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Los principales expertos en dosimetría de RF analizan el dolor del 5G y la diferencia entre exposición y dosis.

Kenneth R. Foster tiene décadas de experiencia estudiando la radiación de radiofrecuencia (RF) y sus efectos sobre los sistemas biológicos. Ahora, ha sido coautor de una nueva encuesta sobre el tema junto con otros dos investigadores, Marvin Ziskin y Quirino Balzano. En conjunto, los tres (todos miembros titulares del IEEE) tienen más de un siglo de experiencia en el tema.
La encuesta, publicada en el International Journal of Environmental Research and Public Health en febrero, analizó los últimos 75 años de investigación sobre la evaluación de la exposición a RF y la dosimetría. En ella, los coautores detallan cuánto ha avanzado el campo y por qué lo consideran una historia de éxito científico.
IEEE Spectrum habló por correo electrónico con el profesor emérito Foster de la Universidad de Pensilvania. Queríamos saber más sobre por qué los estudios de evaluación de exposición a RF son tan exitosos, qué hace que la dosimetría de RF sea tan difícil y por qué las preocupaciones públicas sobre la salud y la radiación inalámbrica nunca parecen desaparecer.
Para aquellos que no están familiarizados con la diferencia, ¿cuál es la diferencia entre exposición y dosis?

Kenneth Foster: En el contexto de la seguridad de RF, la exposición se refiere al campo fuera del cuerpo y la dosis se refiere a la energía absorbida dentro del tejido corporal. Ambas son importantes para muchas aplicaciones, por ejemplo, la investigación médica, de salud ocupacional y de seguridad en productos electrónicos de consumo.
Para una buena revisión de la investigación sobre los efectos biológicos del 5G, véase el artículo de [Ken] Karipidis, que no encontró evidencia concluyente de que los campos de radiofrecuencia de bajo nivel por encima de 6 GHz, como los utilizados por las redes 5G, sean perjudiciales para la salud humana. — Kenneth R. Foster, Universidad de Pensilvania
Foster: Medir los campos de RF en el espacio libre no es un problema. El verdadero problema que surge en algunos casos es la alta variabilidad de la exposición a RF. Por ejemplo, muchos científicos están investigando los niveles de campos de RF en el medio ambiente para abordar las preocupaciones de salud pública. Considerando la gran cantidad de fuentes de RF en el medio ambiente y la rápida descomposición del campo de RF de cualquier fuente, esta no es una tarea fácil. Caracterizar con precisión la exposición individual a los campos de RF es un verdadero desafío, al menos para los pocos científicos que intentan hacerlo.

Cuando usted y sus coautores escribieron el artículo en IJERPH, ¿su objetivo era señalar los éxitos y los desafíos dosimétricos de los estudios de evaluación de la exposición? Foster: Nuestro objetivo es señalar el progreso notable que la investigación sobre evaluación de la exposición ha logrado a lo largo de los años, lo que ha agregado mucha claridad al estudio de los efectos biológicos de los campos de radiofrecuencia y ha impulsado importantes avances en la tecnología médica.
¿Cuánto ha mejorado la instrumentación en estas áreas? ¿Podría decirme, por ejemplo, qué herramientas tenía a su disposición al comienzo de su carrera en comparación con las que tiene hoy? ¿Cómo contribuyen los instrumentos mejorados al éxito de las evaluaciones de exposición?
Foster: Los instrumentos utilizados para medir campos de RF en la investigación de salud y seguridad son cada vez más pequeños y potentes. ¿Quién hubiera pensado hace unas décadas que los instrumentos de campo comerciales serían lo suficientemente robustos como para ser llevados al lugar de trabajo, capaces de medir campos de RF lo suficientemente fuertes como para causar un riesgo ocupacional, pero lo suficientemente sensibles como para medir campos débiles de antenas distantes? Al mismo tiempo, ¿determinar el espectro preciso de una señal para identificar su fuente?
¿Qué sucede cuando la tecnología inalámbrica pasa a nuevas bandas de frecuencia, por ejemplo, ondas milimétricas y de terahercios para telefonía celular, o 6 GHz para Wi-Fi?
Foster: Nuevamente, el problema tiene que ver con la complejidad de la situación de exposición, no con la instrumentación. Por ejemplo, las estaciones base celulares 5G de banda alta emiten múltiples haces que se mueven a través del espacio. Esto dificulta la cuantificación de la exposición de las personas cercanas a los sitios celulares para verificar que la exposición sea segura (como casi siempre lo es).
“Personalmente, me preocupa más el posible impacto de pasar demasiado tiempo frente a una pantalla en el desarrollo infantil y en la privacidad.” – Kenneth R. Foster, Universidad de Pensilvania

Si la evaluación de la exposición es un problema resuelto, ¿qué hace que el salto a la dosimetría precisa sea tan difícil? ¿Qué hace que el primero sea mucho más simple que el segundo?
Foster: La dosimetría es más desafiante que la evaluación de la exposición. Generalmente no se puede insertar una sonda de RF en el cuerpo de alguien. Hay muchas razones por las cuales usted podría necesitar esta información, como en los tratamientos de hipertermia para el tratamiento del cáncer, donde el tejido debe calentarse a niveles especificados con precisión. Si se calienta muy poco, no hay beneficio terapéutico; si se calienta demasiado, se quemará al paciente.
¿Puedes contarme más sobre cómo se realiza la dosimetría hoy en día? Si no se puede insertar una sonda en el cuerpo de alguien, ¿cuál es la mejor alternativa?
Foster: Está bien usar medidores de RF antiguos para medir los campos en el aire para una variedad de propósitos. Este es, por supuesto, el caso del trabajo de seguridad ocupacional, donde es necesario medir los campos de radiofrecuencia que ocurren en los cuerpos de los trabajadores. Para la hipertermia clínica, es posible que aún sea necesario ensartar a los pacientes con sondas térmicas, pero la dosimetría computacional ha mejorado enormemente la precisión de la medición de las dosis térmicas y ha llevado a avances importantes en la tecnología. Para los estudios de los efectos biológicos de RF (por ejemplo, utilizando antenas colocadas en animales), es fundamental saber cuánta energía de RF se absorbe en el cuerpo y adónde va. No se puede simplemente agitar el teléfono frente a un animal como fuente de exposición (pero algunos investigadores lo hacen). Para algunos estudios importantes, como el reciente estudio del Programa Nacional de Toxicología sobre la exposición de por vida a la energía de RF en ratas, no existe una alternativa real a la dosimetría computarizada.
¿Por qué cree que hay tantas preocupaciones actuales sobre la radiación inalámbrica que la gente mide los niveles en casa?

Foster: La percepción del riesgo es un asunto complejo. Las características de la radiación de radio suelen ser motivo de preocupación. No se puede ver, no existe una relación directa entre la exposición y los diversos efectos que preocupan a algunas personas, y se tiende a confundir la energía de radiofrecuencia (no ionizante, lo que significa que sus fotones son demasiado débiles para romper enlaces químicos) con los rayos X ionizantes, etc. Radiación (realmente peligrosa). Algunos creen ser "excesivamente sensibles" a la radiación inalámbrica, aunque los científicos no han podido demostrar esta sensibilidad en estudios controlados y a ciegas adecuados. Algunas personas se sienten amenazadas por la omnipresencia de antenas utilizadas para las comunicaciones inalámbricas. La literatura científica contiene numerosos informes relacionados con la salud, de diversa calidad, entre los cuales se puede encontrar una historia aterradora. Algunos científicos creen que, de hecho, podría existir un problema de salud (aunque la agencia de salud consideró que no les preocupaba demasiado, pero afirmó que se necesitaba "más investigación"). La lista continúa.

Las evaluaciones de exposición juegan un papel en esto. Los consumidores pueden comprar detectores de RF económicos pero muy sensibles e investigar las señales de RF en su entorno, de los cuales hay muchos. Algunos de estos dispositivos "hacen clic" al medir pulsos de radiofrecuencia de dispositivos como puntos de acceso Wi-Fi, y sonarán como un contador Geiger en un reactor nuclear para el mundo. Aterrador. Algunos medidores de RF también se venden para la caza de fantasmas, pero esta es una aplicación diferente.
El año pasado, el British Medical Journal publicó un llamado a detener las implementaciones de 5G hasta que se determinara la seguridad de la tecnología. ¿Qué opina de estos llamados? ¿Cree que ayudarán a informar al segmento del público preocupado por los efectos de la exposición a radiofrecuencias en la salud o causarán más confusión? Foster: Se refiere a un artículo de opinión de [el epidemiólogo John] Frank, y discrepo con la mayor parte. La mayoría de las agencias de salud que han revisado la ciencia simplemente han pedido más investigación, pero al menos una, la junta de salud holandesa, ha pedido una moratoria en el despliegue de 5G de banda alta hasta que se realicen más investigaciones de seguridad. Estas recomendaciones seguramente atraerán la atención del público (aunque HCN también considera improbable que existan problemas de salud).
En su artículo, Frank escribe: "Los nuevos hallazgos de estudios de laboratorio sugieren los efectos biológicos destructivos de los campos electromagnéticos de radiofrecuencia".

Ese es el problema: existen miles de estudios sobre los efectos biológicos de la radiofrecuencia en la literatura. Los criterios de valoración, la relevancia para la salud, la calidad del estudio y los niveles de exposición variaron considerablemente. La mayoría reportó algún tipo de efecto, en todas las frecuencias y niveles de exposición. Sin embargo, la mayoría de los estudios presentaban un riesgo significativo de sesgo (dosimetría insuficiente, falta de cegamiento, tamaño muestral pequeño, etc.) y muchos estudios eran inconsistentes con otros. Las "fortalezas emergentes de la investigación" no tienen mucho sentido en esta literatura poco clara. Frank debería confiar en un análisis más minucioso de las agencias sanitarias. Estas agencias han fracasado sistemáticamente en encontrar evidencia clara de efectos adversos de los campos de radiofrecuencia ambientales.
Frank se quejó de la inconsistencia al hablar públicamente de "5G", pero cometió el mismo error al no mencionar las bandas de frecuencia al referirse a 5G. De hecho, el 5G de banda baja y media opera a frecuencias cercanas a las bandas celulares actuales y no parece presentar nuevos problemas de exposición. El 5G de banda alta opera a frecuencias ligeramente por debajo del rango de mmWave, a partir de 30 GHz. Se han realizado pocos estudios sobre los efectos biológicos en este rango de frecuencia, pero la energía apenas penetra la piel y las agencias de salud no han expresado inquietudes sobre su seguridad a niveles de exposición comunes.
Frank no especificó qué investigación quería hacer antes de implementar "5G", sea lo que sea que quisiera decir. La [FCC] requiere que los licenciatarios se adhieran a sus límites de exposición, que son similares a los de la mayoría de los demás países. No hay precedentes de que una nueva tecnología de radiofrecuencia se evalúe directamente para determinar sus efectos sobre la salud antes de su aprobación, lo que puede requerir una serie interminable de estudios. Si las restricciones de la FCC no son seguras, deberían modificarse.

Para una revisión detallada de la investigación sobre los efectos biológicos del 5G, consulte el artículo de [Ken] Karipidis, que concluyó que "no hay evidencia concluyente de que los campos de RF de bajo nivel por encima de 6 GHz, como los que utilizan las redes 5G, sean perjudiciales para la salud humana. La revisión también solicitó más investigación".
La literatura científica es mixta, pero hasta el momento las agencias de salud no han encontrado evidencia clara de riesgos para la salud derivados de los campos de radiofrecuencia ambientales. Sin embargo, la literatura científica sobre los efectos biológicos de las ondas milimétricas es relativamente pequeña, con alrededor de 100 estudios, y de calidad variable.
El gobierno gana mucho dinero vendiendo espectro para comunicaciones 5G y debería invertir parte de ese dinero en investigación sanitaria de alta calidad, especialmente en 5G de banda alta. Personalmente, me preocupa más el posible impacto de pasar demasiado tiempo frente a una pantalla en el desarrollo infantil y en cuestiones de privacidad.
¿Existen métodos mejorados para el trabajo de dosimetría? Si es así, ¿cuáles son los ejemplos más interesantes o prometedores?

Foster: Probablemente el principal avance esté en la dosimetría computacional con la introducción de métodos de dominio de tiempo de diferencia finita (FDTD) y modelos numéricos del cuerpo basados ​​en imágenes médicas de alta resolución. Esto permite un cálculo muy preciso de la absorción de energía de RF por parte del cuerpo desde cualquier fuente. La dosimetría computacional ha dado nueva vida a terapias médicas establecidas, como la hipertermia utilizada para tratar el cáncer, y ha llevado al desarrollo de sistemas mejorados de imágenes por resonancia magnética y muchas otras tecnologías médicas.
Michael Koziol es editor asociado de IEEE Spectrum y cubre todas las áreas de las telecomunicaciones. Es graduado de la Universidad de Seattle con una licenciatura en inglés y física y una maestría en periodismo científico de la Universidad de Nueva York.
En 1992, Asad M. Madni tomó el mando de BEI Sensors and Controls, supervisando una línea de productos que incluía una variedad de sensores y equipos de navegación inercial, pero tenía una base de clientes más pequeña, principalmente las industrias aeroespacial y de electrónica de defensa.

La Guerra Fría terminó y la industria de defensa de Estados Unidos colapsó. Y el negocio no se recuperará pronto. BEI necesitaba identificar y atraer rápidamente nuevos clientes.
Para adquirir estos clientes es necesario abandonar los sistemas de sensores inerciales mecánicos de la empresa en favor de una nueva tecnología de cuarzo no probada, miniaturizar los sensores de cuarzo y convertir a un fabricante que produce decenas de miles de sensores costosos al año en uno que produzca millones más a bajo costo. fabricante del sensor.
Madni hizo un gran esfuerzo para que esto sucediera y logró más éxito del que nadie podría haber imaginado para el GyroChip. Este económico sensor de medición inercial es el primero de su tipo que se integra en un automóvil, lo que permite que los sistemas de control electrónico de estabilidad (ESC) detecten deslizamientos y operen los frenos para evitar vuelcos. A medida que se instalaron ESC en todos los automóviles nuevos durante el período de cinco años de 2011 a 2015, estos sistemas salvaron 7000 vidas solo en los Estados Unidos, según la Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en las Carreteras.
El equipo sigue estando en el corazón de innumerables aviones comerciales y privados, así como en los sistemas de control de estabilidad de los sistemas de guía de misiles estadounidenses. Incluso viajó a Marte como parte del rover Pathfinder Sojourner.
Cargo actual: Profesor adjunto distinguido en UCLA; presidente jubilado, director ejecutivo y director de tecnología de BEI Technologies

Educación: 1968, RCA College; Licenciatura, 1969 y 1972, Maestría, UCLA, ambas en Ingeniería Eléctrica; Doctorado, California Coast University, 1987
Héroes: En general, mi padre me enseñó a aprender, a ser humano y el significado del amor, la compasión y la empatía; en el arte, Miguel Ángel; en la ciencia, Albert Einstein; en la ingeniería, Claude Shannon.
Música favorita: En la música occidental, los Beatles, los Rolling Stones, Elvis; música oriental, los Ghazals.
Miembros de la organización: IEEE Life Fellow; Academia Nacional de Ingeniería de EE. UU.; Real Academia de Ingeniería del Reino Unido; Academia Canadiense de Ingeniería
Premio más significativo: Medalla de Honor del IEEE: "Contribuciones pioneras al desarrollo y la comercialización de tecnologías innovadoras de detección y sistemas, y liderazgo investigador excepcional"; Exalumno del Año de la UCLA 2004
Madni recibió la Medalla de Honor IEEE 2022 por ser pionero en GyroChip, entre otras contribuciones en el desarrollo tecnológico y liderazgo en investigación.
La ingeniería no era la carrera preferida de Madni. Quería ser un buen artista-pintor. Pero la situación financiera de su familia en Mumbai, India (entonces Mumbai) en las décadas de 1950 y 1960 lo llevó hacia la ingeniería, especialmente la electrónica, gracias a su interés en las últimas innovaciones incorporadas en las radios de transistores de bolsillo. En 1966, se mudó a los Estados Unidos para estudiar electrónica en el RCA College en la ciudad de Nueva York, que se creó a principios de 1900 para capacitar a operadores y técnicos inalámbricos.
"Quiero ser una ingeniera capaz de inventar cosas", dijo Madeney, "y hacer cosas que, en última instancia, tengan un impacto en la humanidad. Porque si no puedo influir en la humanidad, siento que mi carrera no estará realizada".

Madni ingresó a la UCLA en 1969 con una licenciatura en ingeniería eléctrica después de dos años en el programa de Tecnología Electrónica en RCA College. Continuó sus estudios para obtener una maestría y un doctorado, utilizando procesamiento de señales digitales y reflectometría del dominio de frecuencia para analizar sistemas de telecomunicaciones para su investigación de tesis. Durante sus estudios, también trabajó como profesor en la Pacific State University, trabajó en gestión de inventario en el minorista de Beverly Hills David Orgell y como ingeniero diseñando periféricos de computadora en Pertec.
Luego, en 1975, recién comprometido y por insistencia de un ex compañero de clase, solicitó un trabajo en el departamento de microondas de Systron Donner.
Madni comenzó a diseñar el primer analizador de espectro del mundo con almacenamiento digital en Systron Donner. En realidad, nunca había utilizado un analizador de espectro antes (eran muy caros en ese momento), pero conocía la teoría lo suficientemente bien como para convencerse de aceptar el trabajo. Luego pasó seis meses probando y adquiriendo experiencia práctica con el instrumento antes de intentar rediseñarlo.
El proyecto duró dos años y, según Madni, dio como resultado tres patentes importantes, iniciando su "ascenso hacia cosas más grandes y mejores". También le enseñó a apreciar la diferencia entre "lo que significa tener conocimiento teórico y comercializar tecnología que puede ayudar a otros", dijo.

También podemos personalizar los componentes pasivos de RF según sus necesidades. Puede acceder a la página de personalización para proporcionar las especificaciones que necesita.
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