L’associazione 5G – effetti nocivi per la salute è al centro del dibattito sui media online e offline, ma anche oggetto di allarmismi non giustificati e fake news. Tutto ciò indica una attenzione, un disagio, una percezione del rischio che meritano comunque una riflessione quantomeno su come l’introduzione di una tecnologia possa generare tale apprensione.
Quello che ci preme innanzitutto sottolineare è che i presupposti per una informazione responsabile e consapevole non mancano e che l’Italia vanta in questo senso una produzione scientifica altamente qualificata e riconosciuta. Forse occorrerebbe, come avviene in altri Paesi, che anche da noi gli studi di buona qualità su questi argomenti venissero periodicamente esaminati da gruppi di lavoro nazionali e internazionali, costituiti da esperti del settore e da questi studi venissero poi prodotti dei documenti disponibili per la popolazione.
Per dare al dibattito una cornice di accuratezza e porre un freno agli allarmismi, facciamo il punto, allora, sullo stato dell’arte della ricerca sulle interazioni dei sistemi biologici con i campi elettromagnetici, da cui si possono trarre importanti indicazioni anche per le frequenze impiegate per la tecnologia 5G.
L’arrivo dei servizi 5G e le sperimentazioni
Negli ultimi decenni la rivoluzione nella cosiddetta comunicazione senza fili (“wireless”) è stata senza dubbio epocale. Le Generazioni (G– Generation) che si sono succedute hanno visto una sempre più crescente richiesta di trasmissione dati attraverso la rete e nel tempo più breve possibile.
Le tecnologie e i sistemi di telecomunicazione che sono stati sviluppati impiegano campi elettromagnetici a frequenze appartenenti alla banda che, non a caso, è definita Radiofrequenza perché consentono la trasmissione e la ricezione di segnali per le radiocomunicazioni. In un lasso di tempo relativamente breve, e grazie all’introduzione di opportune modulazioni e protocolli, sono stati sviluppati i diversi standard il cui acronimo è entrato nel linguaggio comune.
Dall’1G (impiegato dai TACS) che si basava su segnali analogici, a quelli che si basano anche su modulazioni digitali: 2G (GSM), 3G (UMTS), 4G (LTE, long term evolution, “evoluzione a lungo termine”) e, in un futuro ormai prossimo 5G. Una peculiarità di quest’ultima tecnologia sarà quella di supportare nuovi servizi, come l’Internet delle cose (l’Internet of Things”, IoT) che consentirà l’interconnessione tra “le macchine” e tra le “macchine e le persone”.
Le applicazioni riguarderanno settori come la salute (E-Health), l’istruzione (E-learning), le pubbliche amministrazioni, l’industria, l’agricoltura, etc. Si prevedono cambiamenti radicali e la cosiddetta trasformazione digitale dovrebbe garantire un miglioramento dell’efficienza nella comunicazione tra le diverse piattaforme, con evidenti vantaggi nella gestione di servizi molto complessi. Per verificare queste potenzialità, è in corso una sperimentazione in contesti di vita e di lavoro in diverse città italiane che consentirà la validazione con risultati ottenuti in ambienti reali piuttosto che in sofisticati laboratori.
I campi elettromagnetici del 5G
Per quanto riguarda la relazione campo elettromagnetico-5G cerchiamo di chiarire alcuni concetti.
Per poter essere “connessi” è necessaria la presenza di un sistema che trasmette ed uno o più sistemi che ricevono, solo così è consentito il collegamento che in questa nuova realtà avviene all’interno di celle (da cui il termine cellulare). Ovviamente, la potenza del segnale è un parametro fondamentale per la “qualità” del servizio, ma nel passaggio da una generazione all’altra si è riscontrata una diminuzione delle potenze necessarie grazie al velocissimo sviluppo tecnologico dei dispositivi [1].
Sebbene possa sembrare scontato, è bene osservare che minore è la distanza tra i due sistemi, minore è la potenza necessaria per la loro connessione. Basti pensare al volume della voce quando parliamo ad una persona che ci è accanto o che si trova in un’altra stanza, o sull’altro lato del marciapiede e così via. Se dobbiamo collegare apparati vicini, le potenze da utilizzare saranno decisamente minori di quelle attualmente utilizzate per collegare un telefono cellulare alla stazione radio base che si può trovare a chilometri di distanza. Minori potenze implicano anche minori costi della sorgente necessaria per la realizzazione della rete. Tuttavia, poiché si prevede un elevato numero di dispositivi connessi, il numero di antenne aumenterà e questo comporterà un aumento dei costi.
Distribuzione delle antenne, radiazioni e qualità del servizio
E’ evidente che una ottimizzazione e/o pianificazione della distribuzione delle antenne sulla base di prerequisiti, tra cui garantire la qualità del servizio e minimizzare i livelli di radiazione nell’ambiente, deve essere uno degli obiettivi da perseguire nella fase di progettazione della rete. Le antenne di ultima generazione insieme a software sempre più sofisticati permettono infatti di indirizzare e gestire meglio il segnale nonché di aumentare la capacità di rete, a cui viene richiesta non solo la trasmissione di una grande mole di dati ma anche una qualità del servizio che garantisca una maggiore velocità e minore latenza (cioè riduzione dell’intervallo di tempo tra l’invio di un segnale a la sua ricezione) per la loro trasmissione. Queste prestazioni si ottengono grazie alla disponibilità di una larga banda. Le frequenze ad oggi assegnate in Italia per l’attivazione di questo standard sono nelle bande 694-790 MHz, 3600-3800 MHz e 26.5-27.5 GHz. Nel primo caso (700 MHz) le frequenze sono quelle finora utilizzate per la trasmissione televisiva e non destano una particolare percezione del rischio essendo nell’ambiente da più di 50 anni. Negli altri due casi, la vicinanza alle frequenze attualmente adottate per il wi-fi e soprattutto l’impiego delle onde a frequenze più elevate denominate millimetriche destano allarme e preoccupazione non essendo state finora usate per questi scopi.
La ricerca sugli effetti dei campi elettromagnetici
Ma grazie alla vasta produzione scientifica di ricercatori impegnati da decenni in attività sulle interazioni dei sistemi biologici con i campi elettromagnetici in generale e, più recentemente, con quelli associati ai dispositivi delle precedenti generazioni si possono avere delle indicazioni anche per le frequenze impiegate per la tecnologia 5G. E’ importante evidenziare che queste ricerche hanno fornito risultati su diversi aspetti, quali la caratterizzazione dei tessuti biologici al variare della frequenza [2,3] e lo sviluppo di software dedicati che consentono di progettare antenne e prevedere come irradiano anche in prossimità di un oggetto, di un corpo umano o di una parte del corpo umano [4,5].
Sono stati messi a disposizione della comunità scientifica modelli virtuali del corpo umano (uomo, donna, bambino/a, anziano/a, di diversa origine geografica) con risoluzioni millimetriche [Virtual population models] e proposti materiali per realizzare fantocci che simulano i distretti tissutali [5]. Modelli che impiegano ad esempio la dinamica molecolare ci aiutano a descrivere i meccanismi a livello microscopico mentre a livello macroscopico una conoscenza sempre più approfondita delle risposte fisiologiche contribuisce a spiegare e delineare gli effetti noti sulla salute.
I principi base per eseguire studi di buona qualità
E’ disponibile quindi una grossa mole di studi sull’influenza dei campi elettromagnetici ad alta frequenza sulla salute che in larga maggioranza indicano assenza di effetti non termici, ma non mancano risultati contrastanti, per cui non si è ancora giunti a conclusioni definitive. Ciò può essere ascritto ad una serie di motivi (eterogeneità di materiale biologico e di parametri elettromagnetici esaminati, protocolli sperimentali non confrontabili, mancanza di studi di conferma/ripetizione), ma certamente il più importante è la qualità della sperimentazione. Al fine di disporre di risultati attendibili e riproducibili, sia l’Organizzazione Mondiale della Sanità, sia diversi autori, hanno pubblicato i principi di base per eseguire studi di buona qualità [6-9].
Questa mole di risultati è alla base non solo dei concetti su cui si fondano le linee guida e le normative internazionali e nazionali per la protezionistica ma anche delle applicazioni biomedicali dei campi elettromagnetici. Per quanto riguarda la protezionistica e le frequenze proposte per il 5G è noto che i campi elettromagnetici associati penetreranno meno nel corpo umano, coinvolgendo solo gli strati superficiali.
L’International Commission for Non Ionizing Radiation Protection (ICNIRP) sta aggiornando il documento relativo ai limiti di esposizione della popolazione e dei lavoratori ai campi ad alte frequenze che si basa sugli effetti accertati (incremento termico) sulla salute. Particolare attenzione è stata quindi rivolta al riscaldamento superficiale nel caso di onde millimetriche. Per quanto riguarda le applicazioni biomedicali la risonanza magnetica, l’ablazione a radiofrequenza, l’elettrochemioterapia sono alcuni degli esempi più noti dell’applicazione clinica dei campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici per la diagnostica e la terapia del cancro. Ancora una volta l’investimento nella ricerca e il conseguente patrimonio crescente di conoscenze contribuisce in maniera fondamentale allo sviluppo e all’innovazione tecnologica e alle relative ricadute sociali.
E’ opportuno notare che la produzione della comunità scientifica italiana in questo ambito è tra le più proficue (il numero di pubblicazioni è confrontabile a quello degli Stati Uniti [10]) e la sua qualità è internazionalmente apprezzata. Il centro di ricerca nazionale interuniversitario “Interazioni tra Campi ElettroMagnetici e Biosistemi” (ICEmB) è un caso unico e virtuoso in cui docenti e ricercatori universitari e di enti pubblici di ricerca collaborano e si incontrano periodicamente per discutere, confrontarsi, divulgare le loro attività in questo settore. Il centro vanta l’afferenza di esperti presenti in comitati scientifici internazionali (ad es. ICNIRP ,OMS – Organizzazione Mondiale della Sanità, BEMS – Bioelectromagnetics Society, EBEA – European BioElectromagnetics Association) e promuove iniziative a livello nazionale ed internazionale anche sulle tematiche relative al 5G.
L’accettazione delle nuove tecnologie
Gli atteggiamenti di dubbio e disagio che si stanno manifestando anche col 5G non sono insoliti quando tecnologie innovative vengono proposte in un contesto sociale. L’innovazione e il trasferimento tecnologico stanno comportando infatti una trasformazione dalla “scienza nella società” alla “scienza per la società con la società”. Diversi studi hanno affrontato l’argomento [11] ed hanno evidenziato che qualunque sia il contesto l’accettazione delle nuove tecnologie emergenti da parte del pubblico è di importanza cruciale per il loro successo e questa si ottiene soprattutto con una ampia e corretta informazione e un dibattito equilibrato. In questo contesto il contributo dei mass media e di ogni altra forma di comunicazione è di conseguenza rilevante.
D’altra parte per quanto detto finora non mancano i presupposti per una informazione responsabile e consapevole. Si auspica che grazie a una divulgazione delle azioni di monitoraggio sui livelli di esposizione e/o dello stato dell’arte degli effetti sulla salute dei campi elettromagnetici si possa coinvolgere maggiormente la collettività rendendola partecipe alle decisioni che dovranno essere adottate.
Bisogna sottolineare che in molti Stati gli studi di buona qualità su questo argomento vengono periodicamente esaminati da gruppi di lavoro nazionali e internazionali, costituiti da esperti del settore e vengono prodotti dei documenti che sono disponibili per la popolazione. Tra i paesi che dispongono di tali gruppi di lavoro si cita: America Latina, Australia, Belgio, Canada, Finlandia, Francia, Germania, Norvegia, Nuova Zelanda, Olanda, Paesi nordici, Regno Unito, Spagna, Stati Uniti, Svezia, Svizzera e Tanzania.
Purtroppo l’Italia non ha intrapreso una iniziativa di questo tipo, sebbene svariati ricercatori italiani partecipino a gruppi di lavoro stranieri. Questo sarebbe certamente un ottimo mezzo di informazione che contribuirebbe anche ad evitare allarmismi spesso ingiustificati.
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Bibliografia
[1] Persson T, et al: Output power distributions of terminal in a 3G mobile communication network, Bioelectromagnetics J, 33:320-25,2012
[2] Gabriel C et al: The dielectric properties of biological tissues: I. Literature survey , Physics in Medicine & Biology, Volume 41, Number 11, 1996
[3] Gabriel S et al:The dielectric properties of biological tissues: III. Parametric models for the dielectric spectrum of tissues, Physics in Medicine & Biology, Volume 41, Number 11,1996
[4] Lin J.C.: Electromagnetic Fields in Biological Systems, CRC Press, Taylor and Francis Group 2012
[5] Sánchez-Hernández AD: High Frequency Electromagnetic Dosimetry, Artech House 2009
[6] Paffi A et al. Considerations for developing an RF exposure system: A review for in vitro biological experiments. IEEE Trans. Microwave Theory Tech 58: 2702–2714, 2010.
[7]Scientific Committee on Emerging Newly Identified Health: Opinion on potential health effects of exposure to electromagnetic fields. Bioelectromagnetics 36: 480-4, 2015.
[8] Simkó M et al.: Quality Matters: Systematic Analysis of Endpoints Related to “Cellular Life” in Vitro Data of Radiofrequency Electromagnetic Field Exposure. Int. J. Environ. Res. Public Health: 13, 701; doi:10.3390/ijerph13070701, 2016
[9] Zeni O and Scarfi MR.: Experimental requirements for in vitro studies aimed to evaluate the biological effects of radiofrequency radiation. In Microwave Materials Characterization; Costanzo, S., Ed.; InTech: Rijeka, Croatia, pp. 121–138, 2012.
[10] Saliev T. et al: Biological effects of non-ionizing electromagnetic fields: two sides of a coin, Progress in Biophysics and Molecular Biology, 2018
[11] Duca G. e Trupiano G: Bioeconomy and the challenge of community centred design, in Energy futures, environment and well-being , BIWAES 2017, Eds Ulgiatu S. and Vanoli L., Verlag der Technishen Universitat Graz, 2017
