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Elektrosmog – alles im grünen Bereich?

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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 teilweise schon viel länger existieren, wie Radio-/TV-Sender oder WLAN Access Points? Und wie steht es mit der Belastung an industriellen Arbeitsplätzen?

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).

Fig. 1: Frequenzabhängige Grenzwerte nach ICNIRP für die magnetische Flussdichte. Grafik: P. Raemy

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.

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 impulsförmige Belastungen entwickelt. Dabei wird ein Kondensator von 41 mF auf bloss 2 Volt geladen und anschliessend über eine Spule entladen (Fig. 2).

Fig. 2: NARDA ELT 400 und Spule zum Testen des Messgerätes Foto: P. Raemy

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 entwickeln. 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.

Fig. 3: Professionelle Messausrüstung zur normgerechten Bestimmung von E-Feldern Foto: D. Esteves

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. Dennoch zeigen die gewonnenen Messungen an verschiedensten Standorten eine gewisse Ähnlichkeit untereinander, wie in Fig. 4 gut ersichtlich ist.

Fig. 4: Messresultate an sieben verschiedenen Standorten (ein Standort= eine Farbe) für verschiedene Funkdienste (Grafik: Ch.Hofsetter/M.Schläppi)

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.

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-900/1800- Anlagen, 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.

 

References

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