INSTYTUT FIZYKI JĄDROWEJ

im. Henryka Niewodniczańskiego

Polskiej Akademii Nauk



ul. E. Radzikowskiego 152, 31-342 KRAKÓW

tel.

012 66 28 332

mob.

0 517 904 204

fax.

012 66 28 458

e-mail: [e-mail]

http://radon.ifj.edu.pl

Krzysztof KOZAK



POLA ELEKTROMAGNETYCZNE

W ŚRODOWISKU PRACY

Krzysztof KOZAK

PLAN

�Ś Podstawowe definicje

�Ś Źródła pól elektromagnetycznych PEM

�Ś Podział pól elektromagnetycznych

�Ś Wpływ promieniowania PEM

na organizm ludzki

�Ś Dopuszczalne natężenie PEM

�Ś Metody ochrony



ME

P

IENA

W

ION

IEMORP





Prawo Coulomba

(oddziaływanie ładunków elektrycznych)

Coulomb w roku 1785 zmierzył wielkość

Charles-Augustin

sił elektrycznych, przyciągających

de Coulomb

(1736-1806)

i odpychających i sformułował prawo,

które tymi siłami rządzi.

w

w a

a g

g a

a skr

skr ę

ę ce

ce ń

ń





POLE ELEKTRYCZNE

+

-



POLE ELEKTRYCZNE

Zasada kwantyzacji ładunku.

- 19

e = 1,6 � 10

Culomba

Natężenie pola elektrostatycznego

F �Ł� N �Łą �Ł� V �Łą

E =

�ŁŻ

�Ł� �ŁŻ

�Ł�

�Ł� C �Ł �Ł� m �Ł

q

+

L

U [V]

-

�ął

U

E =

Ruch ładunku w polu elektrycznym

L





POLE ELEKTRYCZNE

przepływ prądu:

U [V] � I [A] � opór R [om]

prawo Ohma

U

R =

;

U = R � I

I

Georg Simon Ohm

(1787-1854)

�ó G = 1/R G- przewodność (konduktancja) [S] – simensy

�ó opór właściwy : ρ (rodzaj materiału)

L

L

R = ρ � S

S

�óprąd zmienny : R � Z (impedancja) zawada

�ó gęstość prądu j = I/S [A/m2]; [A/mm2]





POLE ELEKTRYCZNE

Natężenie prądu

S [mm2]

I

Materiał – opór właściwy

ρ

]m

[mL

Gęstość prądu

j

Natężenie pola elektrycznego

E





POLE ELEKTRYCZNE

każdy atom lub cząsteczka

pod wpływem pola elektrycznego

staje się dipolem

WODA (H O)

2

JEST DIPOLEM NAWET BEZ E !

H

O

2

_

H O

2

+





POLE MAGNETYCZNE

Ł

W

W OKÓ

OKÓ Ł

P

P R

R Z

Z E

E W

W O

O DN

DN I

I KA

KA

Z

Z P

P RAD

RAD EM

EM

F

F

F

F

I

H ~

2

R





POLE MAGNETYCZNE

ZASADA INDUKCJI

(FARADAY)

ODDZIAŁYWANIE POLA

MAGNETYCZNEGO

NA PŁYNĄCY ŁADUNEK

� SIŁA LORENTZ’A F= Q (V X B)

GENERATOR PRĄDU

ENERGETYKA!

Rys. Wyd. ZamKor

POLE MAGNETYCZNE

�ó NATĘŻENIE POLA MAGNETYCZNEGO H [A/m]

przyczyna powstawania pól magnetycznych� ruch

ładunków

�ó INDUKCJA MAGNETYCZNA B= µ� H [tesla] [T]

µ - przenikalność magnetyczna substancji

(namagnesowanie)

– wektor indukcji magnetycznej B [tesla] [T]

( 1 mT = 0,001T = 800 A/m)





POLE MAGNETYCZNE

Pracujący mózg

0,000 000 000 001 T

Ziemia ≈ 0,000 04 T

Elektromagnes: 3 T

Nikola Tesla (July 10, 1856 – c. January 7, 1943)

Cewka nadprzewodząca: 20 T

Gwiazda neutronowa: 100 000 000 T

Cewka impulsowa: 40 T



POLA ELEKTROMAGNETYCZNE: definicje

�ó POLE STAŁE W CZASIE � pole statyczne

elektrostatyczne: E=const;

magnetostatyczne, B=const

�ó POLE ZMIENNE W CZASIE �

pole elektryczne zmienne: E(t),

pole magnetyczne zmienne B(t)

�ó POLA HARMONICZNE

E(t) = E � sin(�
�t), B(t) = B � sin(�
�t)

0

0

�ó Częstość pola – Hz = 1/s , 1 herz

E - natężenie pola elektrycznego, wielkość wektorowa charakteryzująca pole elektryczne,

wyrażana w woltach na metr (V/m).

H - natężenie pola magnetycznego, wielkość wektorowa

charakteryzująca pole magnetyczne,

wyrażana w amperach na metr (A/m).

B - indukcja magnetyczna, wielkość wektorowa

charakteryzująca pole magnetyczne, wyrażana w teslach (T).

UWAGA

W powietrzu przyjmuje się, że 1 T ≈ 0,8 � 106 A/m.

S - gęstość mocy, wielkość wektorowa charakteryzująca

promieniowanie elektromagnetyczne,

wyrażana w watach na metr kwadratowy (W/m2).

Wielkość charakteryzująca zmienność pola

f - częstotliwość, wielkość charakteryzująca zmienność w czasie wybranej wielkości charakteryzującej pole, wyrażana w hercach (Hz) 1 Hz= 1/s.



RÓWNANIA MAXWELLA





ODDZIAŁYWANIE ŁĄCZNE OBU PÓL

fala elektromagnetyczna – sprzężenie E i B

c ≈ 300 000 km/s = 3 000 000 000 m/s

v= s / t c = � / T �= c·T (T=1/f) � = c / f f

50 Hz

1 kHz

1 MHz

300 MHz

1 GHz

10 GHz

�

6 000 km

300 km

300 m

1 m

30 cm

3 cm



POLA ELEKTROMAGNETYCZNE

towarzyszą pracy różnych rodzajów urządzeń:

�ó przemysłowych,

�ó medycznych,

�ó bezpieczeństwa (ochrona obiektów, lokalizacja skradzionych pojazdów),

�ó łączności osobistej (sieci radiotelefoniczne, telefonie komórkowe),

�ó radiodostępowych sieci (lokalne sieci tel. stałej z łączami radiowymi),

�ó systemy przesyłu danych (dane, głos i obraz w postaci cyfrowej),

�ó systemów transmisji sygnałów i danych (sieci radiolinii),

�ó radiowych i telewizyjnych systemów nadawczych, (radio, TV, Sat TV),

�ó systemów radiolokacyjnych (radary),

�ó linii i stacji elektroenergetycznych.

PARAMETRY CHARAKTERYZUJĄCE

POLE ELEKTROMAGNETYCZNE

jako fizycznego czynnika środowiska pracy

�ó częstotliwość pól sinusoidalnie zmiennych w czasie [Hz]

lub opis zmienności w czasie pól niesinusoidalnych

�ó natężenie pól elektrycznych [V/m],

�ó

natężenie pól magnetycznych [A/m],

lub indukcja magnetyczna [T],

�ó

gęstość mocy promieniowania [W/m2],

�ó

czas ekspozycji pracownika [h]

.





ŹRÓDŁA PROMIENIOWANIA PEM

KUCHENKI MIKROFALOWE

2,45 GHz

MONITORY

50-100Hz

15-100 kHz

URZADZENIA

ELEKTROTERMICZNE

50 Hz – 27 MHz

URZADZENIA ELEKTROENERGETYCZNE

URZĄDZENIA NADAWCZE

50 Hz

0,2MHz – 1 GHz





ŹRÓDŁA PROMIENIOWANIA PEM

KOMÓRKI

450, 900 1800MHz

PODZIAŁ PÓL ELEKTROMAGNETYCZNYCH.

POLA STAŁE

E=const.; B=const.

pola elektrostatyczne i magnetostatyczne

POLA ZMIENNE

E=f (t); B=f(t) ; f [Hz]; [1/s]

- pola częstotliwości przemysłowej 50 Hz

- pola wielkiej częstotliwości

1 000 –

100 000 Hz

(1 – 100 kHz)

100 000 –

10 000 000 Hz

(100kHz – 10 MHz)

10 000 000 –

300 000 000 Hz

(10 MHz – 300 MHz)

300 000 000 – 300 000 000 000 Hz

(300 MHz – 300 GHz)

Podział

Długość Częstotliwość

Uwagi dotyczące

Zastosowanie

tradycyjny

fali[m]

[MHz]

propagacji fali na Ziemi

słabo tłumiona fala

radionawigacja,

fale bardzo 100000 - 0.003 - 0.03

powierzchniowa i fale

radiotelegrafia

długie

10 000

jonosferyczne

dalekosiężna

fala powierzchniowa

radiotelegrafia,

10 000 -

fale długie

0.03 - 0.3

tłumiona, fala

radiolatarnie,

1 000

jonosferyczna

radiofonia

zależność od pory dnia:

w dzień fala

powierzchniowa, w nocy radiofonia,

fale średnie i 1000 - 75 0.3 - 4

fala jonosferyczna,

radiokomunikacja

pośrednie

zjawiska zaniku

lotnicza i morska

selektywnego,

interferencji

dominuje fala

radiofonia i

fale krótkie 75 - 10

4 - 30

jonosferyczna,

radiokomunikacja

wielokrotnie odbita

fala nadziemna, głównie telewizja, radiofonia,

fale

10-0.3

30 - 1000

w obszarze widoczności radiokomunikacja,

ultrakrótkie

nadajnika

łączność kosmiczna

0.3 -

1 000 -3 000

radiolokacja,

mikrofale

fala troposferyczna

0.0001

000

łączność kosmiczna

ODDZIAŁYWANIE POLA ELEKTRYCZNEGO

NA ORGANIZM LUDZKI

�źpraca komórek i narządów

�ł nieustanny uporządkowany przepływ ładunku

�źpierwiastki ferromagnetyczne w tkankach (m.in. Fe, Ni, Co)

PRZYCZYNY PRZEPŁYWU ŁADUNKÓW:

�Śzmienne pola magnetyczne �ł indukcja

�Śprzepływ przez tkanki ładunku elektrycznego

�ł siła Lorentza

�Ś powstawanie i przepływ prądów wirowych

�Ś polaryzacja ładunków � prąd polaryzacyjny



PRĄDY INDUKOWANE W ORGANIŹMIE

CZŁOWIEKA PRZEZ POLE ELEKTRYCZNE



PRĄDY INDUKOWANE W ORGANIŹMIE

CZŁOWIEKA PRZEZ POLE MAGNETYCZNE





PRZYCZYNY PRZEPŁYWU ŁADUNKÓW

B

-

+

-

-

+

-

B

-

+

-

-

+

-

-

+

-

POLARYZACJA

SIŁA LORENZ’A

PRĄDY WIROWE

ODBIÓR ENERGII POLA ZALEŻY OD:

�Ś wymiarów i kształtu ciała

�Ś ustawienia ciała względem linii sił pola

elektrycznego

�Ś źródła pola i przedmiotów przewodzących

�Ś częstotliwości pola

�ó zakres podrezonansowy: < 42 MHz

�ó zakres rezonansowy: od 42 MHz do 1,6 GHz

�ó zakres nadrezonansowy: > 1,5 GHz

WŁAŚCIWOŚCI PEM

ISTOTNE PRZY OCENIE EKSPOZYCJI

Oprócz natężenia pola i jego częstotliwości, z punktu

widzenia bezpieczeństwa i higieny pracy istotna:

�ó jest polaryzacja pola występującego na stanowisku pracy,

�ó jednorodność rozkładu natężenia pola w obszarze

zajmowanym przez ciało pracownika

�ó wzajemny stosunek pola elektrycznego i magnetycznego.

EFEKTY ODDZIAŁYWANIA PÓL E.M.

NA ORGANIZM CZŁOWIEKA

�ó pola EM o niskich częstotliwościach (1-10 MHz)

nie mają znacznego wpływu na organizm ludzki

�ó energia pól o częstotliwości ponad 10 MHz

po dostaniu się do organizmu jest

zamieniana na energię cieplną

EFEKTY ODDZIAŁYWANIA PEM

TERMICZNE:

NIETERMICZNE:

podniesienie

stymulacja mięśni i nerwów

temperatury tkanek

poprzez:

lokalne przegrzanie tkanek

– prądy indukowane wewnątrz

organizmu

– prądy kontaktowe

efekt termiczny przegrzania podrażnienie nerwów

całe ciało lub narząd

czuciowych

poparzenia prądami

kontaktowymi

możliwość oparzenia

na skutek absorpcji energii

PEM



EFEKTY TERMICZNE –

SKUTKI PRZEPŁYWU PRĄDU INDUKOWANYCH WEWNATRZ

ORGANIZMU CZŁOWIEKA

dominujące w paśmie > 100 kHz

WIELKOŚC DOZYMETRYCZNA:

SAR [W/kg]

�óDozymetria oparta na modelowaniu

komputerowym

�ó Pomiary na fantomach

Wartości dopuszczalne (wg IRPA)

0,4 W/kg - średni SAR dla całego ciała

10 W/kg - max.SAR

w 10 g głowy i kończyn



EFEKTY NIETERMICZNEE –

SKUTKI PRZEPŁYWU PRĄDU INDUKOWANYCH WEWNATRZ

ORGANIZMU CZŁOWIEKA

DOMINUJĄCE W PAŚMIE < 100 kHz

Wielkość dozymetryczna: gęstość prądu [mA/m2]

EFEKTY ODDZIAŁYWANIA PEM

�ó zaburzenia neurologiczne (m.in. choroba Parkinsona i Alzheimera)

�ó stany neurasteniczne, nerwice wegetatywne,drżenie rąk

�ó zaburzenia prądów czynnościowych organizmu

�ó zmiany ciśnienia krwi

�ó podrażnienie oczu, zmętnienie soczewek

�ó zmiany w obrazie EKG � zatrzymanie pracy serca

o

o b

b iie

e k

k t

t y

y w

w ne

ne

�ó zmiany obrazu krwi � białaczki

s

s ub

ub iie

e k

k t

t y

y w

w ne

ne

�ó zmiany aktywności mózgu (EEG)

�ó zmiany skórne

�ó zaburzenia hormonalne, osłabienie potencji płciowej,

zaburzenia miesiączkowania i płodności, wady rozwojowe potomstwa

�ó wrażenia wzrokowe, bóle i zawroty głowy

�ó osłabienie ogólne, szybkie męczenie się, ospałość

�ó zaburzenia snu, utrudnienie koncentracji uwagi, osłabienie pamięci

�ó nadmierna potliwość lub suchość dłoni i stóp

�ź strach przed przebywaniem w zasięgu pól elektromagnetycznych

�ź alergia elektromagnetyczna

�ź nadwrażliwość na pola elektromagnetyczne





MODEL WALCOWY CZŁOWIEKA

DO ANALIZY WIELKOŚCI PRĄDÓW INDUKOWANYCH

PRZEZ ZEWNĘTRZNE PEM





ADSORBCJA ENERGII PEM

PRZEZ ORGANIZM CZŁOWIEKA





ADSORBCJA ENERGII PEM

PRZEZ ORGANIZM CZŁOWIEKA





ADSORBCJA ENERGII PEM

PRZEZ ORGANIZM CZŁOWIEKA





ADSORBCJA ENERGII PEM

PRZEZ ORGANIZM CZŁOWIEKA



METODYKA POMIARÓW PÓL EM

NA POTRZEBY OCENY WARUNKÓW PRACY

�ó Punkty pomiarowe wzdłuż pionu pomiarowego – oś tułowia

�ó Wysokości pomiarowe określone w PN

�ó Pracownik odsunięty z obszaru pomiarowego

�ó Punkty pomiarowe w minimalnej odl.�Śx’ od źródła określonej w PN

STREFY OCHRONNE WOKÓŁ ŹRÓDEŁ PEM

SN

SZ

STREFA

NIEBEZPIECZNA

STREFA

SP

t = 0 h

ZAGROŻENIA

t < 8 h

STREFA

POŚREDNIA

SB

t = 8 h

STREFA

BEZPIECZNA

t = 24 h

OBSZARY W OTOCZENIU ŹRÓDEŁ PEM

1. STREFA NIEBEZPIECZNA (SN)

obszar bardzo silnych PEM

zakaz przebywania,

przebywanie dozwolone w specjalnych kombinezonach ekranujących

2. STREFA ZAGROŻENIA (SZ)

obszar ekspozycji zawodowej

czas przebywania < 8 h / dobę

3. STREFA POŚREDNIA (SP)

obszar PEM < ekspozycji zawodowej

bez ograniczeń w ramach zmiany roboczej (8h/dobę)

tylko odpowiednio przeszkolonych i objętych kontrolą medyczną pracowników

4. STREFA BEZPIECZNA (SB) – ogół ludności

EKSPOZYCJA W STREFIE ZAGROŻENIA

�ó Gdy ekspozycja o działaniu miejscowym dotyczy

wyłącznie kończyn, dopuszcza się zwiększone ich

narażenie na pola magnetyczne o natężeniach 5 razy

większych, od dopuszczalnych dla całego ciała,

z równoczesnym dopuszczeniem dozy dla kończyn

25 razy większej od dozy dla całego ciała

(dopuszczalne zwiększenie narażenia kończyn na pole

magnetyczne dotyczy tylko pola magnetycznego

z zakresu częstotliwości 800 kHz).

PRACOWNICY MŁODOCIANI

I KOBIETY W CIĄŻY

Szczególnie rygorystycznie ograniczana jest ekspozycja

na pola elektromagnetyczne dla:

pracowników młodocianych i kobiet w ciąży,

których nie wolno zatrudniać w warunkach narażenia

na pola o natężeniach większych niż ze strefy bezpiecznej

Osoby te mogą więc być zatrudnione jedynie

w warunkach dopuszczalnych dla ogółu ludności

POMIARY PEM ŚRODOWISKU PRACY

Pomiary powinny być wykonane

�ó

po rozpoczęciu eksploatacji źródła pola,

�ó okresowo w przypadku stwierdzenia zmian na

stanowiskach pracy pól stref ochronnych

�ó każdorazowo w razie zmiany warunków eksploatacji źródeł,

które mogą wpływać na rozkład stref ochronnych.

ZGODNIE Z PRZEPISAMI

o badaniach i pomiarach czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pomiary wielkości charakteryzującej ekspozycję zawodową na pola elektromagnetyczne powinny wykonywać jedynie,

LABORATORIA UPRAWNIONE LUB AKREDYTOWANE

o potwierdzonych kompetencjach technicznych

do pomiarów i oceny środowiska pracy odmiennego

od środowiska komunalnego.

POMIARY PEM ŚRODOWISKU PRACY

W celu oceny ekspozycji wykonywane są pomiary natężenia pola niezakłóconego obecnością ludzi (pola pierwotnego),

w takich warunkach eksploatacji źródeł pól,

przy których w obszarze pomiarowym występują maksymalne natężenia pól z używanych w czasie normalnej eksploatacji tych źródeł.

�ó

Dopuszcza się wzajemne wyznaczanie składowych elektrycznej

i magnetycznej na podstawie pomiarów jednej z nich.

�ó

Dopuszcza się także wyznaczenie natężenia pola magnetycznego na podstawie pomiarów indukcji magnetycznej.

W powietrzu indukcja (B) o wartości 1 T odpowiada natężeniu pola magnetycznego (H) o wartości ok. 0,8�106 A/m.

POMIARY P.E.M. W ŚRODOWISKU PRACY

W raporcie pomiarowym z badań zgodnie z postanowieniami PN

należy zamieścić wyniki pomiarów oraz m.in.:

�ó

charakterystykę źródeł pól: nazwę, typ, moc i częstotliwość wytwarzanego pola,

�ó

krótki opis zastosowania źródeł pól,

�ó

opis czynności wykonywanych przez pracowników obsługujących źródła pól,

�ó

parametry miernika użytego w czasie pomiarów, jednostkę kontrolującą miernik oraz datę kontroli metrologicznej,

numer i datę ważności świadectwa,

�ó

sposób identyfikacji widma pola występującego na stanowisku pracy: analizę dokumentacji technicznej, pomiary analizatorem widma itp., dane o instytucji wykonującej pomiary: nazwę laboratorium, nazwiska osób wykonujących pomiary, zakres i datę ważności akredytacji / uprawnień

laboratorium/kompetencji personelu,

�ó

datę i miejsce wykonania pomiarów,

�ó

opis warunków pracy źródeł pól w czasie wykonywania pomiarów: parametry zasilania źródła pola, parametry obrabianych elementów, zastosowane w czasie pomiarów fantomy, protokoły pracy itp.,

�ó

przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, na których podstawie oceniono warunki pracy,

�ó

warunki środowiskowe w czasie wykonywania pomiarów.



PRZYKŁAD PLANU SYTUACYJNEGO USYTUOWANIA ŹRÓDŁA

POLA I OBSZARU POMIAROWEGO ORAZ STREF OCHRONNYCH

– załącznik protokołu pomiarowego

DOPUSZCZALNE NATĘŻENIE

PÓL

ELEKTROMAGNETYCZNYCH

PRZEPISY BEZPIECZEŃSTWA I HIGIENY PRACY

W POLACH ELEKTROMAGNETYCZNYCH

Największe uznanie i praktyczne zastosowanie, np. przez przyjęcie jako normy krajowej, znajdują propozycje tworzone pod patronatem:

IRPA:

International Radiation Protection Association /

ICNIRP:

International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection Zalecenia IRPA / ICNIRP

są określone na podstawie dobrze udokumentowanych mechanizmów oddziaływania krótkoterminowego.

Odnoszą się kompleksowo do środowiska elektromagnetycznego

(dotyczą ekspozycji zawodowej i ogółu ludności).

Opracowania wskazujące na kumulacyjne skutki

długoterminowej ekspozycji chronicznej

są dotychczas uznawane przez tę organizację za

nie w pełni potwierdzone i nie traktuje się ich jako podstawy do przyjęcia

zaostrzonych granicznych poziomów ekspozycji.

PRZEPISY BEZPIECZEŃSTWA I HIGIENY PRACY

W POLACH ELEKTROMAGNETYCZNYCH

Zbudowane są na trzystopniowej zasadzie klasyfikowania ekspozycji na pole elektromagnetyczne.

Na podstawie zweryfikowanych modeli oddziaływania pól

elektromagnetycznych określono tzw. ograniczenia podstawowe, które w żadnym wypadku nie powinny być przekraczane.

Ograniczenia podstawowe to:

�ó

podane w zależności od częstotliwości pól elektromagnetycznych, graniczne wartości gęstości prądu indukowanego w obrębie głowy

i tułowia,

�ó

wartość SAR (szybkość pochłaniania właściwego)

uśredniona dla całego ciała,

�ó

wartości lokalne SAR w obrębie głowy i tułowia

�ó

oraz odrębne, lokalne wartości SAR dla kończyn.

REGULACJA PRAWNA

ROZPORZĄDZENIE

MINISTRA PRACY I POLITYKI SPOŁECZNEJ

z dnia 29 listopada 2002 roku

w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń

i natężeń czynników

szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy

(Dziennik Ustaw Nr 217 poz. 1833)

REGULACJA PRAWNA

ROZPORZĄDZENIE

MINISTRA ŚRODOWISKA

z dnia 30 października 2003 roku

w sprawie najwyższych dopuszczalnych poziomów pól

elektromagnetycznych w środowisku oraz sposobów sprawdzania

dotrzymania tych poziomów

(Dziennik Ustaw Nr 192 poz. 1883)

ROZPORZĄDZENIE

MINISTRA GOSPODARKI I PRACY

z dnia 20 grudnia 2004 roku

w sprawie szczegółowych warunków przyłączenia podmiotów

do sieci elektroenergetycznych, ruch i eksploatacji tych sieci (Dziennik Ustaw 2005 Nr 2 poz. 6)

Rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki Społecznej z dnia 29 listopada 2002 r.

w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy.

Załącznik 2, Część E.

Pola i promieniowanie elektromagnetyczne z zakresu częstotliwości 0 Hz - 300 GHz. DzU, nr 217, poz. 1833, 2002.

PN-T-06580-1: 2002. Ochrona pracy w polach i promieniowaniu

elektromagnetycznym w zakresie częstotliwości od 0 Hz do 300 GHz.

Część 1. Terminologia.

4

PN-T-06580-3: 2002. Ochrona pracy w polach i promieniowaniu

elektromagnetycznym w zakresie częstotliwości od 0 Hz do 300 GHz.

Część 3. Metody pomiaru i oceny pola na stanowisku pracy.

5

Rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 1 grudnia 1990 r. w sprawie wykazu prac wzbronionych młodocianym.

DzU, nr 85, poz. 500, 1990, późniejsze zm. DzU, nr 127, poz. 1091, 2002.

Rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 10 września 1996 r. w sprawie wykazu prac wzbronionych kobietom.

DzU, nr 114, poz. 545, 1996, późniejsze zm. DzU, nr 127, poz. 1092, 2002.

Rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 10 września 1996 r. w sprawie wykazu prac wzbronionych kobietom.

DzU, nr 114, poz. 545, 1996, późniejsze zm. DzU, nr 127, poz. 1092, 2002.

Rozporządzenie Ministra Zdrowia i Opieki Społecznej z dnia 9 lipca 1996 r.

w sprawie badań i pomiarów czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy.

Dz.U. 1996, nr 86, poz. 394; późniejsze zm. Dz.U. 2003, nr 21, poz. 180.

PN-74/T-06260. Źródła promieniowania elektromagnetycznego.

Znaki ostrzegawcze.

PN-93/N-01256/03. Znaki bezpieczeństwa, Ochrona i higiena pracy.

PN-N-18001:1999. Systemy zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy.

Wymagania.

PN-N-18002:2000. Systemy zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy.

Ogólne wytyczne do oceny ryzyka zawodowego.

Rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki Socjalnej z dnia 28 maja 1996 r.

w sprawie szczegółowych zasad szkolenia w dziedzinie bezpieczeństwa i higieny pracy. Dz.U. 1996, nr 62, poz. 285.

Rozporządzenia Ministra Pracy i Polityki Socjalnej z dnia 1 grudnia 1998 r.

w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy na stanowiskach wyposażonych w monitory ekranowe.

Dz.U., nr 149, poz. 973, 1998.

Rozporządzenie Ministra Zdrowia i Opieki Społecznej z dnia 30 maja 1996 r w sprawie przeprowadzania badań lekarskich pracowników, zakresu profilakty-cznej opieki zdrowotnej nad pracownikami oraz orzeczeń lekarskich wydawanych do celów przewidzianych w Kodeksie Pracy.

Dz.U. 1996, nr 69, poz. 332, 1996, późniejsze zmiany Dz.U. 1997, nr 60, poz. 375; Dz.U. 1998, nr 159, poz. 1057; Dz.U. 2001, nr 37, poz. 451.

Rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 2 września 1997 r. w sprawie służby bezpieczeństwa i higieny pracy.

Dz.U., nr 109, poz. 704, 1997.

Rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki Socjalnej z dnia 26 września 1997 r.

w sprawie ogólnych przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy.

DzU, nr 129, poz. 844, 1997.

Rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki Socjalnej z dnia 26 września 1997 r.

w sprawie ogólnych przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy.

DzU, nr 129, poz. 844, 1997.

Rozporządzenie Ministra Gospodarki, Pracy i Polityki Społecznej w sprawie wymagań metrologicznych, którym powinny odpowiadać mierniki natężenia pola elektrycznego, magnetycznego i elektromagnetycznego, 2002.





REGULACJA PRAWNA



REGULACJA PRAWNA

O czym jeszcze mówi ustawa nr 217/2002 ?

ROZPORZĄDZENIE

MINISTRA PRACY I POLITYKI SPOŁECZNEJ

z dnia 29 listopada 2002 roku

w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy

(Dziennik Ustaw Nr 217 poz. 1833)

�ó o wartościach dawek (doza) promieniowania EM w f(t);

�ó o korekcji w przypadku ekspozycji o działaniu

miejscowym;

�ó o korekcji w przypadku pól EM o charakterze

impulsowym

�ó metody pomiaru określają Polskie Normy





EKSPOZYCJA OGÓŁU LUDNOŚCI

EKSPOZYCJA ZAWODOWA

Po

Po llska

ska :: k

k on

on c

c e

e p

p c

c jja

a og

og r

r a

a n

n iicza

cza n

n iia

a n

n ara

ara że

e ń

W wypadku ekspozycji ogółu ludności

przyjęto wartości graniczne 5 razy mniejsze

niż przy ekspozycji zawodowej

PRACOWNICY

�ź świadomi potencjalnego ryzyka

�ź ich ekspozycja zachodzi zwykle w znanych

warunkach

�ź pracownicy to ludzie dorośli

�ź praca przy odpowiednich zabezpieczeniach

�ź w ograniczonym czasie (zmiana robocza)

W wypadku ekspozycji ogółu ludności

przyjęto wartości graniczne 5 razy mniejsze

niż przy ekspozycji zawodowej

OGÓŁ LUDNOŚCI

�ź osoby w różnym wieku

�ź w różnym stanie zdrowia

�ź eksponowane do 24 godzin na dobę

�ź nie mają żadnej wiedzy na temat ekspozycji

w miejscach zamieszkania czy miejscach pracy

�ź ekspozycja nie podlega kontroli

Często nie są powiadomieni o zagrożeniu PEM

i o sposobach uniknięcia narażenia

SPOTYKANE W PRAKTYCE MAKSYMALNE

WARTOŚCI NATĘŻENIA PEM f = 50 HZ to:

�ó pola naturalne: 0,0001 V/m oraz 0,00001 mT

�ó pola w sąsiedztwie urządzeń elektroenerget:

�ó linie napowietrzne: 12 000 V/m oraz 30 mT,

�ó stacje napowietrzne 16 000 V oraz 270 mT,

�ó instalacje domowe: 500 V/m oraz 150 mT,

�ó miejsce pracy: 25 000 V/m oraz 2 mT

(spawarki 130 mT).





POMIAR PEM

Szerokopasmowy miernik

natężenia pola elektrycznego

i magnetycznego typu MEH-25D

Kieszonkowy hallotronomierz

typu SMS-102

- pomiar stałych i zmiennych

pól magnetycznych

METODY OCHRONY

METODY OCHRONY - ORGANIZACJA

�ż Warunki bezpiecznej pracy urządzenia w instrukcji

obsługi producenta (określenie zasięgów stref ochronnych)

�ż Regularne przeprowadzanie pomiarów kontrolnych

pól elektromagnetycznych.

�ż Oznakowanie znakami ostrzegawczymi

(PN-T-06260: 1974) wyznaczonych stref.

�ż Optymalny wybór miejsca eksploatacji źródła.

�ż Regularne badania kontrolne pracowników.

�ż Pomiary prądów upływu z obudów,

które mogą być dotykane przez pracowników.

�ż Pomiary pól elektromagnetycznych w czasie pracy źródła

i korekta stref ochronnych i czasu pracy.

�ż Sporządzenie instrukcji bezpiecznej pracy.

�ż Strefy od kilku źródeł nie powinny się pokrywać

ani na siebie nachodzić.





METODY OCHRONY - EKRANY

- RÓŻNE MATERIAŁY

ε - przenikalność dielektryczna

zdolność do osłabiania zewnętrznego pola elektrycznego

oraz do koncentracji energii

µ – przenikalność magnetyczna

zdolność do wzmacniania zewnętrznego pola magnetycznego,

oraz do koncentracji energii

tg δ – stratność elektryczna

miara strat energii elektrycznej w postaci ciepła

pola sinusoinalnie zmienne f(t)

- RÓŻNE KSZTATY GEOMETRYCZNE

- ODPOWIEDNIE UZIEMIENIA

- PRAKTYKA INŻYNIERSKA



METODY OCHRONY - EKRANY

(tylko wyspecjalizowane firmy ! )

�ó

ekranowanie źródła pola

�óekranowanie stanowiska pracy

(ekranowanie lokalizujące)

(ekranowanie osłaniające)





METODY OCHRONY

(tylko wyspecjalizowane firmy ! )

�ó ograniczanie dostępu

�ó siatki i blachy

W przypadku stosowania ekranowania,

stan techniczny osłon wymaga

stałego nadzoru technicznego.

Niepoprawnie zamontowany ekran,

zamiast zmniejszać narażenie, może je zwiększać,

stając się wtórnym źródłem pola.





METODY OCHRONY



OGRANICZENIE ZAGROŻEŃ PEM

Indukcja magnetyczna B [mT]

wokół 3 przewodów fazowych instalacji 50 Hz

odległość między przewodami 50 cm

odległość między przewodami 3 cm

Zmniejszenie wymiarów elementów urządzenia,

będących źródłem pola, lub maksymalne zbliżenie ich do siebie � mniejsze zagrożenie



SKUTECZNOŚĆ

ZASTOSOWANIA

SZPITALE

�ó ochrona chorych

�ó ochrona czułych urządzeń

(promieniowanie X, rezonans magnetyczny)

FABRYKI

�ó biura obok linii produkcyjnych, maszyn, transformatorów,

rozdzielnic, linii energetycznych

LOTNISKA - centra kontroli lotów

STEROWANIE RUCHEM POCIĄGÓW

DATA CENTER: centra przetwarzania i przechowywania danych

FABRYKI PÓŁPRZEWODNIKÓW

MIKROSKOPY ELEKTRONOWE,

LABORATORIA FARMACEUTYCZNE

WTÓRNE ZAGROŻENIA

ELEKTROMAGNETYCZNE

odbiór energii PEM przez konstrukcje metalowe znajdujące

się pobliżu źródła pola może być przyczyną m.in.:

�ź zakłóceń pracy automatycznych urządzeń sterujących i elektronicznej aparatury medycznej (elektrostymulatorów serca, elektr. implantów med.), �ź detonacji urządzeń elektrowybuchowych (detonatorów)

�ź pożarów i eksplozji związanych z zapaleniem się materiałów łatwopalnych od iskier wywoływanych przez pola indukowane lub ładunki

elektrostatyczne (np. maszyny rolnicze, napowietrzne linie energetyczne i telefoniczne, blaszane dachy budynków, rynny, ogrodzenia, domowa instalacja gazowa, CO, itp.)

�ź rażenie prądem wielkiej częstotliwości przy dotykaniu konstrukcji metalowych

ZNAKI OSTRZEGAWCZE

STREFA

D/60

D

BEZPIECZNA

POŚREDNIA

D

D/2

ŻRÓDŁO

PROMIENIOWANIA

EM

ZAGROŻENIA

NIEBEZPIECZNA





Silne pola

Promieniowanie

magnetyczne

niejonizujące

Zakaz wnoszenia

przedmiotów

Zakaz wstępu dla osób

z metali

z elektrostymulatorami serca

magnetycznych



NAGRZEWNICE INDUKCYJNE

OBRÓBKI PLASTYCZNEJ WYROBÓW METALOWYCH

Dominującym źródłem pola

jest uzwojenie induktora (wzbudnika),

w znacznie mniejszym stopniu

urządzenie zasilające i generator.





NAPOWIETRZNE ROZDZIELNIE

WYSOKIEGO NAPIĘCIA (110/15 KV)

Energia elektryczna przesyłana jest prądem przemiennym

o częstotliwości 50 Hz, liniami wysokiego napięcia: 400 kV.

Są to zwykle

elektroenergetyczne

obiekty lokalizowane

na wygrodzonym

terenie.

Typowe moce

transformatorów

stosowanych

w tych rozdzielniach

dochodzą do 40

MVA.



STACJE TRANSFORMATOROWE

(15/0,4 KV)

Pola elektromagnetyczne w stacji

transformatorowej wytwarzane są przez:

- transformator

stosunkowo słabe źródło PEM,

- szyny i kable niskiego napięcia 0,4 kV –

główne źródło PEM w rozdzielni,

- rozdzielnice niskiego napięcia 0,4 kV –

stosunkowo słabe źródło PEM,

-szyny lub kable średniego napięcia 15 kV

główne źródło pola elektrycznego

w rozdzielni.



KUCHENKI MIKROFALOWE

f = 2,45 GHz

moc do 1 kW

- pola elektromagnetyczne odpowiadające

strefom ochronnym BHP

K

K UC

UC HE

HE N

N K

KII M

MIIK

K R

R O

O FA

FA LOWE

LOWE

2

2, ,4

4 5

5 GHz

GHz

GŁÓWNE ZAGROŻENIA:

- utrata szczelności è wzrost promieniowania

- duże promieniowanie è siatka w drzwiach

- podczas pracy kuchenki wskazane zachowanie

odległości min. 2 m.

absorpcja energii �ął wzrost temperatury � produkcja ciepła

w tkankowym absorbencie;

�ó głębokość penetracji mikrofali np. dla tkanki mięśniowej δ= 1,67 cm





TELEFONY KOMÓRKOWE

- Źródłami PEM mogą być zespoły nadajników, oraz anteny nadawcze

- Obecnie typowe stacje bazowe GSM są stacjami dwupasmowymi

(GSM 900/1800) z antenami sektorowymi (2-4 sektory) 1-4 kanałów/sektor

- Moce nadajników zawierają się w zakresie 10-30 W na każdy kanał i sektor Dla zakresu częstotliwości używanego w GSM ustalono dopuszczalną wartość natężenia pola elektrycznego na poziomie 7 V/m

lub alternatywnie gęstość mocy mikrofalowej na 0,1 W/m2.





Dla zakresu częstotliwości

używanego w GSM ustalono

dopuszczalną wartość natężenia

pola elektrycznego na poziomie

E < 7 V/m

lub alternatywnie gęstość mocy

mikrofalowej na 0.1 W/m2.

P.BIEŃKOWSKI, W.FLAKIEWICZ �śPOMIARY POLA ELEKTROMAGNETYCZNEGO OD

STACJI BAZOWYCH GSM W ŚWIETLE POLSKICH PRZEPISÓW OCHRONNYCH”

Materiały XXXVI Międzyuczelnianej Konferencji Metrologów MKM’04



P.BIEŃKOWSKI, W.FLAKIEWICZ �śPOMIARY POLA ELEKTROMAGNETYCZNEGO OD

E <=7 V/m

STACJI BAZOWYCH GSM W ŚWIETLE POLSKICH PRZEPISÓW OCHRONNYCH”

Materiały XXXVI Międzyuczelnianej Konferencji Metrologów MKM’04

Źródło

Częstotliwość

Odległość

Ekspozycja

Uwagi

kuchenka

2,45 GHz

0,3m

<5 W/m2

przy odległości

mikrofalowa

0,3 m

<2 W/m2

5 cm

1 m

<1 W/m2

50 W/m2

radar

9 - 35 GHZ

3 m

<250 mW/m2

moc

drogowy

10 m

<10 mW/m2

0,5 - 100 mW

radiotelefony

27 MHz

5 cm

1000 V/m

moc kilka watów

CB

12 cm

200 V/m

telefony

450 - 466/

2 cm - 2 m

<10 W/kg

moc do 20 W

komórkowe

890 - 960 MHz

nadajniki FM

87,5 - 108

1,5 km

<50 mW/m2

moc do 100 kW

i TV (VHF

MHz

nadajniki TV

470 - 890 MHz

1,5 km

<5 mW/m2

do 5 MW

(UHF)

Eksp.

1 - 1000 MHz

>200 mW/m2

A

0,02%

S

w miastach

>10 mW/m2

1%

ści U

nad.RTV

>0,05 mW/m2

on

50%

d

>0,02 mW/m2

lu

90%

%

stacje

1 - 10 GHz

0,1 - 1 km

0,1 - 10 W/m2

moc średnia

radarowe

0,2 - 20 kW

80

560

dla pól w zakresie 0,1 – 10 MHz :

T =

T =

H

E

dla pól w zakresie od ponad 10 MHz do 300 MHz;

dla pól mikrofalowych stacjonarnych:

3200

T =

DOPUSZCZALNY

E 2

CZAS PRACY

gdzie:

T – dopuszczalny czas pracy w godzinach

H – natężenie pola magnetycznego w A/m.

E – natężenie pola elektrycznego w V/m.

dla pól mikrofalowych stacjonarnych:

32

T = p

dla pól mikrofalowych niestacjonarnych:

800

T = p

gdzie: p – średnia gęstość strumienia energii w W/m2

NORMY I ZALECENIA

NORMA ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection)

- poziom bezpieczny dla ludzi wynosi 100 �źT,

- ale dla ludzi z problemami sercowymi wynosi 50 �źT.

NORMA EN 61000-4-9 (zalecenia dla sprzętu elektronicznego)

– maksymalny poziom natężenia pola magnetycznego 50Hz H=3 A/m (indukcja B=3,75 �źT)

inne ...

norma szwedzka - w odległości 50 cm od urządzenia:

B< 0,25 �źT w zakresie 5 Hz–2 kHz i B< 0,025 �źT w zakresie 2 kHz–400 kHz a dla składowej elektrycznej odpowiednio: E=25 V/m i E=2,5 V/m Rekomendacja NCRP (National Council Radiation of Protection)

- poziom bezpieczny dla ludzi wynosi 1 �źT i 100 mV/m