Pola elektromagnetyczne


Pola elektromagnetyczne

Krzysztof Gryz
Jolanta Karpowicz


    Pola elektromagnetyczne są czynnikiem fizycznym powszechnie występującym w środowisku pracy i życia człowieka. Wytwarzanie pól elektromagnetycznych jest nierozerwalnie związane z wykorzystywaniem energii elektrycznej oraz łącznością bezprzewodową [4].

    Pole elektromagnetyczne to stan energetyczny przestrzeni wokół ładunków elektrycznych, charakteryzowany przez dwie wielkości wektorowe: natężenie pola elektrycznego i natężenie pola magnetycznego. Pole elektryczne powstaje na skutek oddziaływania sił pomiędzy obiektami naładowanymi elektrycznie. Pole magnetyczne występuje wokół ładunków poruszających się (tzn. tworzących prąd elektryczny) lub przy magnesach trwałych. Pola statyczne: elektrostatyczne lub magnetostatyczne, występują wokół ładunków nieruchomych albo poruszających się w sposób ustalony (prąd stały). Promieniowanie elektromagnetyczne tworzą wzajemnie powiązane, zmienne pola elektryczne i magnetyczne wielkiej częstotliwości, rozchodzące się w próżni z prędkością światła.

    Na potrzeby bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony środowiska i wielu dziedzin techniki (m.in. telekomunikacji) przyjęto, że z całego widma częstotliwości pól występujących w przyrodzie, termin „pole elektromagnetyczne” dotyczy tylko pól z zakresu częstotliwości 0÷300 GHz, tzn. takich, których długość fali jest większa od 1 mm.

    Pola występujące w środowisku mogą powodować niepożądane skutki, co wymaga prowadzenia ich kontroli oraz ograniczenia poziomu ekspozycji, zarówno ogółu ludności, jak i pracowników oraz infrastruktury technicznej [4, 12]. Obserwowane w organizmach żywych skutki biologiczne są silnie uzależnione od częstotliwości i natężenia oddziałującego pola elektromagnetycznego, jego rozkładu przestrzennego (ekspozycja całego ciała bądź jego części) i rozłożenia ekspozycji w czasie oraz właściwości izolacji elektrycznej organizmu od podłoża. Oddziaływanie pola elektromagnetycznego na organizm może powodować [4, 12]:

  • stymulację tkanki pobudliwej na skutek indukowania w ciele prądów elektrycznych – największe znaczenie zjawisko to ma przy częstotliwościach mniejszych od kilkuset kHz

  • ogrzewanie tkanek powodowane pochłanianiem energii pól, tzw. efekt termiczny – najistotniejsze jest występowanie tego zjawiska przy częstotliwości powyżej 1 MHz.

    Prądy indukowane mogą zakłócać pracę organizmu na skutek zaburzenia naturalnych procesów elektrofizjologicznych w komórkach nerwowych lub mięśniowych, a skutki termiczne prowadzą do przegrzania (poparzenia) różnego stopnia i rozległości oraz mogą dotyczyć zarówno tkanek na powierzchni ciała jak i wewnątrz – zależnie od częstotliwości promieniowania. Po ustaniu ekspozycji skutki te ustępują.

Podstawowe parametry charakteryzujące ten czynnik środowiska pracy to:

  • natężenie pól elektrycznych, w V/m

  • natężenie pól magnetycznych, w A/m, lub indukcja magnetyczna, w T (najczęściej w jednostkach pochodnych – w µT lub mT)

  • częstotliwość pól sinusoidalnie zmiennych w czasie, w Hz, lub parametry zmienności w czasie pól niesinusoidalnych,  m.in. widmo częstotliwości lub modulacja.

    Każde urządzenie elektryczne jest źródłem pola elektromagnetycznego, które może być wytwarzane celowo lub jako efekt niezamierzony działania urządzenia. Źródła pól elektromagnetycznych oddziałujących na pracowników w pomieszczeniach biurowych to głównie różnego typu sprzęt komputerowy i elektryczne urządzenia biurowe, instalacje zasilające oraz stacje nadawcze RTV i telefonii komórkowej. Można je podzielić na następujące kategorie [1, 5, 7]:

  • urządzenia biurowe, znajdujące się w pomieszczeniu, których włączenie jest uzależnione od bieżących potrzeb pracowników – ekspozycja w wytwarzanych przez nie polach ma charakter w dużym stopniu przypadkowy, zależny od bieżącego harmonogramu pracy oraz wzajemnego usytuowania stanowisk pracy i źródeł pól

  • urządzenia biurowe, znajdujące się w pomieszczeniu, przeznaczone do pracy ciągłej – ekspozycja w wytwarzanych przez nie polach ma charakter w dużym stopniu ustalony, zależny głównie od wzajemnego usytuowania stanowisk pracy i źródeł pól

  • instalacje elektryczne budynku i różnego przeznaczenia urządzenia znajdujące się w sąsiedztwie pomieszczenia oraz poza budynkiem – powodowana przez nie ekspozycja ma charakter w dużym stopniu przypadkowy, niezależny od harmonogramu pracy, natomiast w pewnym stopniu uzależniony od usytuowania stanowisk pracy w pomieszczeniu.

    Poziomy pól elektromagnetycznych, zmierzone szerokopasmowo na stanowiskach pracy, w zdecydowanej większości pomieszczeń biurowych wynoszą [7]:

  • pola magnetyczne i elektryczne małej częstotliwości, pochodzące od sprzętu komputerowego, układów zasilających, urządzeń i instalacji elektrycznej – indukcja magnetyczna: na poziomie do 0,5-1,5 µT, natężenie pola elektrycznego: kilka-kilkadziesiąt V/m

  • pola magnetyczne i elektryczne średniej częstotliwości, pochodzące od sprzętu komputerowego – indukcja magnetyczna: poniżej 1 µT, natężenie pola elektrycznego: poniżej kilku V/m

  • pola elektryczne zakresu radiofalowego, pochodzące od stacji nadawczych na zewnątrz budynku – natężenie pola elektrycznego: poniżej 1-2 V/m.

    Wyższe poziomy zaobserwowano jedynie sporadycznie, m.in. przy kablach zasilających odbiorniki dużej mocy, takie jak np. urządzenia przemysłowe lub duże budynki biurowe [7].

Więcej informacji w monografii pt.
Zespół Chorego Budynku. Ocena Parametrów Środowiska Pracy, pod redakcją Elżbiety Jankowskiej i Małgorzaty Pośniak, CIOP-PIB, Warszawa 2007.