Elektromagnetiska fält Janez Marinko
Biologisk effekt vs. hälsoeffekt A biological effect occurs when exposure to electromagnetic waves causes some noticeable or detectable physiological change in a biological system. An adverse health effect occurs when the biological effect is outside the normal range for the body to compensate, and thus leads to some detrimental health condition. (WHO Fact Sheet N 182, 1998)
Fält Strålning frekvens 50 Hz 100 kHz 10 MHz 900 MHz 1800 MHz våglängd 6000 km 3000 m 30 m 33 cm 17 cm
STRÅLNING FÄLT NÄRFÄLT FJÄRRFÄLT Typ Frekvens [Hz] Våglängd [m] Kraftledning 50 Hz 6 000 000 Induktions- värmare 50 kHz 6 000 Plastsvets- maskin 27 MHz 11 FM-radio 100 MHz 3 Mobiltelefon 900 MHz 2100 MHz 0,33 0,14 Wi-Fi 2,5 GHz 5 GHz 0,12 0,06 Ljuskälla 5 . 1015 Hz 550 . 10-9 en våglängd ett par våglängder mer än några NÄRFÄLT FJÄRRFÄLT
Fält j = s E Elektriskt fält ”Kvasistatisk” approximation j = ström s = konduktivitet E = inducerat fält j, E ”Kvasistatisk” approximation Magnetiskt fält
+ - + - Strålning + - + - friktion -> värme + - + -
Effekter av påverkan (exponering)
Exponering - gränsvärden E [V/m] Inducerat fält Ein [V/m] S [W/m2] SAR [W/kg] H [A/m]
Mätbara storheter - insatsvärden Strålningstäthet S [W/m2] Kontaktström Ikont [A] Elektrisk fältstyrka E [V/m] Magnetisk flödestäthet B [T] Ström i extremiteter Iex [A]
CNS / PNS CNS – centrala nervsystemet Hjärna, ryggmärg PNS – perifera nervsystemet Nerver som skickar/tar emot information
Påverkan (akut, transient) Påverkan på CNS (sensorisk påverkan) Värmepåverkan Påverkan på PNS (hälsopåverkan)
Påverkan (långsiktig) ?
Direktiv 2013/35/EU Rådets direktiv 89/391/EEG av den 12 juni 1989 om åtgärder för att främja förbättringar av arbetstagarnas säkerhet och hälsa i arbetet Europaparlamentets och rådets direktiv 2013/35/EU av den 26 juni 2013 om minimikrav för arbetstagares hälsa och säkerhet vid exponering för risker som har samband med fysikaliska agens (elektromagnetiska fält) i arbetet (20:e särdirektivet enligt artikel 16.1 i direktiv 89/391/EEG) och om upphävande av direktiv 2004/40/EG
Direktivets omfattning Skydd mot alla kända biofysikaliska effekter (övergående, direkta effekter) Akuta, transienta effekter ( 0 – 10 MHz) Icke-termiska Påverkan på PNS (perifera nervsystemet) - hälsoeffekter Nerv- och muskelstimulering Påverkan på CNS (centrala nervssystemet) – sensoriska effekter Magnetofosfener, yrsel, illamående, beteendepåverkan Termiska Negativ värmebelastning Helkropp, huvud, bål, extremiteter: SAR @ (100 kHz – 6 GHz) Kropp: S @ (6 – 300 GHz) Hörseleffekter Huvud: SA @ (0,3 – 6 GHz)
Direktivets omfattning – indirekta effekter Interferens med aktiva och passiva medicinska implantat Påverkan på ferromagnetiska föremål i starka statiska magnetiska fält Initiering av ”elektroexplosiva” ämnen Risk för brand/explosion vid antändning av brännbara ämnen pga gnistor, urladdningar Kontaktströmmar Gravida kvinnor
Magnetfält i vår omgivning bostäder, kontor nära elektrisk utr. kraftledningar tåg industri 0,01 0,1 1 10 100 1000 10000 Magnetfält B (mT)
Radar, TV/radiosändare Elektrolysanläggningar Elektriska smältugnar Induktionsugnar RF-diatermi, MRI-utrustning RF-uppvärmning, -svetsning, -torkning, -belysning Svetsutrustning Utrustning för spricksökning Avmagnetiseringsutrustning Basstationer Stora elektriska maskiner, transformatorer Larmbågar, stöldskyddsutrustning Kontorsutrustning,trådlös överföring Handhållna verktyg, allmänna kommunikationsmedel EXPONERING INSATSVÄRDEN GRÄNSVÄRDEN
Statiska magnetiska fält 0 – 1 HZ Sensoriska effekter: Illamående, yrsel, metallsmak Elektrolys (DC) Magnet (MRT) Ljusbågssvetsning (DC) Lågfrekventa elektriska och magnetiska fält 1 – 10 MHz Illamående, yrsel, metallsmak, magnetofosfener (ljusblixtar) Hälsoeffekter: Excitering av det perifera– och centrala nervsystemet i form av stickningar, muskelpåverkan, hjärtarytmi, kontaktströmmar Indirekta effekter: Interferens med passiva och aktiva implantat Elektrolys (rippel) Generering och överföring av elektricitet Båg– och motståndssvetsning Ljusbågssvetsning (AC) Ljusbågsugnar Induktionsugnar Handhållna induktionsvärmare AM/FM radio Handhållna elektriska maskiner Elektriska bilar, tåg Gradientfält (MRT) Högfrekventa elektromagnetiska fält 100 kHz – 300 GHz Hörseleffekter i form av klickar eller surrande ljud vid pulsad mikrovågsstrålning Värmepåverkan av hela kroppen eller lokal uppvärmning t ex anklar, vrister Brännskador eller stötar vid kontakt med uppladdade föremål Påverkan på passiva och aktiva implantat, antändning av detonatorer Spolar (MRT) Radio– och TV antenner Radar Diatermi Dielektrisk uppvärmning och smältning Mikrovågstorkning Stöld- och larmbågar Intermediära fält 100 kHz – 10 MHz Effekter som uppträder vid låg– och högfrekventa fält kan uppträda samtidigt TV- och radioutrustning Stöld– och larmbågar