LA TECNOLOGIA
1. Che cos'è il 5G e a cosa serve?
Il 5G è una nuova tecnologia wireless utilizzata per la trasmissione di informazioni sia mediante connessioni di tipo persona-persona che persona-macchina e
macchina-macchina.
Se la prima tipologia di applicazione, quella per le comunicazioni persona-persona, costituisce una evoluzione dei servizi di telefonia mobile e di trasmissione dati con un significativo
miglioramento nelle prestazioni, le applicazioni relative alle trasmissioni persona-macchina e macchina-macchina riguardano lo sviluppo di nuovi servizi innovativi che vanno dalla telemedicina alla
domotica, dal pilotaggio di droni all’automazione di processi industriali e all’automotive, comprendendo anche le sperimentazioni sull’auto a guida autonoma.
Molti di questi sviluppi tecnologici possono avvenire grazie ad una delle più importanti specifiche tecniche del 5G: quella del basso tempo di latenza, che esprime la rapidità con cui un sistema
risponde ad un impulso e che risulta inferiore di più di dieci volte rispetto a quello tipico del 4G.
Il settore delle telecomunicazioni è, quindi, solo uno dei numerosi campi di applicazione della tecnologia 5G che, per la grande varietà di servizi riguardanti interazioni tra macchine, prende il
nome di internet delle cose (IoT – Internet of Things).
La maggiore efficienza della tecnologia 5G (maggiore velocità, minore tempo di latenza, possibilità di connettere moltissimi dispositivi, codifica ottimizzata del segnale elettromagnetico) unita
all’utilizzo di particolari tipologie di “antenne intelligenti”, consente la diffusione di servizi innovativi diminuendo l’esposizione di chi non usa il cellulare.
(fonte ARPA Toscana)
2. Che differenze ci sono tra 5G e 4G?
• Velocità: la velocità di trasmissione dei dati del 5G è fino a 100 volte superiore di quella del 4G ed è direttamente proporzionale al numero di clienti
che si connettono alla rete. La velocità potenziale massima di 20 Gbps permette di scaricare rapidamente grandi quantità di dati (il download di un film richiede qualche secondo).
• Consumo energetico: le celle 5G devono avere un consumo energetico molto limitato anche sotto carico e devono essere dotate di una modalità di risparmio energetico quando non
utilizzate.
• Capacità: il 5G aumenta la capacità di trasmissione dati, il cui traffico raddoppia ogni anno.
• Latenza: il 5G ha un tempo di intervallo tra l’invio del segnale e la sua ricezione da 30 a 50 volte inferiore al 4G. Ciò permette di comandare a distanza e in tempo reale
dispositivi e apparecchi (veicoli a guida autonoma, operazioni chirurgiche a distanza, gestione del traffico di strade, porti e aeroporti, ecc.) e di monitorare in tempo reale lo stato delle
infrastrutture (IoT).
• Densità: il 5G permette di collegare fino a un milione di oggetti per km2, 100 volte di più che il 4G, senza impattare sulla velocità di connessione. Questa
caratteristica è quella che consente lo sviluppo dell’IoT, dove le reti non sono più quindi a servizio dei soli dispositivi mobili (quali smartphone o telefoni cellulari) ma anche della comunicazione
tra oggetti, come ad esempio la possibilità di “dialogo” con numerosi elettrodomestici di uso comune, o tra dispositivi e sensori di vario tipo (per esempio, la possibilità di un veicolo di
colloquiare con la strada).
(fonte ARPA Emilia Romagna)
3. Quali sono le frequenze di trasmissione del 5G?
- La banda 700 MHz (da 694 a 790
MHz) È il miglior compromesso per raggiungere un ottimo livello di trasferimento dati e, al contempo, “penetrare” attraverso le strutture come muri, soffitti e, dunque, raggiungere con più
efficacia i dispositivi degli utenti. Le basse frequenze sono la base per una copertura mobile diffusa e pervasiva: attualmente tali frequenze sono occupate dal digitale terrestre che sarà spostato
su altre entro il 2022.
- La banda 3700 MHz (da 3600 a 3800MHz) È la banda intermedia e viene sfruttata per coperture macro-cellulari in ambienti molto abitati e in quelli contraddistinti da architetture
ibride in zone con inferiore densità di popolazione.
- La banda 26 GHz (da 26,5 a 27,5 GHz) È indicata spesso come "onde millimetriche" che, al contrario delle onde a bassa frequenza (banda 700 MHz), hanno una portata inferiore e
possono essere facilmente schermate da oggetti come muri, edifici e arredi urbani. Tuttavia, esse consentono di sfruttare canali di comunicazioni molto più ampi rispetto alle frequenze minori e,
dunque, garantiscono maggiori velocità di trasferimento dati e minore latenza. Per ovviare al problema del basso potere penetrante, vengono utilizzate antenne più piccole e diffuse (smart cells) con
una portata inferiore rispetto a quelle standard, ma con una maggior densità di distribuzione sul territorio.
(fonte ARPA Emilia Romagna)
4. Come funzionano le "antenne intelligenti"?
Le "antenne “intelligenti” o "smart antennas" dei ripetitori 5G, a differenza di quelle tradizionali, non trasmettono più un segnale di copertura continuo sul
territorio, ma attivano una sequenza di fasci che ruotano attorno per rilevare la presenza degli utenti: tale procedura, detta beamsweeping, è simile al fascio di un faro,
ma i fasci vengono accesi per intervalli di tempo brevissimi, dell’ordine del millisecondo. Quando uno di questi fasci rileva la presenza di un utente che ha bisogno di comunicare con il ripetitore,
l’antenna effettua il beamforming, generando dinamicamente un fascio specifico puntato verso l’utente (o il gruppo di utenti) che ne ha bisogno, attivo solo per il tempo
della comunicazione e solo nella zona di spazio molto limitata intorno all’utente che richiede il servizio.
(fonte ARPA Toscana)
5. Quali architetture di rete sono usate per implementare il 5G?
Le reti 5G sono realizzate
mediante due tipi di architetture: la tipologia non autonoma o NSA - Non StandAlone, dove la rete 5G richiede necessariamente una rete 4G per il suo funzionamento, e quella
denominata autonoma o SA - StandAlone, che prevede che la rete 5G sia in tutto e per tutto autonoma. Le reti 5G attualmente in esercizio funzionano in modalità non autonoma e non presentano
ancora implementazioni del beamforming dinamico, limitandosi a configurazioni statiche.
5G E CAMPI ELETTROMAGNETICI
6. La nuova tecnologia usa frequenze che possono essere più dannose di quelle già
utilizzate?
I riferimenti normativi in Italia si basano sulla LEGGE QUADRO 36/2001, sui relativi decreti attuativi contenuti nel
DPCM dell’8 luglio 2003 e sulla Legge n. 214 del 31 dicembre 2023: la tecnologia 5G opera su intervalli di frequenze già contemplate nel decreto e per cui valgono limiti di legge che sono fra
i più restrittivi in Europa.
(fonte ARPA Veneto)
7. Quali sono i valori limite di legge per il 5G?
Per il 5G, i valori di riferimento normativi fissati all'art.10 della Legge n. 214 del 31 dicembre 2023, sono.
Frequenza Limite di
Esposizione Valore di
attenzione Obiettivo di qualità
694 – 790 MHz 20 V/m (Mediato su 6 min) 15 V/m (Mediato su 24 h) 15 V/m
(Mediato su 24 h)
3.6 – 3.8 GHz 40 V/m (Mediato su 6 min) 15 V/m (Mediato su 24 h)
15 V/m (Mediato su 24 h)
26.5 – 27.5 GHz 40 V/m (Mediato su 6 min) 15 V/m (Mediato su 24 h)
15 V/m (Mediato su 24 h)
8. Esistono limiti più bassi per scuole e ospedali?
No.
Le scuole e gli ospedali rientrano nei luoghi a possibile permanenza prolungata della popolazione per i quali vale già il limite più basso della normativa italiana, il “valore di attenzione” di 15
V/m (limite per il campo elettrico mediato su 24 ore).
Sono comunque sempre possibili e doverose soluzioni ed accorgimenti per limitare l’esposizione, soprattutto per quei recettori più “sensibili”. In particolare, i Comuni possono emanare un regolamento
sulla localizzazione degli impianti per telecomunicazioni, identificando le aree sensibili e quindi condizionando l’installazione degli impianti al rispetto di specifici requisiti o vietandone
l’installazione su singoli edifici.
(fonte ARPA Piemonte)
9. Cosa cambia in termini di impatto elettromagnetico per il 5G?
Per
quanto riguarda l’uso del 5G per i terminali mobili (collegamento per lo scambio di dati), che è ad oggi il servizio che si sta maggiormente sviluppando, la variazione dei livelli di
esposizione dei singoli utenti dipenderà sostanzialmente dall’utilizzo di tale servizio. Infatti, date le caratteristiche delle antenne, che producono fasci di radiazione puntati in modo tale da
garantire il servizio all’utente nel momento in cui ne fa richiesta, la popolazione sarà esposta a campi elettromagnetici solo nei brevi intervalli di tempo in cui si trova nella direzione di
uno di questi fasci e sta avvenendo uno scarico dati. Questa è una delle grandi differenze rispetto a quanto avveniva per le generazioni precedenti di segnali, per i quali invece si aveva
un’esposizione più continua su aree abbastanza ampie.
Quello che emerge dalle misure è che i livelli effettivamente rilevabili sono ad oggi molto bassi, e questo è dovuto ad una serie di fattori:
- i pochi utenti ad oggi presenti attivano pochissimi fasci di radiazione dall’antenna, ed in assenza di terminali il campo elettromagnetico irradiato è prossimo a zero;
- se il terminale che aggancia il fascio di radiazione si trova a pochi metri da una persona, questa riceve una radiazione trascurabile, perché il fascio è estremamente direttivo;
- il sistema di gestione del segnale è così efficiente che, anche se in una certa area sono presenti più smartphone, e tutti quanti scaricano un video ad alta definizione (quindi con un trasferimento
dati consistente), la potenza irradiata verso quei terminali è solo una piccola percentuale della potenza massima.
Sintetizzando, si può dire che, per quanto riguarda l’utilizzo con terminali mobili, l’esposizione della popolazione nel suo complesso presumibilmente non aumenterà in modo significativo rispetto a
quella dovuta ai precedenti sistemi.
Per quanto riguarda invece i sistemi di connessione tra oggetti (IoT), essi sono ad oggi in una fase molto iniziale di sviluppo, e pertanto non sono ancora disponibili dati di
progettazione delle reti su cui fare valutazioni di esposizione ma, in ogni caso, non sarà possibile il superamento dell’attuale valore di attenzione di 15 V/m.
(fonte ARPA Piemonte)
10. Come si misura il 5G?
Sebbene non siano ancora disponibili guide tecniche specifiche che definiscano un metodo condiviso anche a livello internazionale, è possibile effettuare misurazioni dotandosi di
strumentazione in grado di rilevare i valori di campo elettromagnetico in tutti gli intervalli di frequenza del 5G.
(fonte ARPA Piemonte)
Inoltre, i controlli preventivi effettuati dalle ARPA all’interno del procedimento autorizzativo per l’installazione degli impianti 5G, sono eseguiti secondo le nuove disposizioni previste dal
Sistema Nazionale per la Prevenzione dell’Ambiente (SNPA), che tengono conto delle specificità di questa nuova tecnologia. I controlli strumentali sugli impianti in esercizio seguono quanto
specificato dall’apposita norma tecnica nazionale.
(fonte ARPA Veneto)
In tale contesto, DA.VI.CEM implementa un sistema di monitoraggio del 5G costituito da centraline di rilevamento in continuo nel tempo e strumentazione portatile per misure puntuali: tutte le
apparecchiature soddisfano pienamente i requisiti di rigore scientifico delle misure certificate e rispetto delle norme tecniche (CEI 211-6, CEI 211-7, CEI 211-7/A) e legislative (DPCM dell'8 luglio
2003 e successive modifiche) attualmente vigenti.
IMPATTI SULLA SALUTE E SULL'AMBIENTE
11. E' vero che il 5G fa male?
In relazione ad alcuni elementi del
dibattito sulle novità introdotte dalla tecnologia 5G si possono fare le seguenti considerazioni:
- gli impianti alle frequenze di 3.7 GHz, che vengono prevalentemente installati in questa prima fase di implementazione della tecnologia 5G, e gli impianti a frequenze di circa 700 MHz che verranno
installati a partire dal 2022, emettono segnali che presentano frequenze analoghe a quelle già utilizzate da diversi anni nel settore delle telecomunicazioni. Tali impianti non rappresentano, quindi,
una novità dal punto di vista della tipologia di segnale a cui siamo esposti. Diverso è il discorso degli impianti nella banda 27 GHz che sono frequenze a cui la popolazione non è stata esposta
storicamente (pur essendo tali frequenze già state utilizzate, la tipologia di applicazioni non comportava esposizioni significative).
- a sostegno dell’ipotesi di nocività delle esposizioni a segnali 5G vengono spesso citati due recenti studi, pubblicati nel 2018 dall’US National Toxicology Programme (NTP) e dall’Istituto Ramazzini
di Bologna, riguardanti alcune evidenze di carcinogenesi in ratti da laboratorio esposti a radiofrequenze. Questi studi, in realtà, non sono stati condotti con segnali 5G ma con segnali a
radiofrequenza tipici della tecnologia GSM (2G). L’intensità dei segnali utilizzati, inoltre, è di gran lunga superiore ai limiti previsti in Italia e, quindi, a quella che si può riscontrare in
comuni condizioni ambientali. L’indagine dell’Istituto Ramazzini, che tra i due studi è quello che considera i livelli più bassi di esposizione, evidenzia la presenza di effetti a segnali di
intensità pari a 50 V/m (con una esposizione continua per tutta la durata della gestazione e della vita dei roditori), mentre non vengono rilevati effetti a segnali di intensità più bassa. Si rileva
che il valore di 50 V/m è molto più elevato di quello che è ammesso dalla normativa italiana (15 V/m in aree residenziali) e ancora maggiore di quello che si può comunemente riscontrare in un
ambiente urbano densamente popolato (variabile tra 0.2 V/m e 2-3 V/m).
In definitiva, si può dire che al momento non ci sono indicazioni su una maggiore nocività delle emissioni da impianti 5G rispetto a quelle provenienti da impianti per telecomunicazione già
da tempo installati sul territorio.
(fonte ARPA Piemonte)
È, in ogni caso, da applicare il principio di precauzione nello sviluppo delle reti 5G ed utilizzare sistemi come DA.VI.CEM per garantire la salute dei cittadini e la minimizzazione
dell’impatto ambientale, in attesa che la Scienza dimostri eventuali effetti sanitari dovuti al 5G.
12. Aumenterà il numero di antenne e tralicci?
La risposta a questa domanda dipende dal tipo di servizio e dalla banda di frequenza.
- Per i servizi sui terminali mobili (smartphone), nella banda di frequenza 3.7GHz, il numero di tralicci non aumenterà significativamente. Questo perché le capacità di copertura del territorio di
queste antenne sono analoghe a quelle delle antenne dei precedenti sistemi, e quindi sarà analogo anche il numero di punti sul territorio nei quali è necessario installare i nuovi sistemi (che
vengono spesso integrati sui tralicci già esistenti).
- Per i servizi IoT, in particolare nella banda di frequenza 26.5GHz, la copertura dovrà essere garantita installando un maggior numero di “microcelle” a bassa potenza: il numero di antenne
aumenterà, ma le emissioni di ciascuna antenna saranno decisamente più contenute rispetto agli impianti sopra citati. Il maggior numero di impianti è infatti proprio dovuto alla loro minore capacità
di coprire grandi aree del territorio (ciascuna antenna avrà un’emissione estremamente localizzata nelle sue vicinanze).
(fonte ARPA Piemonte)
13. L’aggiunta delle antenne 5G a quelle già presenti sul territorio aumenta i possibili effetti sulla
salute?
Le valutazioni preventive dei livelli attesi di campo elettromagnetico e le misure sul territorio effettuate dalle ARPA considerano il livello di campo dovuto a tutti i sistemi per
telecomunicazioni presenti intorno all’area di interesse, incluso il nuovo segnale 5G, se presente. (fonte ARPA Veneto)
Inoltre, in fase di rilascio dell’autorizzazione, viene seguito l'approccio più cautelativo possibile verso la popolazione: i fasci d’irradiazione di un'antenna 5G sono valutati nella situazione
peggiore d’esercizio, ossia con l'attivazione contemporanea di tutti i lobi dell’antenna intelligente. (fonte ARPA Toscana)
Questo garantisce, in fase preventiva, il rispetto dei limiti e dei valori di attenzione per i sistemi 5G imposti dalla normativa vigente.
Tuttavia, una volta che gli impianti entrano in funzione, è essenziale implementare sistemi come DA.VI.CEM per tenere sotto controllo la potenza irradiata dalle antenne e i livelli di campo
elettromagnetico generato sul territorio.
14. Per poter installare le antenne 5G, è necessario abbattere gli alberi?
No.
La domanda scaturisce dal fatto che le radiazioni nella banda delle onde millimetriche (banda 26.5 GHz del 5G) sono facilmente schermate dai materiali comuni, ed anche dalle foglie degli alberi.
Ciononostante, non sarà necessario eliminare gli ostacoli tra antenna trasmittente e dispositivo ricevente, perché il 5G funziona molto bene proprio quando il segnale sfrutta gli ostacoli per
arrivare nel punto di interesse dopo una serie di riflessioni contro gli ostacoli stessi.
(fonte ARPA Piemonte)
15. Si assisterà ad un aumento del consumo energetico?
L’aumento delle antenne per la tecnologia 5G è dovuto al fatto di gestire celle più piccole per permettere un numero maggiore di collegamenti contemporanei. Avere celle più piccole significa
necessità di meno potenza da irradiare e pertanto meno elettricità da consumare. Gli impianti, inoltre, invieranno verso l’area di copertura non tutta la potenza disponibile, ma solo quella
necessaria all’utente che ha richiesto il servizio di collegamento.
(fonte ARPA Toscana)
Risulta quindi essenziale individuare tecniche e metodologie che consentano di calibrare la potenza sulle necessità reali e non, come la precedente tecnologia, in maniera costante, così da
ottimizzare e diminuire i consumi energetici: in tale ottica, Energreenup sta sviluppando dei progetti di ricerca per la minimizzazione dell'impatto energetico ed ambientale dovuto al
funzionamento delle SRB 5G.