Agora é que fica interessante.
Critério: Quanto maior a frequência, maior a energia transmitida.
Talvez alguns de vocês saibam que um sinal de rádio é uma onda, mas, ao mesmo tempo, também é como uma pequena bala de canhão.
E quanto maior a frequência, maior a energia contida nessa coisa.
Bem, então gostaria de, finalmente, apresentar o primeiro palestrante.
Ele é conhecido por ser uma figura marcante, não apenas em nosso círculo, mas também muito além dele, pois meu colega da diretoria
da MWGFD, extremamente simpático e muito querido por todos, o físico e professor Werner Bergholz, também é membro especialista
em diversas comissões de inquérito — como, por exemplo, as que investigam a gestão da pandemia de
COVID-19 nos estados de Brandemburgo e Turíngia.
Ele é ex-professor de Engenharia Elétrica na Jacobs University, em Bremen, e também trabalhou por 17 anos na
Siemens, em Munique e Regensburg, como especialista em gestão da qualidade e de riscos.
Estamos ansiosos, caro Werner, para saber o que você nos contará em sua palestra introdutória sobre o tema de hoje,
intitulada “Tecnologia de telefonia móvel: fundamentos físicos e vantagens técnicas do 5G”, e, com isso, passo a palavra a você.
Muito obrigado, querido Ronny, por essas palavras gentis.
Eu já escrevi: “Fundamentos físicos e vantagens técnicas”. Mas... ponto, ponto, ponto...
Vou falar primeiro sobre os conceitos básicos e, como escrevi no dossier de imprensa, vou começar com Adão e Eva.
E agora vou mostrar a vocês um vídeo curto, no qual jogam uma pedra na água e dá para ver como a onda se espalha.
É exatamente assim que se pode imaginar as ondas de rádio, e vou falar um pouco sobre isso agora.
Vamos ver se funciona.
Então, recapitulando: O que é uma onda de rádio — para que a gente tenha uma ideia.
Qual é, afinal, a diferença entre a radiodifusão — que já existe há mais de 100 anos — e a telefonia
móvel? Por que são necessárias frequências tão altas?
E o mais importante: por que essas características das altas frequências não são necessariamente inofensivas?
E os palestrantes a seguir falarão mais sobre isso.
Bom, a pedra vai cair agora.
Então, vimos duas coisas. A onda está se espalhando.
Nesse caso, trata-se de uma onda praticamente bidimensional. Esse é o movimento da matéria.
E, como dá para ver agora na imagem estática, há também outras ondas.
E isso corresponde exatamente à realidade, o que, de certa forma, também contribui para o perigo.
Se eu estiver com meu celular em uma sala dessas – e vamos supor que não estejamos exatamente em uma palestra –, então
talvez haja 20 pessoas ou mais usando seus smartphones, o que significaria que haveria uma interferência de ondas.
É parecido com o que acontece em uma festa.
Nesse caso, todos terão que aumentar a intensidade, e isso não é necessariamente o que se deve buscar neste momento.
Bom, então, jogamos uma pedra na água, vimos isso, e a água se move.
Com as ondas de rádio, acontece algo semelhante.
A antena irradia, mas agora não de forma bidimensional, e sim esférica.
E o mais importante de tudo: não há matéria envolvida; isso funciona mesmo no vácuo.
E, normalmente, não se vê nada, não se ouve nada.
E o fato de que algo assim exista e tenha sido estudado cientificamente, devemos ao físico Heinrich Hertz, que — ao
desligar repentinamente uma grande corrente elétrica e, em seguida, montar um receptor — observou que havia
um pouco de faísca; e é por isso que se diz “faísca”.
Há ainda uma enorme diferença, que é muito importante na prática: as ondas na água, como
vimos, propagavam-se a uma velocidade de 20 cm/s.
Ondas sonoras, que todos nós conhecemos, a 300 m/s; todo mundo já sentiu isso durante uma tempestade.
A gente vê o relâmpago e, dependendo de onde ele ocorreu, leva de um a dez – ou até
mais – segundos para ouvir o trovão, a 300 m/s.
As ondas eletromagnéticas são ligeiramente mais rápidas; ou seja, não 300 m/s, mas 300.000 km/s.
Ou seja, 300.000.000 m/s, um milhão de vezes mais rápido.
Isso é, naturalmente, muito importante para a aplicação prática.
Mas, para colocar isso em perspectiva: se alguém acender um laser na Lua, leva cerca de
um segundo para que a gente veja isso daqui.
Se o mesmo acontecesse no Sol, levaria oito minutos.
Isso serve para ilustrar o quão grandes são as distâncias no espaço.
Essa é, agora, a única fórmula: o comprimento de onda está relacionado à velocidade da
luz c, 300.000 km/s dividido pela frequência.
É assim que se pode imaginar, mais ou menos: tantas e tantas ondas passam por nós.
Isso significa que, quanto maior a frequência, menor o comprimento de onda.
Então, o 5G atual usa comprimentos de onda nessa faixa , e antigamente ainda se usava a onda média, que
tinha comprimentos de 1.000 metros ou 1.600 metros.
As chamadas ondas curtas tinham, por exemplo, 49 metros; nessa época, ainda se estava na faixa dos kilohertz (kHz).
E foi só com a FM – onda ultracurta, como se dizia na época; hoje, é claro, isso ainda seria relativamente
longo – que se passou para a faixa dos megahertz (MHz), ou seja, 1 milhão de oscilações por segundo.
Bom, por enquanto é isso sobre algumas questões básicas.
Então, vamos lembrar: as ondas eletromagnéticas não se ouvem nem se veem.
Alguns sentem isso, a maioria não, eu não.
E elas se propagam com uma rapidez impressionante, e o comprimento de onda ou a frequência não são totalmente irrelevantes.
Pois é, já temos a rádio há “uma eternidade e três dias”.
Havia uma emissora central – “para sempre e mais três dias” equivalem a cerca de 100 anos –, muitos
receptores, mas apenas uma emissora, como já foi dito, e o fluxo de informações ocorria apenas em uma direção.
E, justamente na onda média, a largura de banda era pequena, pois, basicamente,
transmitia-se fala ou música com qualidade modesta.
E isso nos leva agora a uma questão:
Quando quero transmitir informações – voz, arquivos de música ou vídeo –, isso não é possível apenas com uma
frequência, mas sim com uma determinada largura de banda.
Então, vou ter que pagar por isso.
No caso da telefonia móvel, não falamos em kilohertz; no início, falávamos em megahertz e, agora, em
gigahertz — essa é a faixa que vai até 6 ou 8 GHz no 5G.
Vou explicar em breve por que as altas frequências são tão importantes.
Então, agora, a telefonia móvel, está claro, temos um transmissor, a estação base, normalmente a um quilômetro ou
alguns quilômetros de distância – no caso do 5G, podem ser apenas 100 metros –, muitos telefones atuando como
receptores e muitos telefones, ao mesmo tempo, atuando como transmissores; eu já havia mencionado isso brevemente.
Isso dá uma bela confusão quando todos estão fazendo alguma coisa ao mesmo tempo.
E eu sempre preciso de uma largura de banda maior e uma taxa de transferência de dados mais alta.
Aliás, dá para imaginar isso da mesma forma que no Orçamento Federal:
Isso foi lá por volta de 1950, quando eu nasci, na casa dos 100 milhões, centenas de milhões.
Com isso, consegui financiar projetos de 2 a 3 milhões.
Agora estamos falando de bilhões, e, claro, para isso preciso de um orçamento federal de 500 bilhões ou algo assim.
Aqui é mais ou menos assim: quando quero transmitir grandes volumes de dados, preciso de muito mais largura de banda.
Um exemplo típico: na televisão analógica original, a largura de banda era de aproximadamente 5 MHz.
No modo digital, restam apenas cerca de 1 MHz e um pouco mais.
No caso dos GHz, o que importa é qual largura de banda estou usando e a quantidade de dados que desejo
transmitir no momento, e isso é feito de forma dinâmica.
Então, voltando à questão da largura de banda — na verdade, eu já tinha mencionado isso há pouco —: a transmissão
analógica é suscetível a interferências, enquanto a TV e a transmissão digital são resistentes a interferências.
Mas eu só comentei de passagem que a televisão digital apresenta pequenos erros sistemáticos.
Se houver fãs de futebol entre nós, prestem atenção: quando o jogador for baixinho, talvez esteja vestindo algo
vermelho e estiver correndo pelo gramado verde, ele sempre tem uma linha fina ao seu redor, se você prestar atenção.
Isso é um erro, mas não chama muita atenção.
Matematicamente, trata-se do chamado fenômeno de Gibbs – não vou dizer mais nada sobre isso.
Então, sobre a transmissão: já expliquei por que essas frequências são tão altas.
Toda transmissão requer um certo orçamento de frequência, uma banda de frequência.
Isso não pode se sobrepor aos outros.
E se eu tiver muitos canais, vou precisar de muito mais largura de banda; e se quiser transmitir muitos dados, ainda mais.
Então, vídeo, como eu já tinha dito, MHz, muitos dados de 10 a 100 MHz.
Provavelmente dá para fazer ainda mais, dependendo da situação.
No caso do 6G, com certeza – mas isso sempre depende das necessidades do momento.
Tudo bem, eu já tinha mencionado isso brevemente de boca, de propósito, porque quando eu só conto algo, as pessoas
prestam mais atenção do que quando veem algo ao mesmo tempo.
Portanto: 100 MHz equivale a, digamos, um orçamento de bilhões de euros ou um orçamento de frequência de gigahertz.
E no gráfico, ali à direita, estão as faixas de frequência que, por exemplo, o UMTS utilizava — que era a 3G —; depois, o LTE já
utilizava bem mais e, agora, o 5G precisa de muito mais ainda.
E, como já foi dito, isso depende; é tratado com flexibilidade, mas é mais ou menos assim que se pode imaginar.
Bom, agora já temos, por assim dizer, os fundamentos, e o que vem a seguir, digamos, são os pontos críticos.
Esses foram, por enquanto, os conceitos básicos. Aqui estão os espectros novamente.
Como se pode ver, o 5G exige muito mais do que o 4G ou o LTE. A propósito, LTE significa “Long Term Evolution”.
Uma coisa bem sem sentido, que também tem várias fases.
Agora é que a coisa fica interessante do ponto de vista biológico ou em termos de possíveis danos.
Existe um critério: quanto maior a frequência, maior a energia transmitida.
Talvez alguns de vocês saibam que um sinal de rádio é uma onda, mas, ao mesmo tempo, também é como uma pequena bala de
canhão ou um fóton – no caso da luz, também se chama fóton.
E quanto maior a frequência, maior a energia contida nessa coisa.
E quando essa onda de 5G é absorvida pela minha pele ou pelos meus olhos, ela atinge uma determinada
profundidade de penetração e é totalmente absorvida.
E se eu falar agora, digamos, de 100 MHz em comparação com 8 GHz, isso significa 80 vezes mais
energia por pacote de energia que atua sobre mim.
É ao mesmo tempo uma onda e uma espécie de pacote, dependendo de como se olha para ela.
E isso é o pior de tudo.
Ouvi em uma palestra ou apresentação: “Sim, é ótimo”, ou o que vemos?
Aqui podemos observar que, quanto maior a frequência, menor é a profundidade de penetração.
Essa é a profundidade de penetração, essa é a frequência – ambas são representações logarítmicas.
Caso contrário, não veríamos nada se fosse linear, e basta lembrarmos que: quanto maior a
frequência, menor a profundidade de penetração.
Foi dito o seguinte: “Isso é bom, assim não vai tão fundo.”
Entre outras coisas, também sou profissional qualificado em proteção contra radiação, pois
trabalhei por muitos anos com materiais radioativos.
Foi aí que aprendi que, quanto menor a profundidade de penetração, pior. Por quê?
A densidade de energia, independentemente de se tratar de radiação ionizante radioativa ou dessa radiação não ionizante.
Quanto menor for a profundidade de penetração, maior será a quantidade de energia depositada em um determinado volume.
E isso faz sentido, eu acho: quanto mais energia chega a um determinado volume, maior a
chance de que isso possa causar problemas e danos.
Na verdade, dizia-se de forma bastante ingênua: “Sim, a radiação ionizante, é claro, causa danos, mas é assim mesmo — os próximos
palestrantes certamente abordarão isso com mais detalhes — que também há problemas com essa radiação não ionizante.”
Bem, esse talvez seja o slide mais importante de todos.
Uma profundidade de penetração baixa não é boa, e sim ruim.
Então, à esquerda, vemos uma representação esquemática típica do 5G.
Não é o 5G como um todo — ou seja, o 5G nas áreas rurais não funciona assim —, mas em áreas densamente urbanizadas, o sistema
funcionará da seguinte maneira: em vez de usar uma única antena, será utilizada uma chamada “matriz de antenas”
— por exemplo, 8x8 transmissores — para gerar um feixe por meio de manipulação eletrotécnica.
Mas um feixe de luz... a gente pensa em uma lanterna ou em um laser, mas não é isso.
Ao me preparar para esta palestra, também tive que aprender isso primeiro.
Eu também tinha imaginado mais ou menos assim.
Mas não, não é isso, também são chamados de “raios de lápis”, mas é mais ou menos assim: trata-se do chamado diagrama polar.
Isso mostra em que direção, com tantas e tantas antenas individuais transmitindo de forma coordenada entre si, está
a intensidade, e vemos na direção de 0 graus; essa é a lóbulo principal – esses elementos também são chamados de lóbulos.
Isso não é tão localizado nem tão direcionado, mas, naturalmente, é muito melhor para a aplicação do que se fosse uma
radiação omnidirecional, como vimos no caso das ondas esféricas.
O foco está voltado especificamente para quem precisa e, um pouco, para o ambiente ao redor,
enquanto o resto não percebe tanta coisa assim.
Isso já é algo positivo, mas quem está exposto à radiação — e não é só essa pessoa, mas talvez também alguém que por
acaso esteja ao lado dela —, naturalmente também é afetado.
Mas, como já disse, o maior perigo é, na verdade, o próprio aparelho, pelo menos quando se usa assim .
Quando se usa o viva-voz e se segura o aparelho na mão dessa maneira, fica muito melhor; por isso, só posso recomendar.
Bem, então o 5G tem 700 MHz; aqui diz até 26 GHz; portanto, pelo que sei, o 5G só vai até
8 GHz – assim como a Rádio Eriwan: “Depende!”
Então, se eu tiver uma área rural, lá eu uso as frequências mais baixas.
Por quê? Porque elas praticamente não são absorvidas pelo ar; portanto, não preciso de uma estação base para essa área.
Se eu quiser trabalhar com feixe direcionado, ou seja, com as frequências mais altas, provavelmente
precisarei, segundo uma “estimativa aproximada”, de 100 estações base menores. Isso é muito mais caro.
E, além disso, há uma área intermediária e uma área mais estreita.
É assim que a gente tem que imaginar. Então, em Vilsbiburg, que não é muito grande, acho que é mais ou menos de tamanho médio.
E quando estivermos em uma cidade maior, lá o 5G – muito provavelmente, seja já hoje ou em breve –
será o 5G; afinal, leva um certo tempo até que tudo isso seja implementado tecnicamente.
Afinal, isso também custa um pouco de dinheiro.
Bom, então agora são — digamos assim — eu acabei de apresentar apenas a parte técnica e já dei
algumas dicas de onde poderiam surgir problemas.
De modo geral, sinto falta do chamado princípio da precaução.
Na UE, até agora, era comum que uma nova tecnologia só fosse introduzida depois que, por meio de uma análise de risco
adequada e de uma avaliação de risco adequada, se tivesse chegado à conclusão de que ela era, de fato, segura.
Nos EUA, é um pouco ao contrário.
Primeiro a gente faz, depois vê se acontece alguma coisa e, se acontecer, a gente dá uma freada.
Nosso querido apresentador Ronny também mencionou há pouco a vacina contra a COVID-19; nesse caso, o
princípio da precaução não foi, de forma alguma, aplicado.
Até mesmo nosso ex-chanceler federal disse: “somos todos cobaias”.
Mas tenho certeza de que poucos dos que estão aqui se deixaram ser usados como cobaias.
E, portanto, no que diz respeito à telefonia celular, sou da opinião de que, de alguma
forma, o princípio da precaução não foi respeitado.
E consegui cumprir meus 20 minutos quase na hora certa.
Então, recapitulando: ondas de rádio, não se vêem, propagam-se no vácuo, mas a uma velocidade enorme.
E a telefonia celular tem, sem dúvida, aplicações úteis, como o Ronny já disse.
Mas, como já disse, o princípio da precaução, na verdade, se aplica.
Quanto maior a frequência, maior a injeção de energia; e, em áreas com construções densas, há ou haverá radiação direcionada.
Por um lado, é bom que a exposição geral seja um pouco reduzida, mas, por outro lado, isso não é tão bom assim: quem estiver
na trajetória do jato acaba ficando um pouco mais exposto.
Sim, é isso. Obrigado.
As radiações dos celulares e do Wi-Fi prejudicam as pessoas, os animais e o meio ambiente.
Precisamos de zonas livres de radiação! asza.org