Medimos la radiación emitida por 11 smartphones de las principales marcas en un laboratorio, y esto es lo que nos encontramos

De los smartphones que podemos encontrar en las tiendas lo sabemos casi todo. Conocemos sus especificaciones, la calidad de su pantalla, su rendimiento, qué experiencia nos ofrecen sus cámaras y muchas otras características interesantes que pueden ayudarnos a encontrar el teléfono móvil que resuelve mejor nuestras necesidades. Sin embargo, hay un dato que las marcas no revelan y que, debido a lo difícil que es obtenerlo, hasta ahora nos ha esquivado: la radiación que emiten, o, expresado de una forma más precisa, la PIRE.

Aunque más adelante indagaremos en los matices de este parámetro, que los tiene, por el momento nos viene bien saber que el acrónimo PIRE describe la Potencia Isotrópica Radiada Equivalente, una magnitud utilizada en los sistemas de comunicación mediante ondas de radio que refleja la potencia emitida por la antena de nuestro smartphone. La mayor parte de los teléfonos móviles actuales recurre a antenas de tipo fractal porque ahorran espacio dentro del terminal y mejoran su capacidad de acceso a las redes de telefonía móvil. Y estas antenas emiten radiación electromagnética.

Es probable que en un futuro no muy lejano se popularice la transmisión mediante la tecnología booster, que no recurre a una antena fractal, sino que inyecta las ondas de radio en una fina lámina metálica, llamada plano de masa, que se aloja en el interior del PCB del móvil (la placa de circuito impreso). Esta innovación permitirá fabricar smartphones más simples, más finos y aún más compactos. Y quizá requiera reevaluar la manera en que medimos e interpretamos la radiación emitida por los terminales, pero, mientras tanto, la PIRE nos ofrece una aproximación muy certera a este parámetro.

Antes de arrancar aquí tenéis nuestra declaración de intenciones

No podemos seguir adelante sin explicaros previamente que nuestra intención no es en absoluto indagar en si la radiación emitida por los teléfonos móviles tiene o no algún impacto sobre nuestra salud. Hasta el momento ningún estudio científico riguroso ha establecido una relación sólida entre la radiación emitida por los smartphones, que es no ionizante, y el cáncer. El único efecto biológico demostrado es que esta forma de radiación puede provocar que los tejidos se calienten más, pero de ahí a afirmar que incrementa la probabilidad de padecer cáncer media un abismo.

Hasta ahora ningún estudio científico ha establecido una relación sólida entre la radiación no ionizante emitida por los smartphones y el cáncer

Este año han visto la luz dos estudios llevados a cabo por el Programa Nacional de Toxicología estadounidense y el instituto italiano Ramazzini, ambos efectuados sobre ratas y ratones. Y los dos han concluido que, después de exponer a estos animales a la radiación no ionizante, un determinado tipo de ejemplares (las ratas macho, pero no las ratas hembra ni los ratones) desarrolló schwannomas, unos tumores benignos que contienen células de Schwann.

Aun así, no está en absoluto claro el papel que puede jugar la radiación no ionizante en los seres humanos, si es que juega alguno. Los científicos todavía no entienden bien los mecanismos biológicos que puede o no desencadenar esta forma de radiación, pero, en cualquier caso, no debemos olvidar que durante los últimos años se han efectuado muchos estudios serios que pretenden arrojar luz sobre este debate, y ninguno de ellos ha puesto sobre la mesa evidencias claras por las que debamos preocuparnos.

En ese caso es probable que os estéis preguntando por qué hemos decidido preparar este artículo, sobre todo teniendo presente lo complejo que es medir la radiación emitida por los smartphones, como veremos a continuación. La respuesta es sencilla: porque es una característica de nuestros teléfonos móviles que es muy difícil encontrar, y, cuanta más información tengamos los usuarios acerca de los dispositivos en los que invertimos nuestro dinero, mejor. Al fin y al cabo es un dato más que podemos valorar a la hora de elegir nuestro próximo terminal. O no. La información es poder, y nosotros creemos firmemente que nuestra obligación es depositar tanta como nos resulte posible en las manos de nuestros lectores.

Nuestro colaborador: el laboratorio especializado de ATL Europa

Este artículo de investigación no habría sido posible sin la colaboración de ATL Europa, una empresa de ingeniería española con sede en Leganés (Madrid) especializada en el diseño de equipos de radiofrecuencia y microondas. Fue fundada en 1991 y cuenta con un potente departamento de I+D que le ha permitido desarrollar durante casi tres décadas soluciones profesionales para comunicaciones. Son expertos en redes WiFi, 2G, 3G, 4G, 5G, TETRA, ZigBee, GALILEO, VHF y GNSS, entre otras áreas.

El 90% de las soluciones que diseñan, según Fernando Niubó, el director general de ATL Europa, no está previamente disponible en el mercado, lo que refleja la capacidad de innovación de esta compañía. Entre sus diseños se encuentran repetidores, inhibidores, antenas y combinadores o mezcladores de señales de radiofrecuencia, además de otros dispositivos involucrados en los sistemas de comunicaciones inalámbricos y los equipos RF.

Durante una de mis numerosas visitas a sus instalaciones para preparar este artículo me llamó la atención uno de los muchos proyectos que han desarrollado, y que puede ayudaros a intuir la magnitud de los retos a los que se enfrenta el departamento de ingeniería de esta empresa: un fusil RF inhibidor de señal antidrones con un alcance de hasta 3 km diseñado para que pueda ser utilizado por las Fuerzas y Cuerpos de Seguridad del Estado y el ejército (este dispositivo no se vende a particulares).

En cualquier caso, la razón que afianzó la colaboración entre Xataka y ATL Europa fue que esta última empresa dispone de los recursos y el instrumental necesarios para medir la radiación emitida por los smartphones que nos habíamos propuesto estudiar. El elemento más importante de todos los que hemos utilizado es su cámara anecoica, que no es otra cosa que una habitación con unas dimensiones considerables (mide 6,10 m de largo, 3,10 m de ancho y otros 3,10 m de altura) diseñada para simular el espacio libre, de manera que las mediciones que se llevan a cabo en su interior proceden únicamente de la radiación emitida por el dispositivo que se está analizando. Justo lo que nosotros necesitábamos para sacar adelante este artículo.

Para que pueda llevar a cabo su función esta cámara anecoica ha sido construida de una manera muy rigurosa. Y es que toda ella está revestida por unas planchas metálicas que la transforman en una auténtica jaula de Faraday, de forma que los campos electromagnéticos presentes en el exterior de la cámara no ejerzan ninguna influencia en su interior, garantizando así la ausencia de perturbaciones en las mediciones. Además, el interior de la cámara está completamente revestido por unas planchas de carbono que consiguen absorber buena parte de la radiación de radiofrecuencia que incide sobre su superficie.

En las fotografías de la cámara anecoica que ilustran este artículo (es la misma que hemos utilizado en las pruebas) podéis ver que los paneles de carbono tienen una forma muy peculiar. Este diseño, unido a la capacidad de absorción de radiación del material, responde a la necesidad de minimizar en la medida de lo posible las reflexiones de ondas electromagnéticas en el interior de la cámara. Un último apunte interesante para concluir esta sección del artículo: la cámara anecoica de ATL Europa es capaz de recrear el espacio adecuado para medir elementos radiantes en el rango de frecuencias que se extiende entre los 10 MHz y los 40 GHz.

Esta es la metodología que hemos definido para llevar a cabo las medidas

Todas las mediciones que voy a describir a lo largo de este artículo han sido llevadas a cabo por los técnicos de ATL Europa, que, además, han definido la estrategia idónea por la que debíamos optar para obtener resultados rigurosos y lo más precisos posible. A partir de ahí la interpretación de estas medidas y las conclusiones a las que llegaremos corresponden a Xataka. El esquema que tenéis unos párrafos más abajo describe con bastante precisión el entorno de pruebas que hemos utilizado, y se sustenta sobre el hecho de que el comportamiento típico de todos los módulos multifrecuencia para telefonía móvil se caracteriza por presentar potencias decrecientes al incrementar la frecuencia.

Nuestro objetivo, como hemos visto en los primeros párrafos del artículo, es evaluar la potencia máxima que emite cada smartphone, por lo que los técnicos han llevado a cabo la medición en la banda de 900 MHz porque es en la que se espera que la potencia emitida por cada terminal sea máxima. El operador de telefonía móvil en cuya red hemos llevado a cabo las mediciones es Movistar, y el primer reto al que debíamos enfrentarnos consistía en trasladar la señal emitida por la estación base al interior de la cámara anecoica para proporcionar cobertura a los smartphones (una estación base es una instalación fija de radio que pertenece al operador y que permite la conexión a la red de telefonía móvil de los terminales próximos).

De capturar esta señal se responsabiliza una antena alojada en el exterior de la cámara anecoica, pero esta señal no viaja tal cual a su interior, sino que debe ser previamente atenuada por un atenuador variable para asegurarnos de que cada smartphone realmente está emitiendo con la máxima potencia de la que es capaz. La presencia del atenuador es necesaria porque los terminales se ven forzados a emitir una señal más potente a medida que la que reciben de la estación base es más débil, y este dispositivo es crucial para asegurarnos de que cada teléfono realmente recibe de la estación base la señal mínima necesaria para mantener la conexión.

La salida del atenuador variable está conectada a un acoplador direccional alojado en el interior de la cámara anecoica, que es un dispositivo en el que una porción de la señal transmitida es acoplada con el objetivo de poder realizar los cálculos pertinentes. La señal directa que recibe el acoplador direccional se redirige a la antena alojada en el interior de la cámara, que, a su vez, la emite al smartphone, que está colocado en el otro extremo de la cámara anecoica, a 3 m de distancia.

La antena instalada en el interior de la cámara está orientada mediante un láser al centro de la pantalla de cada teléfono móvil porque la ubicación y la forma de la antena fractal de cada terminal es diferente. De esta manera nos cercioramos de entregar la señal a cada smartphone en idénticas condiciones. Por otro lado, cuando es el móvil el que emite la señal es recogida por la antena del interior de la cámara y redirigida hacia el acoplador direccional, que se encarga de separar los enlaces de bajada y subida de los que hemos hablado en el párrafo anterior para entregar únicamente este último, que contiene la señal emitida por el terminal, al analizador de espectro alojado en el exterior de la cámara anecoica.

El rol del analizador de espectro es muy importante porque es el dispositivo que nos va a permitir medir con precisión la potencia máxima entregada por cada uno de los smartphones, que es, en definitiva, el parámetro que queremos evaluar. El sencillo esquema que tenéis debajo de estas líneas describe con claridad el escenario de pruebas que hemos utilizado durante los tests, y, como podéis ver, refleja todo lo que hemos visto hasta este momento.

La siguiente fotografía muestra el interior de la cámara anecoica que hemos utilizado en las pruebas de los terminales. Podéis ver la forma que tienen los paneles de carbono que recubren las paredes, el suelo y el techo, y que se responsabilizan de absorber buena parte de la radiación de radiofrecuencia no ionizante emitida tanto por la antena alojada en el interior de la cámara como por el propio smartphone para minimizar las reflexiones y simular un campo abierto.

En la siguiente fotografía podéis ver el aspecto de la antena alojada en el interior de la cámara anecoica que, como hemos visto, se encarga de recoger la señal colocada en la salida del acoplador direccional para entregársela al smartphone, y también de recibir la señal de subida de este último para encaminarla hacia el analizador de espectro. Esta antena en particular es una sonda GSM que trabaja en el rango de frecuencias que se extiende entre los 824 y los 960 MHz.

En la fotografía que tenéis debajo de estas líneas podéis ver el analizador de espectro que recibe la señal emitida por cada smartphone (uplink) una vez que ha sido separada del enlace de bajada por el acoplador direccional. El modelo que utilizan los técnicos de ATL Europa es un Anritsu MS2665C, un analizador de espectro de alta precisión que encaja como un guante en el escenario de pruebas que hemos definido para medir la potencia máxima emitida por cada uno de los teléfonos móviles.

Aunque ya hemos repasado con bastante detalle el contexto en el que hemos llevado a cabo las pruebas y el equipamiento que hemos utilizado, si tenéis curiosidad y queréis conocer las condiciones de test con todo detalle no tenéis más que echar un vistazo a la tabla que publicamos debajo de estas líneas. En ella podéis encontrar información interesante, como, por ejemplo, las frecuencias exactas de emisión de los teléfonos móviles y los canales de la estación base, las características de la señal recibida en el laboratorio desde la estación base, las pérdidas que se producen al transmitir la señal desde la antena del interior de la cámara hasta el smartphone y también la pérdida que tiene lugar al transportar la señal hasta el analizador de espectro.

No es en absoluto necesario saber interpretar toda la información que recoge esta tabla para entender lo que vamos a ver a continuación, pero si tenéis curiosidad y queréis conocer con precisión el escenario de pruebas que hemos definido, aquí tenéis todos los detalles:

Medición de la potencia máxima emitida por cada smartphone

Por fin llegamos a la sección culminante de este artículo: la que recoge los resultados que hemos obtenido durante las pruebas de los teléfonos móviles en la cámara anecoica. Nuestro propósito inicial era poner a prueba una muestra lo más representativa posible de los terminales que podemos encontrar actualmente en el mercado para comprobar si hay diferencias significativas en lo que se refiere a la potencia máxima entregada por unas marcas u otras.

Por esta razón, hemos seleccionado los siguientes smartphones de los principales fabricantes (los listamos en orden alfabético): Apple iPhone XS Max, BQ Aquaris C, Huawei Mate 20 Pro, LG G7 ThinQ, Motorola Moto Z3, OnePlus 6T, OPPO R15 Pro, Samsung Galaxy Note 9, Sony Xperia XZ3, Xiaomi Mi 8 (versión europea) y Xiaomi Mi 8 (versión global). La razón por la que hemos incluido dos terminales de Xiaomi es, sencillamente, porque nos parece interesante averiguar si hay alguna diferencia en el nivel de radiación emitida por dos versiones diferentes de un mismo teléfono móvil, y el modelo Mi 8 de Xiaomi es fácil conseguirlo tanto en edición europea como global.

El décimo segundo smartphone que hemos utilizado es un Kis II Max de ZTE, un móvil veterano que, a diferencia de los modelos que he citado en el párrafo anterior (todos son terminales con plena vigencia), llegó al mercado hace aproximadamente cinco años. Lo hemos incluido como smartphone de control que nos ha ayudado a calibrar los instrumentos de medida involucrados en las pruebas dentro de la cámara anecoica, pero también resulta interesante para ver en qué medida difiere la potencia máxima entregada por un smartphone antiguo al compararlo con los terminales que podemos encontrar actualmente en las tiendas.

Como veréis a continuación, hemos desglosado las medidas en dos tablas diferentes porque cada una de ellas refleja un escenario de uso distinto. En el primero de ellos hemos realizado una llamada a cada uno de los smartphones y hemos medido la potencia máxima radiada por todos ellos cuando reciben la llamada, pero sin descolgar. La otra tabla recoge los resultados que hemos obtenido en el segundo escenario de pruebas, en el que hemos llevado a cabo las medidas una vez establecida la llamada, pero esta vez durante la conversación.

Para analizar con detalle el comportamiento de cada smartphone hemos tomado las medidas en dos escenarios de uso diferentes: realizando la llamada, pero sin descolgar, y una vez establecida la llamada y durante una conversación

Es importante que tengamos en cuenta que los resultados de las pruebas están sujetos a las posibles variaciones que pueden producirse en el entorno, y también que es probable que otros smartphones idénticos, y, por tanto, de las mismas marcas y los mismos modelos, arrojasen resultados ligeramente distintos en las mismas condiciones de prueba. Esto se debe a que el nivel de radiación máxima entregada por cada terminal está condicionado por factores técnicos y de entorno que no es posible prever y quedan fuera de nuestro alcance.

Aun así, la metodología de pruebas que hemos utilizado es lo suficientemente rigurosa y el instrumental lo suficientemente preciso para que, aun aceptando estas posibles variaciones, podamos tomar los resultados que hemos obtenido como aproximaciones razonablemente certeras. El único resultado anómalo es el arrojado por el Xperia XZ3 de Sony. Y es anómalo porque la potencia radiada por este terminal es exageradamente reducida si la comparamos con la de los demás smartphones. Por esta razón pensamos que, a pesar de que la unidad que hemos utilizado parecía comportarse con normalidad, su módulo multifrecuencia no debía funcionar correctamente a tenor de los resultados que hemos obtenido. En cualquier caso, es un defecto que con toda probabilidad solo afecta a la unidad que nosotros hemos probado.

El parámetro más importante de todos los que hemos incluido en las tablas es la Potencia Isotrópica Radiada Equivalente (PIRE) porque refleja la cantidad de potencia emitida por una antena ideal capaz de distribuirla con la misma intensidad en todas las direcciones para generar la densidad de potencia que podemos medir en la dirección de máxima ganancia. Esta es la definición formal, y, como veis, es bastante farragosa, por lo que podemos quedarnos con una idea mucho más sencilla: la PIRE, en términos prácticos, refleja la potencia de la señal que emite el smartphone, y, por tanto, también su nivel de emisión de radiación electromagnética.

En las tablas hemos recogido este parámetro utilizando dos unidades distintas: decibelios (dBm), que es la unidad usada habitualmente, y vatios, que es una unidad con la que los usuarios estamos mucho más familiarizados. Esta es la razón por la que hemos decidido incluir también la medida de potencia radiada en vatios. Por otro lado, los dos últimos campos de cada tabla reflejan la densidad de potencia y la intensidad del campo eléctrico tomadas a una distancia de 1,5 cm. Este valor de referencia coincide aproximadamente con la distancia a la que solemos colocar de nuestra cabeza el teléfono móvil cuando lo utilizamos para mantener una conversación.

La primera tabla es la que refleja las medidas de potencia máxima radiada que hemos tomado cuando los terminales reciben la llamada, pero sin descolgar:

Y la segunda tabla contiene las medidas que hemos obtenido una vez establecida la llamada y durante una conversación:

Todos los smartphones cumplen la normativa, pero no todos son iguales

La primera conclusión a la que podemos llegar después de analizar cuidadosamente las medidas que hemos obtenido es que, como cabía esperar, todos los smartphones que hemos probado cumplen lo establecido por la normativa actual en materia de emisión de radiación electromagnética. La legislación española recoge estas normas en el Boletín Oficial del Estado número 234, de 29 de septiembre de 2001, con la referencia BOE-A-2001-18256, que regula las condiciones de protección del dominio público radioeléctrico, las restricciones a las emisiones radioeléctricas y las medidas de protección sanitaria frente a las emisiones radioeléctricas.

Uno de los parámetros que maneja la normativa, más allá de los que nosotros hemos recogido en las tablas, como son la densidad de potencia o la intensidad del campo eléctrico, entre otros, es el índice de absorción específica de energía, que se identifica por el acrónimo SAR por su procedencia anglosajona (Specific energy Absorption Rate). Este valor refleja la potencia absorbida por unidad de masa de tejido corporal, y su promedio puede calcularse en la totalidad del cuerpo o en algunas partes de este, y se expresa en vatios por kilogramo (W/kg).

Como cabía esperar, todos los terminales cumplen la legislación vigente en España, que, por otro lado, recoge las recomendaciones efectuadas por la Unión Europea en materia de emisiones radioeléctricas

El SAR de cuerpo entero es una medida, según el BOE, ampliamente aceptada para relacionar los efectos térmicos adversos con la exposición a las emisiones radioeléctricas, pero los valores SAR locales también son necesarios para evaluar y limitar una exposición excesiva a la energía en pequeñas partes del cuerpo. Es interesante que nos suene y tener una noción aproximada de lo que identifica este parámetro para que aquellos que queráis indagar más podáis echar un vistazo a lo que dice la legislación vigente en la actualidad.

Por otro lado, la normativa española recoge las recomendaciones efectuadas por la Unión Europea, por lo que la legislación en España no debería ser muy diferente de la de otros países de nuestro entorno. Esto explica que los smartphones que podemos adquirir en los estados que conforman la Unión Europea sean idénticos si nos ceñimos a su capacidad de emisión radioeléctrica, pero pueden ser diferentes en este contexto a los terminales de la misma marca y modelo que se comercializan en países como China. Esta es la razón por la que nos ha parecido interesante incluir en nuestras pruebas dos versiones diferentes del Mi 8 de Xiaomi (la europea y la global).

Las diferencias entre unos smartphones y otros son tangibles

La medida más reveladora e intuitiva de todas las que hemos tomado es la PIRE medida en vatios, por lo que es una buena idea que nos ciñamos a ella para observar cómo se han portado los teléfonos móviles que hemos analizado. En la primera tabla, la que recoge el resultado de las pruebas una vez efectuada una llamada entrante, pero sin descolgar, nos movemos entre los 0,16 vatios del R15 Pro de OPPO y los 1,43 vatios del OnePlus 6T, que es el terminal que más potencia emite en este escenario de uso.

Ligeramente por encima del teléfono móvil de OPPO están el Aquaris C de BQ y la versión europea del Mi 8 de Xiaomi, ambos con 0,32 vatios. Y muy cerca de estos, aunque un poco por encima, residen el iPhone XS Max de Apple, el Galaxy Note 9 de Samsung y el Mate 20 Pro de Huawei, posicionándose todos ellos como los teléfonos que menos radiación emiten en estas circunstancias. Como hemos visto unos párrafos más arriba, el Xperia XZ3 de Sony arroja unas medidas inusualmente bajas, por lo que sospechamos que su módulo multifrecuencia no ha funcionado correctamente.

En el otro extremo de la tabla está, junto al terminal de OnePlus, el Moto Z3 de Motorola, con una PIRE de 1,29 vatios, por lo que se colocan como los smartphones que más potencia emiten en este escenario. No obstante, la distancia que separa a los terminales de OnePlus y Motorola de todos los demás es bastante abultada. Y si nos quedamos con la potencia emitida por los teléfonos que se encuentran en los dos extremos de la tabla, el OPPO en el extremo inferior y el OnePlus en el superior, podemos apreciar que los separan nada menos que 1,27 vatios, que es una cifra importante.

Vamos ahora con la segunda tabla, que es la que refleja las medidas que hemos tomado una vez establecida la llamada y durante una conversación, por lo que de alguna forma son incluso más reveladoras que las mediciones de la primera tabla. Los smartphones que menos radiación emiten en este escenario son la versión europea del Mi 8 de Xiaomi, con 0,26 vatios, el Aquaris C de BQ, con 0,27 vatios, el iPhone XS Max de Apple, con 0,42 vatios, el Galaxy Note 9 de Samsung, con 0,44 vatios, y el Mate 20 Pro de Huawei, con 0,46 vatios.

En esta ocasión los que más potencia emiten durante la llamada son el Moto Z3 de Motorola, con 1,25 vatios, el R15 Pro de OPPO, con 1,33 vatios, y el OnePlus 6T, con 1,34 vatios. Estos resultados se alinean bastante bien con los de la primera tabla con la única excepción del smartphone de OPPO, que durante la llamada se coloca como uno de los terminales que más potencia emiten, cuando en el escenario anterior era el que menos radiación proyectaba.

Una de las dos conclusiones más interesantes a las que podemos llegar después de analizar los resultados que hemos obtenido durante las pruebas en la cámara anecoica es que los terminales de algunas marcas chinas, como son OnePlus, OPPO o Motorola Mobility (de origen estadounidense pero actualmente integrada en el grupo Lenovo) son los que más potencia emiten durante las llamadas. Y, además, se desmarcan de los demás smartphones con bastante claridad.

Pero esto no es todo. Otra conclusión también muy interesante es que existe una diferencia bastante notable en la radiación emitida por las versiones europea y global del Mi 8 de Xiaomi. Durante una llamada la edición para Europa de este móvil emite una potencia máxima de 0,26 vatios, mientras que la versión global alcanza en las mismas circunstancias los 0,55 vatios. Curiosamente, este dato está en consonancia con la conclusión a la que hemos llegado en el apartado anterior, pero aporta un matiz interesante: Xiaomi parece haber «retocado» este smartphone para reducir la potencia emitida por la edición europea.

Esto nos permite intuir que, quizá, de haber podido ampliar el estudio para comparar las ediciones para Europa de otros smartphones con las versiones globales, o chinas, podríamos habernos encontrado con diferencias significativas similares a las que hemos obtenido al analizar las dos versiones del Mi 8 de Xiaomi. Pero no podemos asegurarlo porque un único resultado no es suficiente para defender esta afirmación. En cualquier caso es importante que tengamos en cuenta que, como hemos visto, tanto la edición europea como la global de este terminal cumplen la normativa vigente en Europa.

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