I telefoni cellulari emettono radiazioni nocive o campi elettromagnetici?

La parola 'radiazione' sembra spaventosa, ma in realtà comprende qualsiasi tipo di onda elettromagnetica (e anche alcune particelle, ma non entriamo in questo argomento) - raggi gamma, raggi X, luce ultravioletta, luce visibile, luce infrarossa, terahertz, gigahertz, megahertz, microonde e onde radio (vedi: Spettro elettromagnetico).

Lo spettro elettromagnetico è suddiviso in due parti a seconda che piccole dosi di quella radiazione possano causare danni: radiazioni ionizzanti e non ionizzanti. Le radiazioni ionizzanti - raggi UV, raggi X e raggi gamma - hanno abbastanza energia in un fotone (pacchetto minimo quantizzato di luce) per rimuovere elettroni dagli atomi o rompere i legami chimici. È a causa di questo potenziale di danno al DNA che si indossa un giubbotto di piombo quando si fanno i raggi X dal dentista e si consiglia di indossare la crema solare quando si esce al sole. Non si possono evitare completamente le fonti di radiazioni ionizzanti naturali (radon, raggi cosmici quando si è su un aereo) e artificiali (raggi X diagnostici), ma è un consiglio ragionevole ridurre al minimo l'esposizione quando possibile.

Spettro elettromagnetico diviso in radiazioni ionizzanti e non ionizzanti. Fonte: Radiazioni non ionizzanti.

Poi c'è la radiazione non ionizzante, che comprende la stragrande maggioranza della luce a cui siamo esposti: luce visibile dalle lampadine, luce infrarossa da un forno e dalle persone, luce gigahertz dal nostro wifi, luce megahertz per/dai nostri telefoni cellulari, e onde radio che colpiscono la nostra autoradio. Non sono dannosi in piccole dosi perché un fotone non ha abbastanza energia per ionizzare gli atomi e/o rompere le molecole. In dosi molto grandi, le radiazioni non ionizzanti possono essere dannose. Per esempio, un laser a luce visibile con una potenza sufficiente (almeno diverse centinaia di volte più di un puntatore laser legale) che si concentra in un punto abbastanza piccolo brucerà la vostra pelle e farà cose peggiori al vostro occhio se vi entra dentro. E quelli di noi che sono abbastanza vecchi, ricordano le animazioni flash del gerbillo nel microonde che sono diventate virali 17 anni fa[1] come una rappresentazione umoristica (ma non esattamente reale) di ciò che accadrebbe se si riscaldasse al microonde un roditore vivo.

Per valutare se le radiazioni dei telefoni cellulari sono dannose, dobbiamo sapere

• Quale frequenza emettono/ricevono e qual è la potenza di questa radiazione?
• Come questa frequenza interagisce con la materia?
• Le radiazioni dei cellulari sono sufficienti a causare danni all'uomo, data la loro frequenza, potenza e meccanismo di interazione?

La prima è facile, le frequenze dei cellulari variano tra 450-2000MHz, ma 800 o 900 MHz sono le più comuni. La potenza emessa da un cellulare varia nel corso della chiamata (più alta al momento del contatto iniziale, che dura qualche secondo). Può arrivare fino a 2 Watt all'inizio di una chiamata, e può scendere a 0,02 Watt durante il funzionamento ottimale[2]. Naturalmente, la maggior parte delle persone usa a malapena i cellulari per le chiamate, ma sto usando questo esempio come scenario peggiore, perché il telefono non è proprio vicino alla tua testa quando stai navigando su Tinder.

In questa gamma di frequenza, l'interazione tra materia e luce avviene attraverso la componente di campo elettrico della luce (totalmente diverso da come la radiazione ionizzante ti incasina). In particolare, un campo elettrico oscillante fa ruotare o tentare di ruotare le molecole polari, e il ritardo tra il campo applicato e la risposta delle molecole si manifesta come dissipazione, cioè riscaldamento[3]. Questo è lo stesso riscaldamento dielettrico che è il principio di funzionamento dei forni a microonde (che operano a 2450 MHz[4] come il wifi). Quindi, se i telefoni cellulari dovessero causare danni ai tessuti, il meccanismo sarebbe lo stesso di quello che avviene in un forno a microonde - facendo bollire l'acqua nella testa/corpo.

Si noti che i forni a microonde emettono 700 Watt di potenza, centinaia di volte più del massimo che fa un telefono cellulare (e migliaia di volte più di quanto fa il tuo cellulare durante la maggior parte della tua chiamata).

Un altro modo di pensare alla situazione è considerare l'emissione di potenza allo stato stazionario di 0,02 Watt e chiedere quanto tempo ci vorrebbe per riscaldare il tuo corpo di un grado Celsius se tutto il tuo volume fosse esposto. Prendete la vostra massa corporea di 100 kg e approssimatela come se fosse composta interamente d'acqua. Se tutta la radiazione fosse assorbita e servisse a riscaldarti (cosa che non è), ci vorrebbero 20900000 secondi (calore specifico*massa*1 grado/potenza) o 241 giorni per riscaldarti di un grado. Fortunatamente, avete processi metabolici nel vostro corpo, o forse l'aria condizionata, per mitigare questo riscaldamento.

Il recente studio[5] sui telefoni cellulari che causano il cancro nei ratti dovrebbe essere preso con un grano di sale quando si fa il collegamento con gli esseri umani[6]. In particolare, i ratti nello studio sono stati esposti a densità di potenza di radiazione di 0, 1,5, 3, o 6 W/kg (vedi p 7 in rif. 4 sotto). Questo equivarrebbe a un essere umano di 100 kg che riceve fino a 600 Watt - in pratica, un microonde. Come discusso in precedenza, i telefoni cellulari sono centinaia di volte più deboli.

Note a piè di pagina

[1] Gerbillo in un forno a microonde[2] Anatomia del segnale di un telefono cellulare GSM[3] Acqua e microonde[4] Forno a microonde[5] http://biorxiv.org/content/biorxiv/early/2016/05/26/055699.full.pdf[6] Domande e risposte sul nuovo studio che collega i telefoni cellulari al cancro nei ratti