Elektrosmog – alles im grünen Bereich?

F O C U S | mobile communication
Elektrosmog – alles im grünen Bereich?
Das Thema «Elektrosmog» war während vieler Jahre in aller Munde und hat auch
heute noch eine gewisse Aktualität. Wie gross ist aber eigentlich die berühmte
«Strahlung von Mobilfunkbasisstationen» verglichen mit anderen Quellen, welche
Points? Und wie steht es mit der Belastung an industriellen Arbeitsplätzen?
Referenzwerte
10 -1
Peter Raemy
Prof. für Analogelektronik, Messtechnik
und Mobilkommunikation
Foto: www arteplus.ch
Effektivwert der mag. Flussdichte in T
10 -2
10 -3
10 -4
10 -5
10 -6
10 -7
10 -8
Dr. Rolf Vogt
Prof. für drahtlose Telekommunikation
Foto: www.arteplus.ch
In einem Betrieb werden an einem Arbeitsplatz Magnete für
Motoren magnetisiert. Dazu wird ein kurzer Stromimpuls von
fast 2000 Ampere durch eine Spule geschickt. Die dadurch
verursachte Belastung ist in der Arbeitsdistanz mit einem
gemessenen Wert von 270% deutlich zu hoch. Das Magnetfeld wird nicht nur durch den riesigen Stromimpuls bestimmt,
sondern zusätzlich durch die Spule verstärkt.
Im Rahmen einer Bachelor Thesis1 wurde zur Überprüfung
des verwendeten Messgerätes ein Testaufbau für impulsför-
20 hitech 3 / 2011
102
10 4
10 6
Frequenz in Hz
108
1010
1012
Fig. 1: Frequenzabhängige Grenzwerte nach ICNIRP für die magnetische
Flussdichte. Grafik: P. Raemy
Mit unseren Sinnesorganen können wir weder die Wirkung
von elektrischen, magnetischen noch elektromagnetischen
Feldern wahrnehmen. Zur Beurteilung solcher Felder gibt
es breit abgestützte internationale Empfehlungen (ICNIRP).
Die schweizerische Gesetzgebung hat diese Empfehlungen
übernommen und teilweise noch verschärft (NISV). Zur Beurteilung der Belastungen an Arbeitsplätzen stützt sich
auch die SUVA auf die ICNIRP-Empfehlungen ab.
Die Empfehlungen basieren auf frequenzabhängigen Grenzwerten (Fig. 1). Zur Bestimmung einer Belastung müssen
am jeweiligen Standort sämtliche Frequenzen gewichtet
summiert werden. Der so ermittelte Wert wird in Prozent
angegeben, wobei 100% der Belastungsgrenze entspricht.
1
G. Morosoli, G. Parini: Exposition de l'homme aux champs magnétiques, Bachelor Thesis, BFH-TI, 2010
2
Ch. Hofstetter, M. Schläppi: Messung von elektromagnetischen Feldern im Hochfrequenzbereich, Projektarbeit 1, BFH-TI, 2010
3
«Elektrosmog in der Umwelt», Broschüre Bundesamt für Umwelt, 2005
10 0
mige Belastungen entwickelt. Dabei wird ein Kondensator
von 41 mF auf bloss 2 Volt geladen und anschliessend über
eine Spule entladen (Fig. 2). Die dabei gemessene Belastung
im Innern der Spule beträgt 150%, die auch analytisch bestätigt werden konnte.
In einem anderen Fall haben wir im Prüffeld einer Firma, die
Wechselrichter herstellt, festgestellt, dass nahe bei den Füssen des Testingenieurs Kabel mit einem Gleichstrom von
720 A verliefen. Seine Füsse waren dadurch einer Belastung
von 100% ... 300% ausgesetzt! Eine Reduktion auf unbedenkliche Werte wäre mit einfachen Massnahmen1 möglich.
Auch bei höheren Frequenzen sind solche Fragestellungen
ein Thema. Durch den massiven Fortschritt in Mikroelektronik und Kommunikationstechnologie der letzten beiden
Jahrzehnte war es möglich, kleine, stromsparende und
preisgünstige drahtlose Kommunikationssysteme zu ent-
Fig. 2: NARDA ELT
400 und
Spule zum Testen des
Messgerätes
Foto: P. Raemy
wickeln. Die dadurch notwendigen Antennen rückten insbesondere im Zusammenhang mit der Mobiltelefonie in
das Bewusstsein der Öffentlichkeit. Trotz der regen Diskussion um den Einfluss der Basisstationen für Mobiltelefonie auf das menschliche Wohlbefinden finden sich kaum
Informationen darüber, wie sich eigentlich die Stärke dieser
Felder mit anderen, teilweise schon erheblich länger vorhandenen Strahlungsquellen wie Rundfunk oder WLAN Access Point vergleicht.
An der BFH-TI gingen wir dieser Frage im Rahmen einer Projektarbeit2 nach. Mittels der an unserem Institut vorhandenen, professionellen Messausrüstung wurden Untersuchungen an verschiedenen Standorten durchgeführt (Fig. 3).
Bevor auf die betreffenden Resultate eingegangen wird, ist
zu betonen, dass es unmöglich ist, allgemeingültige Aussagen darüber zu machen, welche Strahlungsquellen die dominanten sind. Denn diese Antwort ist stark davon abhängig, welche Quellen in welcher Entfernung vorhanden sind
und welche Sendeleistung sie aufweisen. Unsere Messungen stellen also nur Stichproben dar und erlauben keine
generell anwendbaren Rückschlüsse.
E-Feldmessungen
1.2000
1.0000
0.8000
E-Feld [V/m]
teilweise schon viel länger existieren, wie Radio-/TV-Sender oder WLAN Access
0.6000
0.4000
0.2000
0.0000
FM
T-DAP
DVB-T
GSM 900
GSM 1800
DECT
UMTS
WLAN
Fig. 4: Messresultate an sieben verschiedenen Standorten (ein Standort=
eine Farbe) für verschiedene Funkdienste (Grafik: Ch.Hofsetter/M.Schläppi)
Dennoch zeigen die gewonnenen Messungen an verschiedensten Standorten eine gewisse Ähnlichkeit untereinander, wie in Fig. 4 gut ersichtlich ist. Das Messprozedere erfolgte unter Anwendung der gültigen Messnormen. Die
Höhe der vertikalen Balken zeigt den Effektivwert der zeitlich gemittelten elektrischen Feldstärke pro Standort. Gemessen wurden die Felder, hervorgerufen durch den UKWRundfunk (FM), das Digitalradio (T-DAB), das digitale,
terrestrische Fernsehen (DVB-T), die Mobiltelefonie (GSM
900/1800, UMTS), das Schnurlostelefon (DECT) sowie das
WLAN. Bei den ausgewählten Standorten handelt es sich
um Privatwohnungen, Büros, Labors und Räumlichkeiten
an der BFH sowie der Bundesverwaltung.
Fig. 3: Professionelle
Messausrüstung zur
normgerechten
Bestimmung von
E-Feldern
Foto: D. Esteves
Betrachtet man die Messwerte, so lässt sich feststellen, dass
alle weit unter dem strengen schweizerischen Anlagegrenzwert3 lagen. Dieser beträgt 3 V/m für die Radio/TV-Sender,
4 V/m für GSM-900, 5 V/m für kombinierte GSM-900/1800Anlagen, sowie 6 V/m für die übrigen Fälle.
Es fällt auf, dass die Strahlenbelastung durch Radio/TVSender in einem ähnlichen Wertebereich liegen, wie diejenige der Mobilfunkbasisstationen, auch bei einem Standort,
wo erstere rund 7 km entfernt sind. Generell dominiert der
Einfluss des WLAN. Man beachte auch den Beitrag der Basisstation des Schnurlostelefons (stark distanzabhängig),
welches heutzutage in fast allen Haushalten anzutreffen ist.
Schlussfolgerungen
Die Beispiele zeigen exemplarisch, dass in der Industrie
vielerorts hohe Belastungen auftreten können, ohne dass
die betreffenden Personen sich dessen bewusst sind. Die
Behebung einer problematischen Belastung kann unter
Umständen alleine durch die Einhaltung eines genügenden
Abstandes erfolgen. Es kann aber auch mit grösserem
Aufwand verbunden sein, wenn konstruktive Änderungen
erforderlich sind.
Im Hochfrequenz-Bereich fördert die statistische Auswertung der durchgeführten Messungen interessante Erkenntnisse zutage: Die E-Felder aller betrachteten Funksysteme
lagen mit Ausnahme des WLAN im Durchschnitt in einer
ähnlichen Grössenordnung. Die dominante Strahlungsquelle war bei sämtlichen Innenraummessungen das
WLAN. Sowohl die gemessenen Mittelwerte als auch die
Einzelmessungen waren in jedem Fall weit unter den strengen schweizerischen Anlagegrenzwerten.
Die Klärung solcher Fragen sowie gegebenenfalls entsprechende Beratungen werden auf Wunsch gerne durch
unser Institut vorgenommen.
Kontakt:
> [email protected]
[email protected]
> Infos: www.ti.bfh.ch/imc
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