Πέμπτη 18 Μαρτίου 2010

Kινητά Tηλέφωνα

banner_antennas[1][1]

Η κινητή τηλεφωνία είναι εξέλιξη τής ενσύρματης τηλεφωνίας, είναι απαραίτητη σε πολλούς επαγγελματίες και συνεισφέρει στην ηλεκτρομαγνητική ρύπανση τού περιβάλλοντος κατά δύο τρόπους:

1. μέ τήν εκπομπή ακτινοβολίας από την ίδια την συσκευή και

2. μέ τήν εκπομπή ακτινοβολίας απο την κεραία τού σταθμού, που τής την στέλνει.

Και στις δύο περιπτώσεις, η διασπορά της ακτινοβολίας στό χώρο μολύνει το περιβάλλον και τον άνθρωπο, που έχουν αμφότερα την ιδιότητα να την απορροφούν και να τη μετατρέπουν σε θερμική ή άλλη ενέργεια. Δυστυχώς, η τεχνολογία δεν έχει λύσει τα προβλήματα αυτά ακόμη με ικανοποιητικό τρόπο. Αντίθετα με την προσθήκη νέων τεχνολογιών στα κινητά φαίνεται ότι τα επαυξάνει.

Θεωρητικός υπολογισμός SAR σε ανθρώπινη κεφαλή

1

Ενας επιστημονικός τρόπος να μελετήσουμε τα αποτελέσματα τής ηλεκτρομαγνητικής ρύπανσης στον άνθρωπο από συγκεκριμένη πηγή και γιά συγκεκριμένη συχνότητα ακτινοβολίας είναι να μελετήσουμε την απορρόφηση τής ακτινοβολίας αυτής από τό ανθρώπινο σώμα. Μία παράμετρος που συνήθως μελετάμε είναι ο Ειδικός Ρυθμός Απορρόφησης (γνωστός με τό ονομα SAR ή Sperific Absorption Rate), ό οποίος μετράται σε Watts ανά Kg μάζας ανθρωπίνου σώματος ή ακόμη και οργάνου.

Στην πρώτη εικόνα, στά αριστερά τής ανωτέρω φωτογραφίας, φαίνεται ένα κινητό τηλέφωνο ισχύος 1 Watt καί συχνότητας 915 MHz τοποθετημένο σε απόσταση 0.6 εκατοστά από τό μοντέλο μιάς ανθρώπινης κεφαλής, για την οποία έκανα ένα θεωρητικό υπολογισμό τού SAR της.

Στη δεύτερη εικόνα, στό μέσον, φαίνεται η χρωματική απεικόνιση τού SAR, που υπολόγισα σε μιά τομή μέσα στο κεφάλι σε βάθος 4 εκατοστά από τό εξωτερικό τού αυτιού. Τα διαφορετικά χρώματα δείχνουν τον διαφορετικό βαθμό απορρόφησης της ακτινοβολίας από τους διάφορους ιστούς, που είναι πάνω σε αυτή την τομή και πάντα στο εσωτερικό τής κεφαλής. Οι τιμές που βρήκα αναγράφονται στην κατακόρυφη έγχρωμη λωρίδα στα δεξιά της κεφαλής. Στη κόκκινη περιοχή της τομής, η τιμή του SAR βρέθηκε ίση με 1.87 Watts/Kg και στη πράσινη 0.942 Watts/Kg. Στην επιφάνεια του αυτιού για τη συγκεκριμένη περίπτωση κινητού, η μέγιστη τιμή του SAR βρέθηκε ίση με 4.64 Watts/Kg. Ολα αυτά γιά ισχύ τηλεφώνου 1 Watt.

Για τηλέφωνα ισχύος 2 Watts, όπως τα συνήθη τηλέφωνα της Ελληνικής αγοράς, οι προηγούμενες τιμές διπλασιάζονται και γίνονται αντίστοιχα 3.74, 1.884 και 9.28 Watts/Kg. Σας υπενθυμίζω ότι η μέγιστη επιτρεπτή τιμή SAR για ανθρώπινους ιστούς είναι 1.6 Watts/Kg. Oι τιμές αυτές είναι μεγαλύτερες από το επιτρεπτό όριο ακόμη και μέσα στο κεφάλι και σε μεγάλη έκταση. Το όριο της ελάχιστης επιτρεπτής ισχύος τού κινητού ώστε το SAR να μη παίρνει τιμή μεγαλύτερη από τό όριο ασφαλείας τών 1.6 Watts/Kg γιά ιστούς είναι ίσο με 2 x 1.6 / 9.28 = 0.35 Watts/Kg (θεωρώντας προσεγγιστικά ότι η αγωγιμότητα τών ιστών δέν αλλάζει σημαντικά με το διπλασιασμό τής ισχύος τού κινητού).

Στην τρίτη εικόνα άνω δεξιά υπολόγισα το μαγνητικό πεδίο στήν ίδια τομή (ισχύς τηλεφώνου 1 Watt και συχνότητα 915 MHz). Το μαγνητικό πεδίο κατανέμεται μέσα στο κεφάλι ανομοιογενώς. Οι τιμές που βρήκα αναφέρονται στην άλλη έγχρωμη λωρίδα στα δεξιά της φωτογραφίας. Η κόκκινη περιοχή αντιστοιχεί σε ένταση 1.04 Α/m και η πράσινη σε ένταση 0.185 Α/m. Οι τιμές τού μαγνητικού πεδίου είναι μεγαλύτερες από το όριο ασφαλείας 0.1 Α/m γιά αυτή τη συχνότητα, όπως φαίνεται από το σχήμα εδώ.

Ο σωστός σχεδιασμός της κεραίας, η ισχύς και η συχνότητα λειτουργίας τού τηλεφώνου είναι σημαντικότατοι παράγοντες για τον περιορισμό της τιμής του SAR. Κάθε περίπτωση θέλει ξεχωριστή μελέτη.

Στη συνέχεια θα σας παρουσιάσω ένα πειραματικό τρόπο μέτρησης του SAR, που μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε πολλές περιπτώσεις, τη μαγνητική τομογραφία (γνωστή ώς MRI ή Magnetic Resonance Imaging)

Χρήση Μαγνητικής Τομογραφίας για τη μέτρηση του SAR

3Στη φωτογραφία αριστερά επιδεικνύεται η μαγνητική τομογραφία πραγματικής ανθρώπινης κεφαλής εθελοντoύ, η οποία ελήφθη κατά τη διάρκεια τηλεφωνικής επικοινωνίας του μέ το κινητό του τηλέφωνο τη στιγμή τής μέτρησης. Παρατηρείστε ότι 1/3 τουλάχιστο τού εσωτερικού τής κεφαλής του απορροφάει το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο που παράγεται από τήν κεραία του κινητού του.

Αντιλαμβάνεστε νομίζω ότι δεν είναι έξυπνο να έχει κάποιος ένα τηλέφωνο πάνω στό σώμα του. Αν παρόλα αυτά τό έχει ανάγκη πολύ, τότε ας χρησιμοποιεί ακουστικά καί να μη το κρατάει όσο το δυνατόν κοντά στο σώμα του την ώρα τής ομιλίας.

Η μαγνητική τομογραφία αποτελεί ένα αξιόμαχο σύμβουλο σε όσους θέλουν να αποφασίσουν αν κάποιο από τα προιόντα πού κυκλοφορούν στην αγορά γιά προστασία π.χ. ειδικά πρόσθετα πάνω στο κινητό, ειδικές θήκες απορρόφησης του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου απο την κεραία, μπορούν να πραγματοποιούν όσα υπόσχονται και σέ τι βαθμό. Με τη τομογραφία μπορεί να μετρηθεί η απορρόφηση του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου από τα ανθρώπινα όργανα και πώς αυτή αλλάζει από κάποιο τέτοιο προιόν, όταν το κινητό με το προιόν και χωρίς το προιόν είναι σε επικοινωνία ή όχι.

Kινητά SAR - Συνήθης τρόπος μέτρησης SAR από κινητό

4

Τα "κινητά SAR" είναι τηλέφωνα στα οποία έχει μετρηθεί το SAR, δηλαδή ο Ειδικός Ρυθμός Απορρόφησης (σε Watts ανά Kg μάζας) αλλά σε συγκεκριμένο σημείο της ανθρώπινης κεφαλής.

Η μέτρηση γίνεται ως εξής: Ενα ομοίωμα ανθρώπινης κεφαλής από κατάλληλο υλικό τοποθετείται κατα τον τρόπο που φαίνεται στη διπλανή φωτογραφία με ένα κινητό. Στην άλλη μεριά μια κεραία μετράει στο συγκεκριμένο σημείο την απορρόφηση τής ακτινοβολίας, που εκπέμπει το κινητό και η οποία διαπερνάει το ομοίωμα. Δεν είναι εύκολο να εκτιμηθεί το σφάλμα τής μέτρησης, που θα έπρεπε να αναγράφεται καί αυτό πάνω στο πρός αγορά τηλέφωνο.

Σαφώς τα κινητά, που έχουν αισθητά μικρότερη τιμή SAR είναι καλύτερα. Γιά να μάθετε την τιμή του SAR ρωτείστε τόν πωλητή τού κινητού σας ή διαβάστε το ελληνικό εγχειρίδιό του. Είναι δικαίωμά σας. Στό Ιντερνετ μπορείτε νε βρείτε τιμές για κινητά διαφορετικών εταιρειών.

Μεταβολή θερμοκρασίας μέσα στο κεφάλι

Στη συνέχεια θα σας παρουσιάσω έναν ακόμη υπολογισμό μου, κατά τον οποίο υπολόγισα τη μεταβολή της κατανομής της θερμοκρασίας μέσα σε ένα μοντέλο ανθρώπινης κεφαλής τη στιγμή λειτουργίας ενός κινητού τηλεφώνου. Ο υπολογισμός είναι ενδεικτικός και εξαρτάται απο την μορφή και την ισχύ της κεραίας. Η θερμοκρασία παρουσιάζει τη μεγαλύτερη μεταβολή (0.5 -1.5 Celsius) στην περιοχή του αυτιού αλλά και μέσα στο κεφάλι. Παρατηρείστε τις τομές μέσα στο κεφάλι στο παρακάτω σχήμα.

heat3

Τα κινητά είναι εστία ηλεκτρομαγνητικής ρύπανσης. Η ισχύς τών 2 Watts, που συνήθως εκπέμπουν όταν πιάνουν σήμα με δυσκολία από ένα σταθμό βάσης κινητής τηλεφωνίας είναι επικίνδυνη. Για το λόγο αυτό πρέπει το κινητό να είναι σε όσο το δυνατό μεγαλύτερη απόσταση από το σώμα, όταν είναι τουλάχιστο σε επικοινωνία.

em-pollution/M.A.R.C.-review