekata poput zagrijavanja tkiva, odnosno površine kože i očiju u slučaju 5G sustava. U najmanju ruku, potrebno je provesti ozbiljan pregled relevantne biomedicinske postojeće literature, ako se ne može provesti vlastita istraživanja.
  • legislativu - dio studije u kojem se diskutiraju granice ozračenosti na temelju relevantne nacionalne/internacionalne legislative. Ovaj aspekt traži poznavanje zakona, pravilnika i odgovarajućih normi za proračun i mjerenja elektromagnetskih polja unutar i izvan ljudskog tijela. 
5G i COVID-19
  • Prema Vašim saznanjima postoji li veza između uporabe 5G tehnologije i epidemije COVID-19?
Ovo je zaista pitanje za biomedicinske znanstvenike…, ja o širenju COVID-19 epidemije zaista ne znam ništa izvan informacija dostupnih u javnim glasilima. 
 
Zabrana 5G mreža i utjecaj na tehnološki razvoj
  • Smatrate li da bi se 5G tehnologija trebala zabraniti i koje su moguće posljedice takve zabrane?

Odgovor na ovakvo pitanje mogu dati jedino biomedicinski znanstvenici uključeni u multidisciplinarne timove koji, uz biomedicinske znanstvenike, okupljaju stručnjake poput inženjera, fizičara i pravnika.

Osobno, zaista ne volim koristiti pridjev ‘štetno’ ili ‘opasno’ za bilo kakvu tehnologiju jer je sve pitanje ispravnog korištenja, a u slučaju izloženosti zračenju relevantno je, naravno, pitanje doze… Ako govorimo u utjecaju elektromagnetskih polja na ljude onda se može govoriti o razinama polja, dakle jakosti električnih ili magnetskih polja, gustoći snage elektromagnetskog vala, kojima su ljudi izloženi, a koji potencijalno mogu stvarati određene biološke efekte. Jasno, moramo razmotriti i druge značajne parametre neionizirajućeg zračenja poput frekvencije, udaljenosti izvora od ljudskog tijela, položaja u odnosu na izvor zračenja i, naravno, vremena izloženosti zračenju. Dakle, da malo pojednostavnim; općenito postavljeno pitanje o štetnosti jednostavno nema jednoznačan odgovor već ovisi o nizu faktora. Primjerice, možete se zapitati je li konzumiranje alkohola ili sunčanje na plaži štetno? Naravno da jest, ako se u kratkom periodu konzumira enormno veliku količinu alkoholnog pića ili se pak usred ljeta svakodnevno upražnjava sunčanje od 10h do 15h bez zaštitne kreme. S druge strane, čaša vina nakon obroka ili sunčanje iza 18h ljeti vjerojatno neće naštetiti zdravlju.

Još jednom ističem, razine polja i ostalih relevantnih dozimetrijskih veličina nužno je usporediti s graničnim vrijednostima propisanim relevantnom domaćom i međunarodnom legislativom. 

I da se ponovo vratim na početno pitanje, još jednom ističem da je za odgovor na ovakvo pitanje nužan ozbiljan i sustavan rad multidisciplinarnh timova, ali ne samo znanstveno-istraživačkog karaktera već nezaobilazno i edukativnog karaktera u smislu održavanja predavanja, organiziranja javnih skupova i tribina, pisanja popularnih brošura, sudjelovanja u radio i TV emisijama, pisanja tekstova za portale, a sve u smislu što boljeg informiranja javnosti koja je, s pravom, senzibilizirana za ovu problematiku, kao što je u pravilu slučaj kad se uvodi nova tehnologija u društvo.
 
 

 
 ispiši stranicu