La telefonia di quinta generazione | 5G
CHE COS'È IL 5G?
Negli anni, lo sviluppo tecnologico nella telefonia mobile ha portato all'implementazione di nuove tecniche trasmissive, ciascuna caratterizzata da frequenze specifiche. Con il termine “5G” si fa comunemente riferimento alla quinta generazione di queste tecnologie.
Il 5G, oltre ad essere l’evoluzione tecnologica della telefonia mobile e della trasmissione dati fra utenti, consentirà anche nuovi servizi di comunicazione utente-macchina e macchina-macchina (internet delle cose), quali telemedicina, domotica, processi industriali, turismo, auto a guida autonoma ecc.
In Italia, i sistemi 5G operano in tre bande di frequenza, 700 MHz, 3700 MHz e 27 GHz, appartenenti alla porzione di spettro elettromagnetico detta a “radiofrequenza” e, quindi, già soggette alla normativa dei sistemi di tecnologia precedente.
Con l'adozione del Piano Nazionale di Ripartizione delle Frequenze (PNRF) si sono riassegnate le frequenze delle emittenti, secondo accordi internazionali, per consentire lo sviluppo della rete di telefonia di ultima generazione. Ad esempio, è stata ridotta la banda destinata alle emittenti televisive nell’intorno dei 700 MHz ed è stata resa disponibile per il 5G a partire dal 1° luglio 2022.
Attualmente la rete 5G è in corso di sviluppo in tutte le bande assegnate: i dispositivi mobili in area urbana utilizzano principalmente le frequenze intorno a 3700 MHz; la frequenza di 27 GHz viene dedicata prevalentemente all’Internet delle cose (IoT – Internet of Things), mentre la frequenza a 700 MHz viene utilizzata per servizi di copertura di aree in “digital divide”, dove vi è ancora scarso accesso alle tecnologie dell’informazione e pertanto ai servizi associati alle telecomunicazioni.
CARATTERISTICHE TECNICHE DEL 5G
Le antenne utilizzate per il 5G sono di nuova generazione. Definite attive o intelligenti (smart), oppure a fascio tempo-variante, queste antenne “Massive MIMO” (Massive Multiple Input e Multiple Output) consentono di modulare il fascio di radiazioni, evitando dispersioni in direzioni non utili, con conseguente miglioramento del rendimento e dell'efficienza energetica.
In sostanza si distinguono dalle antenne classiche perché non emettono campo elettromagnetico distribuito in modo statico nell’area da coprire, ma attivano gruppi di elementi radianti che emettono una sequenza di fasci, accesi per intervalli di tempo brevissimi (millisecondi), che ruotano attorno all’antenna stessa (beamsweeping). Se uno di questi fasci rileva la presenza di un utente, o meglio del dispositivo con cui sta operando in quel dato momento, l’antenna genera un segnale specifico diretto verso quel dispositivo (beamforming), in modo da garantire il massimo della connettività per il tempo necessario.
Il 5G ha anche caratteristiche peculiari che offrono potenzialità enormi per lo sviluppo di servizi innovativi in vari ambiti. Oltre al basso consumo energetico, il 5G offre l’elevata capacità e velocità di trasmissione dati, il basso tempo di latenza e la possibilità di connettere fra loro un altissimo numero di dispositivi.
Il tempo di latenza, ossia l’intervallo di tempo tra l’invio del segnale e la sua ricezione, per il 5G è circa 40 volte inferiore rispetto a quello del 4G. Ciò permette, ad esempio, di avere buone performance nel comandare a distanza e in tempo reale dispositivi veicoli a guida autonoma e nell’effettuare operazioni chirurgiche da remoto.
Sarà inoltre possibile connettere fra loro fino a un milione di oggetti per km2, 100 volte di più del 4G, senza problemi di velocità di connessione.
La rete non sarà più quindi a solo a servizio dei dispositivi mobili di telefonia, ma anche a servizio dell’interazione tra oggetti che si rendono riconoscibili e acquisiscono intelligenza, comunicando fra loro, scambiandosi dati e accedendo a informazioni aggregate.
ESPOSIZIONE DELLA POPOLAZIONE A SEGNALI 5G
La scarsa familiarità con gli aspetti tecnologici innovativi specifici del 5G ha acceso il dibattito sui potenziali rischi sanitari e sull’impatto ambientale, temi d’altronde già ampiamente affrontati fin da quando si è diffusa la telefonia mobile.
È dunque utile illustrarne chiaramente il funzionamento.
Come già sottolineato, una delle novità applicate al 5G è l’utilizzo di nuove antenne “Massive MIMO”, che sono in grado di inviare il proprio segnale solo nella direzione in cui è presente l’utilizzatore di un dispositivo acceso e connesso in un dato momento, irradiando quindi un’area molto ristretta. Pertanto, nelle direzioni in cui non vi sono utenti attivi non vi è alcuna emissione, contrariamente a quanto accade nel caso di antenne classiche, che si attivano e irradiano coprendo in modo uniforme un’ampia porzione di spazio, esponendo a un campo elettromagnetico non utile tutta la popolazione presente in quell’area.
Questa caratteristica tecnica rende pertanto l’esposizione al campo elettromagnetico 5G (riferito ai terminali mobili per lo scambio dati, uso per ora prevalentemente sviluppato) fortemente dipendente dall’utilizzo dei dispositivi, anche se non è esclusa l’esposizione se ci si trova accidentalmente nella direzione di uno dei fasci indirizzati agli utilizzatori.
Altro aspetto caratteristico del 5G, su cui fare chiarezza, è l’utilizzo della frequenza di 27 GHz, più alta rispetto alle consuete frequenze della telefonia mobile. A questo proposito occorre sottolineare che nell’intervallo delle radiofrequenze non vi è alcuna relazione che colleghi le frequenze più alte ad un aumento di esposizione o di rischio.
La radiazione della frequenza di 27 GHz, ad esempio, viene assorbita nel corpo umano più in superficie rispetto a quanto avviene con le frequenze più basse delle tecnologie precedenti. I tessuti interessati sono esclusivamente quelli superficiali, ovvero la pelle e gli occhi, mentre non vengono raggiunti dalle radiazioni organi interni quali il cervello e il nervo acustico, che alcuni studi individuavano come “bersaglio” per l’esposizione da utilizzo dei dispositivi portatili delle precedenti tecnologie.
La frequenza più alta è associata anche a una maggiore perdita di segnale con la propagazione e, di conseguenza, a una minore area di copertura. È quindi necessario un maggior numero di antenne con potenze di emissione più basse per non generare interferenze.
Le disposizioni normative attualmente in vigore impongono il rispetto dei limiti di campo elettromagnetico generato dall’insieme delle sorgenti presenti in un’area, incluse quelle del 5G.
Mediamente l’esposizione a segnali 5G è più bassa rispetto a quella che si avrebbe per analoghi segnali di tipo 4G. Tuttavia, la rapida variazione spazio-temporale di campo elettromagnetico causata dai fasci generati dalle antenne può generare esposizioni rapidamente variabili e di brevissima durata. Tale peculiarità è stata presa in considerazione dalle recenti linee guida dell'International Commission on Non Ionizing Radiation Protection (ICNIRP), dove si indicano i limiti specifici per esposizioni di breve durata che dovranno essere recepiti in Italia. Il corposo documento è attualmente disponibile in inglese sul sito dell’ICNIRP mentre alcuni esperti italiani della tematica (del CNR, INAIL, ISS, …) hanno curato la traduzione delle domande frequenti che danno un primo quadro dei contenuti della Linea Guida.
In futuro, quando le reti 5G verranno sviluppate e utilizzate anche per le altre applicazioni previste (servizi, internet delle cose, ecc.), occorrerà effettuare valutazioni preventive negli specifici casi, che tengano conto di tali variazioni ed esposizioni di breve durata.
PRINCIPIO DI PRECAUZIONE E CLASSIFICAZIONE IARC
Dall’avvento dell’elettricità in avanti, lo sviluppo tecnologico ha introdotto nell’ambiente apparati e impianti legati alle attività umane che, quando in esercizio, emettono campi elettromagnetici di entità correlata alle varie caratteristiche tecniche e di funzionamento.
Di pari passo, è cresciuta anche l’attenzione per i potenziali rischi sanitari e di impatto sull’ambiente delle radiazioni non ionizzanti e, di conseguenza, si è reso necessario un sistema di sorveglianza e controllo del campo elettromagnetico nei luoghi in cui vi sia permanenza di persone. I valori devono essere confrontati con i limiti previsti dalla normativa nazionale (DPCM 8 luglio 2003 G.U.199 del 28 agosto 2003).
Le bande di frequenza che utilizza il 5G (700 MHz, 3700 MHz, 27 GHz) sono diverse dalle frequenze utilizzate dalle precedenti tecnologie per la telefonia cellulare, ma sono comunque già da tempo utilizzate nelle telecomunicazioni e perciò considerate dalla normativa vigente.
Non rappresentano sicuramente una novità, dal punto di vista della tipologia di segnale a cui siamo esposti, le frequenze attorno al 700 MHz, già assegnate alle emittenti televisive, né le frequenze attorno a 3700 MHz ora utilizzate dai ponti radio e comunicazioni satellitari.
Riguardo al 27 GHz, frequenza utilizzata anche per le comunicazioni satellitari, va ricordato che la radiazione non riesce a penetrare attraverso edifici o ostacoli quali la vegetazione e viene anche facilmente assorbita dalla pioggia. Come già sottolineato, inoltre, nell’organismo viene assorbita superficialmente dall’epidermide, senza quindi penetrare nel corpo e interagire con gli organi interni.
Gli effetti correlati all'esposizione a un agente inquinante possono essere distinti in due categorie: a breve termine (o acuti) o a lungo termine (o cronici). Gli effetti a breve termine si riferiscono a un’esposizione di breve durata caratterizzata da elevati livelli, mentre gli effetti a lungo termine sono correlati ad una esposizione di lunga durata caratterizzata da bassi livelli.
L’unico effetto accertato dei campi elettromagnetici a radio frequenza sull’organismo umano è il riscaldamento dei tessuti del corpo umano in cui viene assorbito.
I limiti e livelli di riferimento fissati dalla normativa garantiscono ampiamente che la soglia degli effetti termici non venga superata.
Riguardo agli effetti a lungo termine, nel 2011 l’OMS - tramite l’agenzia per la ricerca sul cancro, IARC (International Agency for Research on Cancer) - ha classificato l’esposizione a campi elettromagnetici a radiofrequenza come “possibilmente cancerogena” (classe 2B) sulla base di studi epidemiologici che hanno individuato come “limitata” la possibile correlazione tra l’esposizione da utilizzo di telefoni cellulari e patologie cerebrali, quali gliomi e neurinomi acustici.
A causa della vicinanza al corpo, l’uso del telefono - cellulare o wireless - causa un’esposizione più elevata e localizzata in un’area specifica del corpo, la testa, rispetto a quella generata da sorgenti ambientali (impianti). Di conseguenza, in attesa della disponibilità di ulteriori studi sul rischio effettivo da esposizione associata all’uso personale di telefoni senza fili, lo IARC ritiene importante adottare accorgimenti precauzionali, promuovendo una corretta educazione all’uso, in particolare nei confronti degli utenti più giovani.
Ulteriori elementi di valutazione sul tema sono riportati nel rapporto pubblicato dall’ISS “Radiazioni a radiofrequenze e tumori” (Rapporto Istisan 19/11).
In relazione all’esposizione della popolazione a sorgenti fisse radiotelevisive e per le telecomunicazioni, il DPCM 8/7/2003 (GU 199 del 28 agosto 2003) ha fissato in Italia valori limite molto più restrittivi di quelli stabiliti in altre nazioni e basati sulle linee guida ICNIRP (International Commission on Non Ionizing Radiation Protection).
La normativa italiana stabilisce inoltre che in tutti i luoghi in cui è prevista una permanenza superiore alle quattro ore, non deve essere superato il valore di campo elettrico di 6 V/m (valore di attenzione), inteso come media nelle 24 ore. Questo valore di attenzione si applica alle frequenze nell’intervallo 100 kHz – 300 GHz, che comprendono tutte le sorgenti di telefonia mobile, incluso il 5G.
Viene quindi applicato in modo pieno il principio di precauzione, nonostante le evidenze di cancerogenicità associata all’esposizione a tali sorgenti ambientali siano risultate “inadeguate”.
Il principio di precauzione è infatti una strategia di gestione del rischio che si applica, in attesa di dati scientifici conclusivi, nei casi in cui ci siano evidenze di effetti negativi provocati dalla esposizione a uno specifico agente.
Per questo motivo, l’introduzione della tecnologia 5G non ha comportato una revisione dei limiti di legge.
Questa caratteristica tecnica rende pertanto l’esposizione al campo elettromagnetico 5G (riferito ai terminali mobili per lo scambio dati, uso per ora prevalentemente sviluppato) fortemente dipendente dall’utilizzo dei dispositivi, anche se non è esclusa l’esposizione se ci si trova accidentalmente nella direzione di uno dei fasci indirizzati agli utilizzatori.
È una perturbazione di una specifica regione dello spazio, determinata dalla presenza di una distribuzione di carica elettrica. L’unità di misura dell’intensità del campo elettrico è il volt/metro (V/m).
È una perturbazione di una specifica regione dello spazio, determinata dalla presenza di una distribuzione di corrente elettrica o di massa magnetica. L’unità di misura dell’intensità del campo magnetico è l’ampere/metro (A/m).
Ha origine dalle cariche elettriche e dal loro movimento. L’oscillazione delle cariche elettriche, ad esempio in un’antenna o in un conduttore percorso da corrente, produce un campo elettrico (E) variabile nel tempo. Tale campo genera, in direzione perpendicolare a se stesso, un campo magnetico (H) pure variabile che, a sua volta, influisce sul campo elettrico stesso. Questi campi concatenati determinano nello spazio la propagazione di un campo elettromagnetico sotto forma di onde.
Radiazione elettromagnetica che non trasporta sufficiente energia per ionizzare atomi o molecole. Produce principalmente effetti termici.
Rimozione completa di un elettrone da un atomo o molecola
Intervallo di frequenza compreso tra 100 kHz e 300 GHz
"Legge quadro sulla protezione dalle esposizioni a campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici"
"Fissazione dei limiti di esposizione, dei valori di attenzione e degli obiettivi di qualità per la protezione della popolazione dalle esposizioni a campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici generati a frequenze comprese tra 100 kHz e 300 GHz"
testo del decreto modificato dal DECRETO LEGISLATIVO 8 novembre 2021 , n. 207
“Attuazione della direttiva (UE) 2018/1972 del Parlamento europeo e del Consiglio, dell’11 dicembre 2018, che istituisce il Codice europeo delle comunicazioni elettroniche (rifusione).”
"Norme sulla protezione ambientale dall'esposizione a campi elettromagnetici indotti da impianti fissi per le telecomunicazioni e per la radiotelevisione"
È una perturbazione di una specifica regione dello spazio, determinata dalla presenza di una distribuzione di carica elettrica. L’unità di misura dell’intensità del campo elettrico è il volt/metro (V/m).
È una perturbazione di una specifica regione dello spazio, determinata dalla presenza di una distribuzione di corrente elettrica o di massa magnetica. L’unità di misura dell’intensità del campo magnetico è l’ampere/metro (A/m).
Ha origine dalle cariche elettriche e dal loro movimento. L’oscillazione delle cariche elettriche, ad esempio in un’antenna o in un conduttore percorso da corrente, produce un campo elettrico (E) variabile nel tempo. Tale campo genera, in direzione perpendicolare a se stesso, un campo magnetico (H) pure variabile che, a sua volta, influisce sul campo elettrico stesso. Questi campi concatenati determinano nello spazio la propagazione di un campo elettromagnetico sotto forma di onde.
Radiazione elettromagnetica che non trasporta sufficiente energia per ionizzare atomi o molecole. Produce principalmente effetti termici.
Rimozione completa di un elettrone da un atomo o molecola
Intervallo di frequenza compreso tra 100 kHz e 300 GHz
"Legge quadro sulla protezione dalle esposizioni a campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici"
"Fissazione dei limiti di esposizione, dei valori di attenzione e degli obiettivi di qualità per la protezione della popolazione dalle esposizioni a campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici generati a frequenze comprese tra 100 kHz e 300 GHz"
testo del decreto modificato dal DECRETO LEGISLATIVO 8 novembre 2021 , n. 207
“Attuazione della direttiva (UE) 2018/1972 del Parlamento europeo e del Consiglio, dell’11 dicembre 2018, che istituisce il Codice europeo delle comunicazioni elettroniche (rifusione).”
"Norme sulla protezione ambientale dall'esposizione a campi elettromagnetici indotti da impianti fissi per le telecomunicazioni e per la radiotelevisione"
Struttura responsabile del contenuto informativo: Campi elettromagnetici
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