5G, cos’è, come funziona, le incognite e cosa dice la scienza
Il 5G è certamente una forma di radiazione ma non è ionizzante, l'unico rischio effettivo riguarda la lunghezza e la quantità di esposizione per via del calore che le onde possono generare. Ma questo riguarda anche tutte le precedenti tecnologie mobili ormai in uso da diversi decenni
La quinta generazione di tecnologia cellulare, il 5G, è il prossimo grande salto di velocità per i dispositivi wireless. Questo include sia la velocità con cui gli utenti mobili possono scaricare i dati sui loro dispositivi sia la latenza, o ritardo, che sperimentano tra l’invio e la ricezione di informazioni.
Il 5G mira a fornire velocità dei dati da 10 a 100 volte più veloci rispetto alle attuali reti 4G. Gli utenti dovrebbero aspettarsi di vedere velocità di download dell’ordine dei gigabit al secondo (Gb/s), molto più elevate delle decine di megabit al secondo (Mb/s) raggiungibili (ma dove?) dal 4G.
“È significativo perché consentirà nuove applicazioni che oggi non sono possibili“, ha affermato Harish Krishnaswamy, professore associato di ingegneria elettrica alla Columbia University di New York. “Solo per fare un esempio, con velocità di trasmissione dati di gigabit al secondo, potresti potenzialmente scaricare un film sul tuo telefono o tablet in pochi secondi. Questo tipo di velocità di dati potrà consentire applicazioni di realtà virtuale o aumentata e l’implementazione effettiva delle auto a guida autonoma”
Oltre a richiedere elevate velocità di trasmissione dati, anche le tecnologie emergenti che interagiscono con l’ambiente dell’utente, come la realtà aumentata o le auto a guida autonoma, richiederanno una latenza estremamente bassa. Per tale motivo, l’obiettivo del 5G è raggiungere latenze inferiori ad 1 millisecondo. I dispositivi mobili saranno in grado di inviare e ricevere informazioni in meno di un millesimo di secondo, apparendo istantaneamente all’utente. Per raggiungere queste velocità, l’implementazione del 5G richiede nuove tecnologie e infrastrutture.
La nuova rete
Fin dalla prima generazione di telefoni cellulari, le reti wireless hanno funzionato sulle stesse bande di radiofrequenze dello spettro elettromagnetico. Ma poiché sempre più utenti affollano la rete e richiedono una sempre maggiore quantità di dati, queste autostrade delle onde radio diventano sempre più congestionate dal traffico cellulare. Per risolvere questo problema, i fornitori di servizi in rete mobile hanno deciso di espandersi nelle frequenze più alte delle onde millimetriche.
Le onde millimetriche utilizzano frequenze da 30 a 300 gigahertz, che sono da 10 a 100 volte superiori rispetto alle onde radio utilizzate oggi per le reti 4G e WiFi. Sono chiamate millimetriche perché le loro lunghezze d’onda variano tra 1 e 10 millimetri, dove le onde radio normalmente usate sono dell’ordine dei centimetri.
La frequenza più elevata delle onde millimetriche può creare nuove corsie sull’autostrada di comunicazione, ma c’è un problema: le onde millimetriche sono facilmente assorbite da fogliame e edifici e richiedono molte stazioni base ravvicinate, chiamate piccole celle. Queste stazioni sono molto più piccole e richiedono meno energia rispetto alle torri cellulari tradizionali e possono essere collocate in cima a edifici e pali della luce.
La miniaturizzazione delle stazioni base consente anche un’altra svolta tecnologica per il 5G: il massive MIMO.
MIMO sta per multi-input a input multiplo e si riferisce a una configurazione che sfrutta le antenne più piccole necessarie per le onde millimetriche aumentando notevolmente il numero di porte dell’antenna in ciascuna stazione base.
“Con un’enorme quantità di antenne – da decine a centinaia di antenne per ogni stazione base – puoi servire molti utenti diversi allo stesso tempo, aumentando la velocità di trasmissione dei dati“, spiega Krishnaswamy.
Nel laboratorio IC ad alta velocità e onde millimetriche (COSMIC) della Columbia, Krishnaswamy e il suo team hanno progettato chip che consentono sia l’onda millimetrica che le tecnologie MIMO. “L’onda millimetrica e il MIMO sono le due più grandi tecnologie che il 5G utilizzerà per offrire velocità di dati più elevate e la minore latenza che ci aspettiamo di vedere“.
Sebbene il 5G richiederà più stazioni base, saranno molto più piccole e richiederanno meno energia rispetto alle torri cellulari tradizionali. (Credito immagine: Shutterstock)
Il 5G è pericoloso?
Sebbene il 5G possa migliorare la nostra vita quotidiana, alcuni consumatori hanno espresso preoccupazione per i potenziali rischi per la salute. Molte di queste preoccupazioni riguardano l’uso da parte del 5G della radiazione delle onde millimetriche ad energia superiore.
“C’è spesso confusione tra radiazioni ionizzanti e non ionizzanti perché il termine radiazione è usato in entrambi i casi“, spiega Kenneth Foster, professore di bioingegneria alla Pennsylvania State University. “Tutta la luce è radiazione perché è semplicemente energia che si muove attraverso lo spazio. È radiazione ionizzante che è pericolosa perché può rompere i legami chimici“.
Le radiazioni ionizzanti sono la ragione per cui utilizziamo protezioni solari quando ci esponiamo al sole perché la luce ultravioletta a breve lunghezza d’onda ha abbastanza energia per far separare gli elettroni dai loro atomi, danneggiando le cellule della pelle e il DNA.
Le onde millimetriche, d’altro canto, non sono ionizzanti perché hanno lunghezze d’onda più lunghe e non abbastanza energia per danneggiare direttamente le cellule.
“L’unico pericolo accertato delle radiazioni non ionizzanti è il riscaldamento eccessivo“, ha detto Foster, che ha studiato gli effetti sulla salute delle onde radio per quasi 50 anni. “A livelli di esposizione elevati, l’energia a radiofrequenza (RF) può effettivamente essere pericolosa, producendo ustioni o altri danni termici, ma queste esposizioni sono in genere sostenute solo in contesti professionali vicino a trasmettitori di radiofrequenze ad alta potenza, o talvolta in procedure mediche andate male“.
Molte delle proteste del pubblico per l’adozione del 5G riguardano le precedenti generazioni di tecnologia cellulare. Gli scettici credono che l’esposizione alle radiazioni non ionizzanti possa essere responsabile di una serie di malattie, dai tumori cerebrali ai mal di testa cronici. Nel corso degli anni, migliaia di studi hanno indagato su queste preoccupazioni.
Nel 2018, il National Toxicology Program ha pubblicato uno studio decennale che ha trovato alcune prove di un aumento dei tumori cerebrali e delle ghiandole surrenali nei ratti maschi esposti alle radiazioni RF emesse da telefoni cellulari 2G e 3G, ma non nei topi o nelle femmine. Gli animali sono stati esposti a livelli di radiazione quattro volte superiori al livello massimo consentito per l’esposizione umana.
Molti oppositori all’uso di onde RF scelgono studi che supportano il loro argomento e spesso ignorano la qualità dei metodi sperimentali o l’incoerenza dei risultati, ha spiegato Foster.
Sebbene non sia d’accordo con molte delle conclusioni che gli scettici hanno sulle generazioni precedenti di reti cellulari, Foster concorda sul fatto che abbiamo bisogno di ulteriori studi sui potenziali effetti sulla salute delle reti 5G. “Tutti quelli che conosco, incluso me, stanno raccomandando ulteriori ricerche sul 5G perché non ci sono molti studi tossicologici su questa tecnologia“, ha detto Foster.
Ovviamente, i fautori del 5G credono che i benefici che il 5G può offrire alla società superino di gran lunga le incognite.
“Penso che il 5G avrà un impatto trasformativo sulla nostra vita e consentirà cose fondamentalmente nuove“, ha detto Krishnaswamy. “Quali saranno questi tipi di applicazioni e quale sarà l’impatto, non possiamo dirlo con certezza in questo momento. Potrebbe essere qualcosa che ci sorprenderà e cambierà davvero qualcosa per la società. Se la storia ci ha insegnato qualcosa, allora il 5G sarà un altro esempio di ciò che il wireless può fare per noi“.
