Gilbert Decat (BSc, MSc)GD-EMF-Consulting (bvba/sprl/Ltd)Mombeekdreef 41, 3500 HasseltBelgië/Belgique/BelgiumTel. & Fax: +32(0)11272687GSM: +32(0)473757853 E-mail: gilbert@emf-consulting.bewww.gd-emf-consulting.be

GD-EMF-Consulting 1

ELEKTROMAGNETISCHE VELDEN EN

GEZONDHEID

BRONNENENKELE BELANGRIJKE BASISBEGRIPPEN

BIO-FYSISCHE INTERACTIESBLOOTSTELLINGSNORMENBLOOTSTELLING IN HET WERKMILIEU

GEZONDHEIDSEFFECTENALGEMEEN BESLUIT

GD-EMF-Consulting 2

INHOUD

NATUUR ⇛laag EMV-niveau LEEFMILIEU ⇛mediaan

WERKMILIEU ⇛hoogGD-EMF-Consulting 3

VOORKOMEN VANELEKTROMAGNETISCH

E VELDEN (EMV)

SOORT VELD FREQ. VELD-STERKTE

STATISCH ELEKTRISCH 0 Hz 130 V/m

STATISCH MAGNETISCH 0 Hz 40 – 50 µT

ELF (Extreme Low Frequency)ELEKTRISCH

0 – 300 Hz 10-4 V m-1

ELF MAGNETISCH 0 – 300 Hz 10-6 µT

GD-EMF-Consulting 4

NATUURLIJKE ELEKTROMAGNETISHCE VELDEN

SOORT VELD

FREQUENTIE

BRONNEN

STATISCH 0 Hz BEELDSCHERMEN, MRI, LASUITRUSTING, INDUSTRIELE ELEKTROLYSE

ELF(Extreme Low Frequency)

0 Hz tot 300 Hz

ELEKTRICITEITSVOORZIENINGENLASUITRUSTINGBOOGOVENS EN INDUCTIEOVENMAGNETISCHE REACTIVATORS

IF (Intermediate Frequency)

300 Hz tot 100 kHz

BEELDSCHERMEN, ANTIDIEFSTALSYSTEMENMETAALDETECTORSKAARTLEZERSMRI & LASUITRUSTING

RF (Radio Frequency)

100 kHz tot300 GHz

ELEKTROCHIRURGIEDRAADLOZE SYSTEMEN & ZENDMASTENMRI, MICROGOLFOVENS, RADARRF-PLASTIEK LASSEN

GD-EMF-Consulting 5

KUNSTMATIGE EMV-BRONNEN

DEFINITIE VANELEKTROMAGNETISCH

VELD

GD-EMF-Consulting 6

WAT IS EEN ELEKTROMAGNETISCH VELD?

VERZAMELNAAM Elektrisch veld Magnetisch

veld

- Verre veld : E/H = 377Ώ RF GSM- Nabije veld: E/H ≠ 377Ώ E & H

ELEKTRISCH VELD

+

-

d(m)

F (M) = q E(M)

d

VE

Magnetisch veld geassocieerd met stroom:

GD-EMF-Consulting 9

Magnetisch veld

meterAmperer

IH /,

2

I

Hr

22 r

dIH pair

I

Hrd

• I = stroom, r = afstand, H= magnetisch veldsterkte.

• d = afstand tussen de heen en weerkomende geleider :

GD-EMF-Consulting10

ELEKTROMAGNETISCH FREQUENTIESPECTRUM

INTERACTIETUSSEN EMF-VELDEN BIO-SYSTEMEN

GD-EMF-Consulting 11

STATISCHE ELEKTRISCHE VELDEN: 0 Hz dringen niet in het lichaam induceren oppervlakteladingen op de menselijke huid E-veld > 25 kVm-1: hinderlijke sensatie bij mens

STATISCHE MAGNETISCHE VELDEN: 0 Hz induceren elektrisch veld in vloeistoffen en weefsels

beweging induceert AC-stroom in het lichaam TIJDSVARIERENDE E- en B-VELDEN < 100 kHz

induceren stroom in het lichaam geïnduceerde stroom evenredig met de frequentie

RF-velden > 100 kHz tot 300 GHz) induceren lichaamswarmte SAR = E²/ [ = conductiviteit (Sm-1) & = weefseldichtheid kgm-3 ]GD-EMF-Consulting 12

INTERACTIEMECHANISMEN

BELANGRIJKSTE ACTIEMECHANISMENSoort Veld Interaction Effect

Statisch Elektrisch veld

Elektrische lading op oppervlakte Hinderlijk oppervlakte-effect

Statisch Magn. veld

Inductie van E-veld in vloeistoffen & weefsels

Op cardiovasculair & centraal zenuwstelsel

AC Elekt. Veld tot 10 MHz

1. Elektrische lading op oppervlakte

2. Inductie van E-veld & sroom

1. Hinderlijk oppervlakte-effect, E-schok & brandwonde

2. Stimulatie v. zenuw- & spiercellen, effecten op funties v. zenuwstelsel

AC Magn. veld up to 10 MHz

Inductie van E-veld & sroom Stimulatie v. zenuw- & spiercellen, effecten op funties v. zenuwstelsel

Person 1

Richting B

-veld

Stroomlus

GD-EMF-Consulting 14

Stroominductie door Magnetisch veld

Person 1

Richting B-veldStroomlus

J = RfσB > 10 mA.m-2

GD-EMF-Consulting 15

Opwarmingsmechanisme door RF

RESULTS

ICNIRP(1998) & 2004/40/ECrichtlijnen voor beroepsbevolking

BASISRESTRICTIE & GRENSWAARDEN: rekenparameters

Freq. > 10 MHz: SAR bepalende parameter - SAR van 4 W/kg/10 = 0.4 W/kg voor beroepsbevolking

Freq. < 10 MHz: stroomdichtheid (Ј) bepalende parameter - 100 mA/m²/10 = 10 mA/m² voor beroepsbevolking

REFERENTIE- & ACTIEWAARDEN: meetbare parameters- VERMOGEN FLUXDICHTHEID : S (W/m2) - ELEKTRISCHE VELDSTERKTE : E (V/m) - MAGNETISCHE VELDSTERKTE : H (A/m) - MAGNETISCHE FLUXDICHTHEID: B (T)

STATISCH Elektrisch veld: geen richtlijn STATISCH Magnetisch veld: 200 mT

Interferentie: 0,5 mT Demagnetizering : 1 mT Kwetsuren metalen projectielen: 3 mT

GD-EMF-Consulting 18

BLOOTSTELLINGSRICHTLIJN STATISCH VELD (ICNIRP, 1994)

GD-EMF-Consulting 19

ELF MAGNETISCH VELD (ICNIRP 1998 geen Belg. regelgeving)

50 Hz = 500 µT (werkers)

GD-EMF-Consulting 20

ELF ELEKTRISCH VELD (ICNIRP 1998 + Belg. regelgeving)

50 Hz = 25 kV/m (werkers)

GD-EMF-Consulting 21

ELEKTRISCH BOOGLASSEN ⇛

WEERSTANDS- of PUNTLASSEN ⇛

GD-EMF-Consulting 22

BLOOTSTELLING VAN LASSERS

BOOGLASSEN: GOLFVORM & HARMONISCHEN

Las-machine

Stroom- type Lasprocess

Fundamentele frequentie

&(Actiewaarde)

Afstand tot kabel[cm]

B-veld

Breedband[µT]

Bt in %

Van AW

Merk XMIG/MAG

Kortsluitboog81 Hz

(AW = 309 µT)

0 172 115010 106 65320 60 427

Pulsboog met lage parameters

84 Hz(AW = 298 µT)

0 310 89510 161 50120 108 343

Pulsboog met hoge

parameters

198 Hz(AW = 126 µT)

0 350 91310 196 47520 125 307

GD-EMF-Consulting 24

MAGNETISCH INDUCTIEVELD VAN KABEL

WEERSTANDSLASSEN: GOLFVORM & HARMONISCHEN

Karakteristieken lasmachine: AWL 65 kVA P = 45% and I = 7.9 Ka 50 Hz

Stroommeting AWL 63 kVA 50 Hz

-15000

-10000

-5000

0

5000

10000

15000

0 50 100 150 200

Tijd (ms)

Str

oo

mste

rkte

(A

)

MAGNETISCH INDUCTIEVELD BIJ PUNTLASSEN

Measurement Position

Percentage of action value

Angle of measurement axe [°]

0 45 90 Distance to electrode

[cm Measurement height [cm]

20 109 175 109 109

5 0,69 1766 110 overload overload 10 0,6 670 91 overload 1867 20 0,44 192 58 1197 544 40 0,32 82 38 341 222 60 / 44 / 145 / 80

/ 27 / 79 / (source Belgian EMF welding report 2008)

Magnetisch veld van boog- en puntlassen overschrijden actiewaarden tot op bepaalde afstand van respectievelijk de de kabel en de elektrode

Breedband- en sommatiebenaderingen leiden tot verschillende resultaten t.o.v. de actiewaarden. BV welke benadering is verantwoord in termen van comformiteit van het meetresultaat met de actiewaarde?

Geïnduceerde stroom (J) booglassen altijd < 10 mW/m².

Bij puntlassen is J uitzonderlijk > 10 mW/m²: actie vergroten van afstand tot elektrode

Blootstelling door kabelcontact is 3 to 5 keer groter dan op afstand van 20 cm CENELEC exposure:

BV: is CENELEC protocol (meetwaarde op 20 cm van de kabel) aanvaardbaar voor comformiteitstesting of moeten de 0 afstand hiervoor genomen worden

GD-EMF-Consulting 27

Conclusies & blijvende vragen (BV) bij lassen

PRODUCTIE VAN ALUMINIUM

PRODUCTIE VAN CHLOOR

GD-EMF-Consulting 28

STATISCHE MAGNETISCH VELDBIJ ELEKTROLYSCHE

110 kA stroom, bij rectificatie ontstaat ELF component

Source: Mild, K.H.

Statisch Magnetisch veld in Aluminiumfabriek 1 – 20 mT

GD-EMF-Consulting 29

C83AC83B

C83CMid

C84AC84B

C84C

C83-84

C63-64C41-42

MidC39-40

C19-20C1-2

468

101214161820

B-f

ield

(m

T)

West

South

18-20

16-18

14-16

12-14

10-12

8-10

6-8

4-6

GD-EMF-Consulting 30

Operatoren van electrolyse-eenheden kunnen blootgesteld worden aan een statisch magnetisch inductieveld dat schommelt tussen 1 en 20 mT. Wanneer de operator beweegt in een 20 mT veld (worst case situatie) wordt de geïnduceerde stroom na berekening geschat op 10 mA/m²: dit is in overeenstemming met de 40 mA/m² basisrestrictie voor hoofd en romp.

Dragers van pacemakers of andere elektronische implantaten zijn op deze eenheden niet toegelatenBV: wat is de kans op interferentie tussen magentisch veld en implantaat wanneer de interferentiedrempel van 0.5 mT overschreden wordt?

GD-EMF-Consulting 31

Conclusies & blijvende vragen (BV)

ELEKTRISCHE BOOGOVENS (50 Hz) VOOR METAALSMELTING

INDUCTIEOVENS VOOR SMELTEN VAN EDELE METALEN (50 Hz – 10 kHz)

GD-EMF-Consulting 32

AC MAGNETISCH VELDBIJ BOOG- en INDUCTIEOVENS

GD-EMF-Consulting 33

BLOOTSTELLING AAN HET 50 Hz MAGNETISCH VELD VAN ELEKTRISCHE BOOGOVENS

electrisch onderstation oven 1 in werking

500 .. 545454 .. 500409 .. 454364 .. 409319 .. 364273 .. 319228 .. 273183 .. 228138 .. 183

93 .. 13847 .. 93

2 .. 47

GD-EMF-Consulting 34

3D-KAART VAN MAGNETISCH VELD IN ELEKTRISCH ONDERSTATION VAN BOOGOVENINSTALLATIE: ALGEMEEN BEELD

GD-EMF-Consulting 35

MAGNETISCH INDUCTIEVELD (B-veld) IN SCHAKELBORD BUREEL VAN DE BOOGOVEN

Door to switch room

Door

Elekt. schakelborden

B-VELD > 0.5 mT action value

Bureel operator

GD-EMF-Consulting 36

Persoonlijke blootstelling van bediende aan bureel van schakelborden

300

100

500

700

06:00 PM 12:00 AM 06:00 AM 12:00 PM

Mag

net

ic

Fie

ld

(µT

)

Time

500

83,350 30,7 30,7 30,7 30,7

050

100150200250300350400450500

B-f

ield

(µ

T)

50 Hz 300 Hz 500 Hz 1 kHz 1 kHz 3 kHz 9 kHz

Oven operating frequency

ICNIRP Observed

GD-EMF-Consulting 37

INDUCTIEOVENS: Gemeten magnetisch veld van versus

ICNIRP-referentieniveaus

Comformiteitstesting t.o.v. de basisrestrictions

Person 1

Richting B

-veld

Stroomlus

25%50%

100%

Gverm

AW

BP

AZ

302

461

520

428

142

200 226

189

3333

3333

0

100

200

300

400

500

600

B-v

eld

(µ

T)

Vermogen (%)

Person 1

Richting B-veldStroomlus

J = RfσB > 10 mA.m-2

MITIGATION

Grote variatie in blootstelling bij beweging van de operator t.o.v. de ovens

BV1: moet met de geïnduceerde beweginsstroom van de operator in het magnetisch veld rekening gehouden worden voor een effect (cfr. MRI problem)?

BV2: Hoe moeten oude installaties aangepakt worden om operator eventueel te beschermen tegen te hoge EMV-en?

GD-EMF-Consulting 39

Conclusies & blijvende vragen (BV) i.v.m. risico van

inductieoven

MRI-scanner

MRI VELDEN & LIMIETENVELDTYPE FREQUENTIE Basis-

restrictieReferentie

niveau

RF 10 – 400 MHz 0.4 W/kg(head)

0.2 µT

Schakel-gradient 500 Hz 10 mA/m² 50 µT

Beweging in Statisch velddB/dT (T/s)

< 20 Hz 40 mA/m² 200 mT

0,22

GD-EMF-Consulting 42

BESCHERMINGSTUNNEL VOOR OPERATOR (µ-metaal = (B-veld/10)

> 200 mT

0100200300400

500600700800900

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

B-v

eld

(m

T)

CIOP

Vito

ICNIRP

GD-EMF-Consulting 43

Piekreferentiewaarde: 0,22 T/s

LocationElectric field (V/m)

Mean Maximum

Bore level - 32

50 cm from bore 3,2 8

130 cm from bore 0,3 0,54

GD-EMF-Consulting 45

Meer info over beroepsmatige MRI blootstelling: EC-report Project 04/03/08

SCENIHR RAPPORT 2007 (Scientific Committee on Emerging and Newly

Identified Health Risks) OPINION ON THE POSSIBLE EFFECTS OF EMF ON HUMAN HEALTH

GD-EMF-Consulting 46

GEZONDHEIDSEFFECTEN

Adequate gegevens for risicoschatting van statische magnetische velden zijn zeer schaars.

Onderzoek i.v.m. de beweging van de medische staf in het statisch magnetisch veld van MRI’s of andere technologieën brengt misschien nieuwe mogelijkheden tot risico-evaluatie met zich mee.

GD-EMF-Consulting 47

GEZONDHEID &STATISCH MAGNETISCHE VELDEN

ELF werd als mogelijk kankerverwekkend geklasseerd op basis van het eventueel epidemiologisch verband en kinderleukemia maar niet op basis van beroepsmatige blootstellingen van volwassenen

Geen verband tussen oorzaak en gevolg: geen biologische veklaring voor epidemiologisch effect

Waarschijnlijk geen associatie tussen ELF-blootstelling en borstkanker of cardiovasculaire ziekten

Onzeker verband tussen ELF-blootstelling en neurodegeneratieve zieken en/of hersentumoren

Associatie tussen ELF-velden en elektrische hypergevoeligheid werd niet aangetoond

GD-EMF-Consulting 48

GEZONDHEID & ELF-VELDEN (ELF = Extremely Low frequency)

Experimentele en epidemiologische gegevens zijn schaars.

Schatting van het acute blootstellingsrisico’s zijn nog gebaseerd op lager en hogere frequenties dan die van IF-velden

Meer onderzoek nodig in het IF-gebied

GD-EMF-Consulting 49

GEZONDHEID & IF-VELDEN (IF = Intermediate Frequency )

GEEN GEZONDHEIDSEFFECTEN WERDEN AANGETOOND BIJ BLOOTSTELLINGSNIVEAUS LAGER DAN DE ICNIRP-LIMIETEN(1998). Het gegevensbestand is echter beperkt zeker voor wat lange termijn lage blootstellingen betreft

GD-EMF-Consulting 50

GEZONDHEID & RF-VELDEN (RF = Radio Frequency )

WERKNEMERS KUNNEN BLOOTGESTELD WORDEN AAN STERKE EMV-en

GEBREK AAN GEGEVENS IN ALLE FREQUENTIE- DOMEINEN

MEER ONDERZOEK NODIG IN VERBAND MET LANGE TERMIJNBLOOTSTELLINGEN AAN REELE EMV-NIVEAUS OP BASIS VAN IN VIVO STUDIES

ONDERZOEK NAAR OORZAAK EN GEVOLG OP BASIS VAN IN VIVO STUDIES

ALGEMENE CONCLUSIES

GD-EMF-Consulting52

Bedankt