Czy ładowanie bezprzewodowe jest bezpieczne?

telefon

W skrócie

  • Plany instalacji bezprzewodowych ładowarek w miejscach publicznych i na powszechnie używanych meblach domowych zwiększają ryzyko wystąpienia skutków zdrowotnych związanych z dysfunkcją mitochondriów wywołaną ekspozycją na pole elektromagnetyczne
  • Ponieważ prawie 77 procent dorosłych osób w USA posiada smartfon, w porównaniu z 36 procentami w 2011 roku, producenci telefonów nadal szukają sposobów na zwiększenie łączności i korzystania z telefonu, w tym postępów w zakresie ładowania bezprzewodowego
  • Ładowanie bezprzewodowe wykorzystuje pole elektromagnetyczne do przenoszenia energii z jednego obiektu na drugi. Nowy typ ładowania bezprzewodowego, Pi Charger, który ma wkrótce pojawić się na rynku, generuje pola elektromagnetyczne i rozpoczyna ładowanie baterii, gdy tylko użytkownik telefonu znajdzie się w tym samym pomieszczeniu co ładowarka
  • Ładowanie bezprzewodowe jest mniej wydajne niż używanie konwencjonalnej ładowarki sieciowej i powoduje ciągłe odprowadzanie energii elektrycznej, przyczyniając się do utraty energii elektrycznej z niewykorzystywanych w danej chwili, ale zawsze aktywnych urządzeń
Rozmiar tekstu:

Według dr. Mercoli

Apple iPhone kończy 10 lat w tym roku, a w ciągu tych krótkich 10 lat życie ludzi zostało znacznie zmienione przez smartfony. Według Pew Research Center prawie 77 procent osób dorosłych w USA posiada obecnie smartfona, w porównaniu z 35 procentami w 2011 roku. To sprawia, że smartfon jest jedną z najszybszych technologii konsumenckich w historii.

Co ciekawe, podczas gdy posiadanie smartfona jest bardziej powszechne wśród młodzieży i osób zamożniejszych, wskaźniki szybko rosną również wśród starszych Amerykanów o niższych dochodach. Kiedy urządzenia mobilne zostały wprowadzone na rynek po raz pierwszy, były używane do wykonywania połączeń i wysyłania wiadomości SMS. Obecnie ludzie używają swoich telefonów do szeregu nietradycyjnych działań, takich jak szukanie pracy, czytanie książki lub uzyskiwanie wskazówek GPS.

W odpowiedzi na rosnące pragnienie pozostawania w kontakcie, branże mobilne projektują więcej sposobów na szybkie ładowanie telefonu. W zeszłym roku Apple ogłosiło wprowadzenie bezprzewodowego ładowania wielu urządzeń dla swoich produktów w niekończącej się pogoni za wygodą.

Rok później elektrody jeszcze nie zostały wprowadzone na rynek, prawdopodobnie z powodu problemu z przegrzewaniem, który jeszcze nie został rozwiązany. Chociaż jest to problematyczne dla Apple, ładowarki bezprzewodowe i przyszłość ładowania telefonu przez Wi-Fi mogą stwarzać wielkie przeszkody w dążeniu do optymalnego stanu zdrowia.

Jak działa ładowanie bezprzewodowe?

Ładowanie bezprzewodowe, znane również jako ładowanie indukcyjne, wykorzystuje pole elektromagnetyczne (EMF) do przesyłania energii między dwoma obiektami. Odbywa się to za pomocą stacji ładującej, która wysyła energię poprzez sprzężenie indukcyjne do urządzenia elektrycznego, które może wykorzystać energię do naładowania akumulatorów lub uruchomienia urządzenia.

Chociaż bezprzewodowe ładowanie urządzeń mobilnych wywołało wiele ekscytacji, technologia istniała już pod koniec XIX wieku. Została wynaleziona przez Nikolę Teslę, który pierwotnie współpracował z Thomasem Edisonem nad prądem stałym.

Brak powodzenia w dążeniu do ulepszenia tej technologii spowodował, że Tesla zaczął zamiast tego pracować nad prądem zmiennym. Następnie wynalazł cewkę Tesli, kładąc podwaliny pod technologię bezprzewodową. Prototyp cewki Tesli można obecnie zobaczyć w Obserwatorium Griffitha, pokazującym na dużą skalę to, co zostało zrobione, aby naładować smartfon bezprzewodowo.

Podstawowa zasada przesyłania energii z jednego miejsca do drugiego pozostaje taka sama. Cewka miedziana, nazywana indukcją elektromagnetyczną, wytwarza oscylujące pole magnetyczne, a druga cewka ponownie przekształca to pole w energię.

Druga metoda, zwana rezonansem magnetycznym, umożliwia przesyłanie energii na większe odległości poprzez zmianę ilości energii zgromadzonej w każdej cewce i wielkości cewki. W 2006 roku naukowcy z MIT udowodnili, że mogą przesyłać energię elektryczną do 2 metrów za pomocą rezonansu magnetycznego. Mimo że utracono 60% energii, ich eksperymenty zachęciły inwestorów do dalszych badań.

Obecnie istnieją dwie różne metody ładowania bezprzewodowego. Pierwsza, Qi Standard, wykorzystuje metodę indukcyjną małych cewek na małych odległościach. Zostało to utworzone przez współpracę ponad 200 firm, w tym Apple i Samsung. Drugi typ koncentruje się na rezonansie elektromagnetycznym. AirFuel, wcześniej znany jako Power Matters Alliance, został przyjęty przez Duracell, Starbucks i Google.

Niedługo pojawi się nowa innowacja w zakresie ładowania bezprzewodowego – Pi Charger. To urządzenie generuje pola elektromagnetyczne i rozpoczyna ładowanie baterii, gdy tylko użytkownik urządzenia mobilnego znajdzie się w tym samym pomieszczeniu. Morris Kesler, dyrektor ds. technologii z WiTricity – firmie zajmującej się rezonansem magnetycznym, wyobraża sobie przyszłość, w której ładowanie bezprzewodowe jest wszechobecne, mówiąc:

„Wjeżdżasz samochodem elektrycznym do garażu, gdzie na podłodze znajdują się podkładki do ładowania bezprzewodowego. Otwierasz drzwi do domu i rzucasz telefonem na blat kuchenny, w którym wbudowane są technologie umożliwiające ładowanie bezprzewodowe".

Ładowanie bezprzewodowe jest mniej wydajne

Bezprzewodowe ładowanie telefonu jest znacznie mniej wydajne niż używanie ładowarki sieciowej. Przed rozważeniem bezpieczeństwa związanego z bezprzewodowymi ładowarkami, które zwiększą pola elektromagnetyczne w całym domu, ważne jest również zajęcie się kwestią drenażu elektrycznego, jaki te urządzenia powodują w elektrowniach.

Chociaż łatwo sobie wyobrazić nieograniczone i ciągłe ładowanie w domu, elektryczność musi zostać gdzieś wytworzona. Trzy główne źródła wytwarzania energii elektrycznej w USA to paliwa kopalne, energia jądrowa i niektóre odnawialne źródła energii, takie jak energia wodna, wiatrowa i słoneczna.

Obecnie energia odnawialna zapewnia prawie 20% energii elektrycznej, podczas gdy paliwa kopalne są największym źródłem energii, zapewniającym prawie 63%. Szacuje się, że ilość jednego z paliw kopalnych, zwłaszcza węgla, wykorzystywanego do produkcji energii wzrośnie, gdy prezydent Trump zmienił politykę energetyczną w działaniu, które określił jako „koniec wojny o węgiel”.

Jednak spalanie węgla w celu wytworzenia elektryczności zwiększa zanieczyszczenie powietrza, które jest związane z astmą, rakiem, chorobami serca i chorobami płuc. Problemy obejmują również kwaśne deszcze, poważne problemy środowiskowe i zdrowotne, ponieważ energia ta wiąże się z ogromnymi kosztami.

Chemia umożliwiająca wytwarzanie energii z węgla przyczynia się do powstawania szeregu głęboko szkodliwych zanieczyszczeń środowiska.

Urządzenia „wampiry” zwiększają zapotrzebowanie na energię

Zapotrzebowanie na energię wciąż rośnie. Typowy amerykański dom jest pełen elektrycznych „wampirów” – termin opisujący urządzenia, które są zawsze włączone i zużywają energię elektryczną, nawet gdy nie są używane. Raport National Resource Defense Council (NRDC) wykazał, że Amerykanie wydają 19 miliardów dolarów rocznie na energię elektryczną pochodzącą z urządzeń i elektroniki.

Oznacza to, że przeciętne gospodarstwo domowe wydaje 165 USD rocznie na zasilanie nieużywanych urządzeń. Pierre Delforge, autor raportu i dyrektor NRDC ds. efektywności energetycznej w sektorze zaawansowanych technologii stwierdził:

„Jednym z powodów tak wysokich poziomów energii jest to, że wiele wcześniej czysto mechanicznych urządzeń stało się cyfrowych: urządzenia takie jak pralki, suszarki i lodówki mają teraz wyświetlacze, elektroniczne elementy sterujące, a coraz częściej nawet łączność z Internetem. W wielu przypadkach zużywają znacznie więcej energii elektrycznej niż to konieczne”.

W przeszłości głównymi przestępcami były telewizory kablowe i konsole do gier. Dekodery są drugimi urządzeniami zużywającymi najwięcej energii w wielu domach, ponieważ zawsze działają. Konsole do gier to również główne urządzenia zużywające energię.

W miarę jak coraz więcej ludzi zmierza w kierunku ładowania bezprzewodowego, te małe urządzenia dodatkowo zwiększą stale rosnące zapotrzebowanie na energię elektryczną, kosztem środowiska i zdrowia ludzi.

Przyszłe plany dotyczące ładowania bezprzewodowego zwiększają ryzyko dla zdrowia publicznego

Ładowanie bezprzewodowe jest dostępne w setkach lokali Starbucks w całych Stanach Zjednoczonych i jest również powszechne na lotniskach. W 2017 roku Apple ogłosiło, że przewiduje świat, w którym wiele powierzchni, w tym szafki nocne i deski rozdzielcze samochodów, mogą mieć bezprzewodowe stacje ładujące.

Każda z tych ładowarek pobiera ciągłą moc, która może być nieznaczna indywidualnie, ale sumuje się, gdy wiele powierzchni generuje niewielkie pole magnetyczne.

WiTricity przewiduje możliwość zasilania urządzeń w domu bez podłączania do ściany. Współpracują z różnymi producentami, w tym z Toyotą, i planują wyeliminować potrzebę stosowania wtyczki do ładowania samochodów elektrycznych.

David Schatz, wiceprezes ds. sprzedaży firmy WiTricity, przewiduje, że ludzie oczekują bezprzewodowej energii elektrycznej i wierzy, że rządy wyrażą na to zgodę. Powiedział:

„Będą musieli pomyśleć o całej infrastrukturze, której ludzie potrzebują do ładowania rzeczy w miejscach publicznych, oraz o tym, w jaki sposób mogą wprowadzić polityki i programy, aby zachęcić i usprawnić proces bezprzewodowego udostępniania energii wszędzie, nie tylko do ładowania telefonów komórkowych, ale także pojazdów elektrycznych”.

Nowa technologia otrzymała certyfikat FCC dla energii z bezprzewodowego ładowania na odległość z wykorzystaniem technologii fal radiowych średniego zasięgu. Firma Energous złożyła petycję FCC zgodnie z częścią 18, dotyczącą urządzeń przemysłowych, naukowych i medycznych, zamiast sekcji elektroniki użytkowej klasy B. Może to wynikać z dużej mocy wymaganej do przesyłania energii na odległość.

Energous zaprezentował pierwszy produkt wyprodukowany we współpracy z Myant. Inteligentna bielizna o nazwie Skiin ma zintegrowane czujniki do monitorowania tętna, aktywności, postawy i poziomu nawodnienia organizmu. Zastosowano technologię dopasowującą się do odzieży Skiin, aby wspierać nadajniki ładujące w średniej i dużej odległości, gdy tylko będą dostępne.

Innymi słowy, firmy technologiczne nie tylko chcą bezprzewodowych stacji ładowania w miejscach publicznych, ale teraz współpracują z firmami odzieżowymi w celu zaprojektowania technologii EMF do noszenia.

Ładowanie bezprzewodowe może również skrócić żywotność baterii smartfona

Ładowanie bezprzewodowe może być również złe dla Twojego urządzenia. Obecnie prawie 80 modeli samochodów oferuje bezprzewodowe ładowanie w kabinie w oparciu o specyfikację ładowania elektromagnetycznego Qi (wymowa „czii”). Do tych modeli należą Audi, Chevrolet, Nissan i BMW. McDonald's, hotele Marriott i Ibis wbudowały Qi w swoje nieruchomości.

Firmy takie jak Facebook, Deloitte i Cisco używają Qi w swoich biurach korporacyjnych. Liczba urządzeń obsługujących ładowanie bezprzewodowe przekracza 200 milionów sztuk rocznie, a 25 procent użytkowników korzystało z ładowania bezprzewodowego. Wygląda na to, że popyt na tę funkcję wzrasta, a liczba obsługiwanych urządzeń rośnie z roku na rok.

Pomimo większej łatwości ładowania, Techworld zadaje pytanie, czy jest to szkodliwe dla baterii urządzenia mobilnego. Venkat Srinivasan, dyrektor Argonne Collaborative Center for Energy Storage Science powiedział, że chociaż nie można przeładować smartfona lub tabletu, utrzymywanie go w pełni naładowanym skróci żywotność baterii.

Gdy akumulator litowo-jonowy ładuje się i rozładowuje, jony przechodzą między elektrodą dodatnią a ujemną. Im bardziej bateria jest naładowana, tym szybciej jony ulegają degradacji, dlatego lepiej jest utrzymywać stan naładowania baterii między 45 a 55 procent.

Jednak wraz ze wzrostem liczby ładowarek bezprzewodowych i ładowaniem bezprzewodowym średniego zasięgu na horyzoncie trudno będzie znajdować się w miejscu publicznym bez automatycznego ładowania telefonu, co znacznie skraca żywotność baterii w telefonie. Innymi słowy, bez możliwości wymiany baterii w nowszych telefonach, będziesz zmuszony kupić zupełnie nowy telefon, co często jest sporym wydatkiem.

Problemy zdrowotne związane z narażeniem na ładowanie bezprzewodowe

Podstawowymi problemami zdrowotnymi związanymi z bezprzewodowym ładowaniem indukcyjnym są wytwarzane przez nie pola magnetyczne. Bezpieczne pola mają indukcję wynoszącą poniżej 3 miligausów, ale im niższa ta wartość, tym lepiej, a cel wynosi poniżej 1 miligausa. Znalazłem badanie, które oszacowało pola magnetyczne generowane przez ładowarki Qi – indukcja wynosiła około 1000 miligausów, czyli 1000 razy więcej niż dopuszczalne narażenie.

Na szczęście pola magnetyczne gwałtownie spadają, a odczyt 1000 miligausów został pobrany z urządzenia w odległości 2 milimetrów (mm). Po zwiększeniu odległości do 15 mm (nieco dalej niż pół cala) odczyt spadł do 50 miligausów. Ostrzegamy więc, żeby nie siedzieć na tych urządzeniach. Jeśli będziesz od nich wystarczająco daleko, kilkadziesiąt centymetrów lub metrów, powinieneś uniknąć większości niebezpiecznych pól magnetycznych.

Osobiście nie posiadam ani nie używam ładowania indukcyjnego, więc nie mogę go zmierzyć, ale obawiam się, że trudno będzie go uniknąć, ponieważ praktycznie wszystkie nowe samochody mają tę funkcję. Jednakże, istnieje wiele solidnych powodów, aby unikać ich używania.