Q&A
05.01.2023
Spis treści
Czym jest pole elektromagnetyczne?
Gdzie występuje pole elektromagnetyczne i co może je emitować?
Czy pole elektromagnetyczne w radiowym zakresie częstotliwości wywiera wpływ na mój organizm?
Czy w Polsce istnieją jakieś standardy bezpieczeństwa dla PEM?
Czy folia aluminiowa chroni przed PEM?
Jaka jest różnica między polem a promieniowaniem elektromagnetycznym?
Jakie urządzenia wytwarzają fale elektromagnetyczne?
Czy amatorskie pomiary PEM są wiarygodne?
Jakie promieniowanie emituje sieć 5G?
Jakie są unijne i krajowe cele związane z sieciami 5G?
Czy to prawda, że pasma milimetrowe nie były wcześniej wykorzystywane?
Czym jest pole elektromagnetyczne?
Jest to jedno z czterech podstawowych oddziaływań obserwowanych naturalnie w przyrodzie. Z fizycznego punktu widzenia to pewien stan przestrzeni, w której na obiekt fizyczny mający ładunek elektryczny działają siły o naturze elektromagnetycznej i występuje przepływ energii. Występują tam dwie siły: pole elektryczne i magnetyczne, które na siebie oddziałują. W wyniku następujących po sobie zmian pola elektrycznego i magnetycznego powstaje fala elektromagnetyczna. Naturę tego zjawiska opisał w 1861 roku brytyjski fizyk James Clerk Maxwell.
Gdzie występuje pole elektromagnetyczne i co może je emitować?
Pole elektromagnetyczne to jeden z fundamentalnych elementów świata przyrody. Występuje w pobliżu wszystkich cząstek naładowanych elektrycznie, przemieszczających się ładunków oraz magnesów stałych. Jednym z największych źródeł fal elektromagnetycznych występujących naturalnie jest chociażby Słońce, wokół którego orbituje nasza planeta.
Przełomowym momentem w historii ludzkości jest druga połowa XIX wieku, kiedy to dzięki wynalazkom i odkryciom wybitnych naukowców nauczyliśmy się wytwarzać fale elektromagnetyczne oraz wykorzystywać je do swoich potrzeb, np. w celu komunikacji. Pole elektromagnetyczne bez wątpienia towarzyszy człowiekowi zawsze i wszędzie, w każdej dziedzinie życia. Należy mieć świadomość tego, że źródłem pola elektromagnetycznego są także przewody instalacji elektrycznych oraz każde urządzenie elektryczne. Chociażby w gospodarstwie domowym będzie to m.in.: telewizor, suszarka do włosów, lodówka, płyta indukcyjna, laptop, telefon komórkowy oraz wiele innych urządzeń, które codziennie używamy.
Czy pole elektromagnetyczne w radiowym zakresie częstotliwości wywiera wpływ na mój organizm?
Skutki zdrowotne związane z wpływem pola elektromagnetycznego na organizmy żywe są badane od wielu dekad przez największe ośrodki naukowe na całym świecie. W szczególności badane jest ryzyko zachorowalności na choroby nowotworowe, zwłaszcza mózgu, głowy i okolic szyi wskutek zwiększonego narażenia na pole elektromagnetyczne. Jak dotąd, nie udało się dowieźć wzrostu ryzyka zachorowania na wymienione choroby.
Promieniowanie niejonizujące, jakie wytwarza pole elektromagnetyczne w radiowym i mikrofalowym zakresie częstotliwości, wywołuje przede wszystkim tzw. efekt termiczny, to jest nagrzewanie ciała, szczególnie skóry i warstw powierzchniowych. Ludzki organizm jednak sprawnie kontroluje swoją temperaturę i reaguje na jej lokalne podniesienie, np. zwiększając przepływ krwi, co prowadzi do szybszego usuwania ciepła z nagrzanej tkanki.
Wpływ takiej samej ilości energii, niesionej przez fale elektromagnetyczne, może wywoływać różne skutki na organizm, w zależności od wielu czynników. Przykładowo, dostarczona w krótkim czasie bardzo duża dawka promieniowania rentgenowskiego może być dla człowieka śmiertelna, podczas gdy identyczna dawka, dostarczona nawet w dłuższej skali czasowej, w formie promieniowania podczerwonego może być całkowicie nieszkodliwa. W przypadku pola elektromagnetycznego w radiowym i mikrofalowym zakresie częstotliwości, obecnego w naszym otoczeniu praktycznie przez cały czas, w oparciu o najnowsze badania naukowe ustalono poziomy dopuszczalne (tzw. limity PEM), które są wymagane przez prawo krajowe.
Więcej na ten temat przeczytać można na stronie Badania i analizy - 5G: sieci telekomunikacyjne nowej generacji.
Co to jest 5G?
5G to kolejna generacja technologii komunikacji mobilnej. Generacja wcześniejsza – technologia 4G (LTE) – funkcjonuje na świecie od 2009 roku. Wprowadzenie szeregu 5G umożliwia szereg nowych usług, m.in. z zakresu „Internetu rzeczy” oraz inteligentnego miasta. Technologia ta przede wszystkim korzysta z tzw. „pionierskich pasm częstotliwości radiowych”, czyli dedykowanych - niskich (700 MHz), średnich (3,4 – 3,8 GHz) i wysokich (26 GHz), dzięki czemu zapewnia jeszcze lepsze połączenia oraz umożliwia pojawienie się zupełnie nowych możliwości i funkcji. Oczywiście sieć 5G może być świadczona również w oparciu o inne wolne zasoby częstotliwości radiowych.
Globalne upowszechnienie sieci 5G wymaga jednak przygotowania infrastruktury i wdrożenia nowych rozwiązań technologicznych. Warto zauważyć, że dotychczas obowiązujące limity PEM podlegają ciągłemu monitorowaniu i weryfikacji przez zespoły specjalistów z różnych dziedzin w ten sposób, aby każdy miał pewność, że nowa technologia w żadnym stopniu nie szkodzi człowiekowi oraz środowisku naturalnemu.
Podstawowe informacje o 5G można znaleźć na stronie internetowej: 5G sieci telekomunikacyjne nowej generacji.
Czy w Polsce istnieją jakieś standardy bezpieczeństwa dla PEM?
Oczywiście, że tak. Obowiązujące w Polsce poziomy dopuszczalne (tzw. limity PEM) dotyczące ekspozycji na pola elektromagnetyczne zostały określone w Rozporządzeniu Ministra Zdrowia z dnia 17 grudnia 2019 r. w sprawie dopuszczalnych poziomów pól elektromagnetycznych w środowisku (Dz. U. z 2019 r., poz. 2448). W zakresie częstotliwości radiowych, poziomy dopuszczalne zostały zharmonizowane z odpowiednimi poziomami odniesienia zdefiniowanymi w Zaleceniu Rady Europejskiej 1999/519/EC z dnia 12 lipca 1999 r. w sprawie ograniczania ekspozycji ludności w polu elektromagnetycznym o częstotliwościach od 0 Hz do 300 GHz. Powstały one w oparciu o badania naukowe i zawierają bardzo szeroki margines bezpieczeństwa. Limity te zostały stworzone na bazie wytycznych uznawanych przez WHO oraz limitów funkcjonujących w innych państwach europejskich. Dodatkowo, są cyklicznie monitorowane i weryfikowane, nie tylko wtedy, gdy wprowadzana jest nowa technologia, jak np. 5G. Warto odnotować, że przepisy obowiązujące w Polsce w zakresie metodyki pomiarowej są bardziej restrykcyjne niż w innych krajach Unii Europejskiej.
W Polsce pomiarami pola elektromagnetycznego zajmują się wyłącznie laboratoria posiadające stosowną akredytację udzieloną przez Polskie Centrum Akredytacji. Od lipca 2021 roku uruchomiony jest system SI2PEM, czyli System Informacyjny o Instalacjach wytwarzających Promieniowanie Elektromagnetyczne. Jest to publiczna baza danych zawierająca informacje o polu elektromagnetycznym w środowisku, prowadzona przez Ministra właściwego ds. Informatyzacji (obecnie Ministra Cyfryzacji). System powstał w ramach projektu realizowanego przez Instytut Łączności – Państwowy Instytut Badawczy we współpracy z Kancelarią Prezesa Rady Ministrów w ramach Programu Operacyjnego Polska Cyfrowa na lata 2014-2020. Należy podkreślić, że ekspozycja na pole elektromagnetyczne w środowisku na terenie Polski utrzymywana jest na niskim poziomie, nie przekraczając wymagań przepisów krajowych w tym względzie.
Chcesz wiedzieć więcej? Odwiedź stronę Co to jest SI2PEM?
Czy 5G jest potrzebne?
Z pewnością trudno wyobrazić sobie świat bez radia, telewizji, telefonów czy dostępu do Internetu. Rozwój technologiczny sprawia, że powstaje coraz większe zapotrzebowanie na nowe, bardziej wydajne technologie, w tym również te, które umożliwiają sprawniejsze działanie powyższych wynalazków. Kolejna generacja technologii mobilnej, bo tym właśnie jest 5G, umożliwi szereg nowych usług.
Zaimplementowanie 5G będzie miało znaczący wpływ na rozwój i funkcjonowanie takich sektorów, jak: przemysł, gospodarka, rolnictwo, ochrona środowiska, ochrona zdrowia czy edukacja. Dzięki nowej technologii społeczeństwa na całym świecie będą mogły na co dzień cieszyć się z udogodnień, o których my dzisiaj dopiero marzymy. Wprowadzenie 5G jest więc konieczne, aby nadążyć za postępującym światem oraz aby poprawić jakość życia obywateli.
Zachęcamy do odwiedzenia strony Korzyści - 5G: sieci telekomunikacyjne nowej generacji
Czy folia aluminiowa chroni przed PEM?
Odpowiedź zależy od wielu czynników. Folia aluminiowa czy raczej aluminium, jako metal, rzeczywiście może stworzyć powłokę ekranującą, przez którą nie przechodzą fale radiowe i mikrofale, tj. pola elektromagnetyczne o częstotliwościach do 300 GHz, charakterystyczne dla technologii 4G i 5G. Aby jednak móc rzeczywiście odizolować się od fal radiowych, konieczne byłoby całkowite i szczelne osłonięcie się materiałem o właściwościach ekranujących, czyli trzeba byłoby stworzyć tzw. klatkę Faradaya, pamiętając o jej skutecznym uziemieniu. Oznacza to, że przykrycie się kocem z folii aluminiowej lub założenie czapki z tego materiału nie odizoluje naszego ciała od pola elektromagnetycznego. Czy powinniśmy się tym przejmować? Nie, ponieważ naturalną barierą jest nasza skóra, która zatrzymuje fale o wskazanych częstotliwościach. Dodatkowo, pole elektromagnetyczne w radiowym i mikrofalowym zakresie częstotliwości to promieniowanie niejonizujące, a więc nie będące przyczyną reakcji cząsteczkowych, które mogłyby być groźne dla żywych organizmów. Folia aluminiowa potrafi więc zatrzymać i odizolować obiekt od pola elektromagnetycznego, ale tylko wtedy, gdy zostanie właściwie użyta. Zabieg ten jest jednak zupełnie bezcelowy, gdyż PEM o wartościach poniżej obowiązujących poziomów dopuszczalnych (tzw. limitów PEM), nie wpływa negatywnie na zdrowie i życie człowieka.
Czytaj więcej w naszym cyklu #PowiedzSprawdzam: Zanim coś kupisz na święta – zastanów się dwa razy. Odpromiennik do telefonu nie zadziała*
Czy 5G jest szkodliwe?
Dyskutując o wpływie 5G na zdrowie, nie należy skupiać się na samym standardzie czy też jego wersji. Technologia, jako taka, nie jest niebezpieczna dla naszego zdrowia. Istotne są natomiast wykorzystywane częstotliwości oraz natężenia wytwarzanych pól elektromagnetycznych (PEM) przez instalacje radiokomunikacyjne, niezależnie od wykorzystywanej technologii. To właśnie częstotliwości oraz wartości PEM, choć niewidoczne gołym okiem, są miarami mierzalnymi.
Zgodnie z polskim prawem, a precyzując – z rozporządzeniem Ministra Zdrowia z 17 grudnia 2019 roku w sprawie dopuszczalnych poziomów pól elektromagnetycznych w środowisku, określona jest wartość dopuszczalna: 61 V/m dla częstotliwości z zakresu 2-300 GHz. Warto podkreślić, że obecne wartości dopuszczalne zostały wyznaczone z 50-krotnym marginesem bezpieczeństwa. W związku z powyższym jeżeli wartość ta nie jest przekroczona to zgodnie z obowiązującym konsensusem naukowym, zawartym m.in. w ogólnodostępnych materiałach WHO, nie ma powodu do obaw związanych z wpływem 5G (jak i wcześniejszych generacji) na zdrowie. Nowa technologia wykorzystuje trzy pasma częstotliwości: 700 MHz, 3,4-3,8 GHz oraz 26 GHz. Pomimo wieloletnich badań, nie ustalono dotychczas negatywnego wpływu na ludzkie zdrowie i życie, zarówno przy krótko- i długotrwałej ekspozycji na pole elektromagnetyczne emitowane we wskazanych pasmach częstotliwości
Jaka jest różnica między polem a promieniowaniem elektromagnetycznym?
Określenie „promieniowanie” jest terminem czysto technicznym, używanym do opisywania różnych zjawisk związanych z przesyłaniem energii w formie fal lub cząsteczek w przestrzeni lub w innym medium. Natomiast pod fizycznym pojęciem pola rozumie się pola statyczne: elektryczne i magnetyczne oraz zmienne pole elektromagnetyczne. W najogólniejszym sensie terminem „promieniowanie elektromagnetyczne” można by nazwać wszelkie formy zmiennego w czasie pola elektromagnetycznego – a więc te sytuacje, gdy występują wędrujące w polu fale. Zwyczajowo jednak słowem „promieniowanie” określa się wyłącznie te fale, których częstotliwość przekracza 300 GHz – a więc fale znacznie wykraczające poza zakresy radiowy i mikrofalowy stosowane w radiokomunikacji. Pole elektromagnetyczne to pewien stan przestrzeni, w której na obiekt fizyczny mający ładunek elektryczny działają siły o naturze elektromagnetycznej i występuje przepływ energii. W wyniku następujących po sobie nieustających zmian pola elektrycznego i magnetycznego powstaje fala elektromagnetyczna.
Jakie urządzenia wytwarzają fale elektromagnetyczne?
W naszym codziennym otoczeniu urządzeń takich jest więcej, niż nam się wydaje. Źródłem są wszystkie urządzenia, przez które przepływa prąd elektryczny, a więc nie tylko urządzenia radiowe. Wszystkie urządzenia domowe, które wykorzystują prąd elektryczny o częstotliwości przynajmniej 50Hz, wytwarzają fale elektromagnetyczne. Może to być np. telewizor, telefon, odbiornik radiowy, ale również żarówka, suszarka do włosów czy grzejnik elektryczny. Są to oczywiście także wszystkie urządzenia, które wytwarzają pole elektromagnetyczne i dzięki niemu działają.
Czy amatorskie pomiary PEM są wiarygodne?
Na pozór stosunkowo proste zadanie pomiarowe okazuje się bardzo złożonym procesem, który może skutkować licznymi błędami, np. znacznym przeszacowaniem wyników, jeśli nie dochowa się należytej staranności w realizacji procedury badawczej. Aby prawidłowo wykonać pomiar pola elektromagnetycznego, należy co najmniej:
- Dysponować przyrządem o odpowiednim zakresie pomiarowym, posiadającym aktualne świadectwo wzorcowania;
- Dokonać odpowiednich nastaw przyrządu;
- Znać i uwzględnić parametry techniczne badanej stacji bazowej, a także stacji bazowych znajdujących się w jej najbliższym otoczeniu;
- Wybrać odpowiednie miejsca wykonywania pomiarów, dostępne dla ludności, a jednocześnie takie, gdzie należy się spodziewać pola o poziomach maksymalnych;
a także dbać o szereg innych czynników wpływających na wyniki pomiaru, jak np. temperatura, wilgoć, niepewność pomiaru. Należy pamiętać, że wszystkie wyniki pomiarów, nawet tych realizowanych przez profesjonalne, akredytowane laboratoria obarczone są pewną niedoskonałością, a ufność tych wyników szacuje się na poziomie 95%. Biorąc pod uwagę te wiadomości, należy stwierdzić, że amatorskie pomiary PEM, często wykonywane tanim i niewzorcowanym sprzętem, bez świadomości czynników wpływających na uzyskiwane wyniki, nie mogą być brane pod uwagę jako wiarygodne źródło informacji.
Więcej o temacie w naszym cyklu #PowiedzSprawdzam: Jestem pomiarowcem! Czyli ja i mój niskobudżetowy miernik
Jakie promieniowanie emituje sieć 5G?
Sieć 5G wykorzystuje przede wszystkim trzy pasma częstotliwości, nazywane pionierskimi lub dedykowanymi: 700 MHz, 3,4-3,8 GHz oraz 26 GHz, działa jednak również na innych częstotliwościach. Przeznaczenie konkretnego pasma zależne jest od jego charakterystyki, obejmującej w szczególności dwa czynniki: sposób rozchodzenia się sygnału (czyli propagację) oraz dostępną pojemność zasobów widmowych. Pierwszy z czynników jest związany z fizycznymi właściwościami fal elektromagnetycznych i determinuje możliwe do uzyskania zasięgi w transmisji radiowej przy zmiennych warunkach pogodowych oraz pokrycie sygnałem radiowym trudno dostępnych obszarów. Drugi czynnik jest utożsamiany z dostępną ilością pasma radiowego z danego zakresu częstotliwości, które może być wykorzystane w sieciach 5G.
Pasmo 700 MHz charakteryzuje się dobrą propagacją sygnału oraz względnie niską tłumiennością, co daje możliwości objęcia zasięgiem rozległych obszarów. Pasmo 3,4-3,8 GHz jest kompromisem pomiędzy propagacją a pojemnością. Natomiast pasmo 26 GHz może być użyte m.in. do hot spotów Internetu szerokopasmowego.
Jakie są unijne i krajowe cele związane z sieciami 5G?
Unia Europejska od początku swojej działalności kładła duży nacisk na technologiczny rozwój państw członkowskich. W kwestii PEM oraz technologii 5G powiedzieć należy przede wszystkim o celach związanych z dwoma ogromnymi projektami UE. Pierwszym z nich jest zapoczątkowany w 2016 roku tzw. Gigabit Society. Sam termin „europejskie społeczeństwo gigabitowe” został wprowadzony w Komunikacie Komisji Europejskiej z 14 sierpnia 2016 r. pt. Łączność dla jednolitego rynku cyfrowego: w kierunku europejskiego społeczeństwa gigabitowego. Dokument ustalił cel dążeń działań państw członkowskich, jakim była technologizacja społeczeństwa EU. Według autorów tego przedsięwzięcia, kluczem do wprowadzenia zmian i ulepszeń jest technologia 5G, która skutecznie zaimplementowana, służyłaby i rzeczywiście służy zarówno mieszkańcom UE, przemysłowi, jak i państwowym instytucjom.
Innym projektem unijnym, który również zakłada dynamiczny rozwój technologiczny UE oraz zaawansowaną technologizację i cyfryzację społeczeństwa to tzw. „Cyfrowa dekada Europy”, nazywana też Cyfrowym Kompasem. Jak podaje komunikat, jest to „wizja i kierunek transformacji cyfrowej w Europie do 2030 roku”. UE wskazuje cztery główne kierunki: government, skills, infrastructures and business. Sztandarowymi zadaniami w obrębie tego projektu są: rozwój umiejętności cyfrowych w społeczeństwach, stworzenie bezpiecznej i zrównoważonej infrastruktury cyfrowej, transformacja cyfrowa przedsiębiorstw oraz cyfryzacja usług publicznych. Kolejnym ważnym celem Cyfrowego Kompasu jest unormowanie prawne tzw. cyfrowego obywatelstwa, poprzez wprowadzenie deklaracji praw i zasad cyfrowych dla Europejczyków. W ten sposób dynamiczny rozwój technologiczny zostanie wsparty przez normy i zasady prawne.
Powszechny dostęp do szybkiego internetu i rozwój sieci 5G to jedne z najważniejszych cyfrowych celów polskiego rządu do 2025 roku. Są one określone w Narodowym Planie Szerokopasmowym. Jednym z założeń jest w pełni rozwiniętą łączność 5G na wszystkich najważniejszych szlakach komunikacyjnych i w głównych ośrodkach miejskich.
Czy to prawda, że 5G będzie działało na niewykorzystywanych wcześniej pasmach częstotliwości radiowych?
Technologia sieci 5G umożliwia wykorzystanie częstotliwości z różnych pasm. Pasma te są umownie określane jako: 700 MHz (694 – 790 MHz); 3,6 GHz (3,4 – 3,8 GHz) i 26 GHz (24,25 – 27,5 GHz). Z punktu widzenia wykorzystania tych pasm w telefonii komórkowej faktycznie można mówić o ich nowym przeznaczeniu i wykorzystaniu. Nie oznacza to jednak, że pasma te nigdy wcześniej nie były wykorzystywane. 5G będzie działało w takich pasmach częstotliwości, które wcześniej były wykorzystane do innych celów.
Pasmo 700 MHz do niedawna było wykorzystywane przez urządzenia telewizji naziemnej DVB-T. Kanały telewizyjne DVB-T nr 49 – 60 (właśnie w zakresie 694 – 790 MHz), zgodnie z wydanym przez Prezesa Urzedu Komunikacji Elektronicznej Zarządzeniem z dnia 17 stycznia 2020 r. w sprawie planu zagospodarowania częstotliwości dla zakresu 470 – 790 MHz zostały zwolnione i przeznaczone dla sieci ruchomych, jako służby pierwszej ważności.
Pasmo 3,6 GHz było od dawna wykorzystywane na potrzeby bezprzewodowej transmisji danych na duże odległości w systemie WiMax, np. w celu zapewnienia dostępu do internetu na tych obszarach, na których brak infrastruktury kablowej lub pokrycia sygnałem radiowym z sieci komórkowych o dostatecznej jakości. Pasmo to było również wykorzystywane w aglomeracjach miejskich, np. w celu wspomagania sterowania ruchem komunikacji, transmisji multimedialnych, czy też zapewnienia hotspotów oferujących darmowy dostęp do internetu.
Pasmo 26 GHz również było dotychczas wykorzystywane. W tym paśmie działają radiolinie, stosowane np. w dużych miastach w przypadku przeszkód w budowie linii kablowych. Ponieważ nie jest to pasmo częstotliwości, z którego wprost korzystają użytkownicy, więc jego zastosowanie jest po prostu mało znane, a przeznaczenie dla sieci 5G może faktycznie wydawać się czymś zupełnie nowym.
Czy to prawda, że pasma milimetrowe nie były wcześniej wykorzystywane?
Nie, to nieprawda. Fale milimetrowe są powszechnie wykorzystywane od dawna, także w naszym codziennym życiu, choć nierzadko możemy nie zdawać sobie nawet z tego sprawy. Wystarczy wspomnieć o detektorach ruchu pracujących w paśmie 24 GHz, które są stosowane np. w dualnych czujkach (z detektorem podczerwieni PIR oraz czujnikiem mikrofalowym MW) stanowiących element systemów alarmowych albo w wentylatorach łazienkowych. Pasma mikrofalowe (24 GHz oraz 77 GHz) są także powszechnie stosowane w radarach samochodowych jako element systemu wspomagania kierowcy ADAS (ang. Advanced Driver Assistance Systems). To właśnie dzięki takim czujnikom radarowym możemy korzystać z usprawnień w samochodzie, takich jak np. tempomat adaptacyjny, funkcje automatycznego hamowania i ostrzegania przed kolizją, czy też monitorowanie tzw. „martwego pola”. W paśmie 60 GHz działają łącza radiowe typu punkt-punkt lub punkt-wiele punktów o bardzo dużych przepustowościach (łącza gigabitowe) umożliwiające korzystanie z szybkiego internetu (1 Gbit/s i więcej), transmisji danych (np. wideo 4K z wielu kamer) i komunikacji głosowej.
Warto również zdawać sobie sprawę z faktu, że ze znacznie wyższymi częstotliwościami niż mikrofale, mamy do czynienia codziennie. Mowa tu np. o świetle widzialnym, które również jest falą elektromagnetyczną, tyle że o częstotliwościach z zakresu ok. 428 – 681 THz, a więc kilka rzędów wielkości większych niż najwyższe częstotliwości wykorzystywane obecnie w telekomunikacji. Podobnie jest, gdy używamy np. pilot do zdalnego sterowania TV pracujący w wysokiej podczerwieni na częstotliwości rzędu 353 THz.