ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ ΚΑΙ ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΤΗΣ ΣΤΑΘΜΗΣ ΤΩΝ ΠΕΔΙΩΝ

ΤΕΧΝΙΚΟ ΕΠΙΜΕΛΗΤΗΡΙΟ ΕΛΛΑΔΑΣ ΤΜΗΜΑ ΑΙΤΩΛΟΑΚΑΡΝΑΝΙΑΣ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ ΚΑΙ ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΤΗΣ ΣΤΑΘΜΗΣ ΤΩΝ ΠΕΔΙΩΝ ΠΡΟΕΡΧΟΜΕΝΩΝ ΑΠΟ VHF ΚΑΙ UHF ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ (ΡΑΔΙΟΤΗΛΕΟΠΤΙΚΟΙ ΣΤΑΘΜΟΙ ΚΑΙ ΣΤΑΘΜΟΙ ΕΚΠΟΜΠΗΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΚΙΝΗΤΗΣ ΤΗΛΕΦΩΝΙΑΣ) ΓΙΑ ΤΙΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΕΣ ΠΕΡΙΟΧΕΣ ΤΩΝ ΔΗΜΩΝ ΑΓΡΙΝΙΟΥ, ΜΕΣΟΛΟΓΓΙΟΥ ΚΑΙ ΝΑΥΠΑΚΤΟΥ ΡΑΔΙΟΦΩΝΙΑ και ΤΗΛΕΟΡΑΣΗ ΚΙΝΗΤΗ ΤΗΛΕΦΩΝΙΑ VODAFONE, TELESTET, COSMOTE ΟΜΑΔΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Σ. Κωτσόπουλος, Δρ. Ηλεκτρολόγος Μηχανικός Κ. Ιωάννου, Διπλ. Ηλεκτρολόγος Μηχανικός Σ. Μπουζούκη, Δρ. Ηλεκτρολόγος Μηχανικός Κ. Σταμάτης, Διπλ. Ηλεκτρολόγος Μηχανικός ΜΑΡΤΙΟΣ 2002 Ομάδα Εργασίας: Σ. Κωτσόπουλος, Κ. Ιωάννου, Σ. Μπουζούκη και Κ. Σταμάτης

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Σελίς ΠΡΟΛΟΓΟΣ 2 ΕΙΣΑΓΩΓΗ 4 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: Βασικές θεωρήσεις επί του Ηλεκτρομαγνητικού Φάσματος 11 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Πειραματικό Σεμινάριο: Εργαστηριακός Εξοπλισμός και Μεθοδολογία Μετρήσεων 42 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Αποτελέσματα Μετρήσεων για Ραδιοφωνικού Σταθμούς 48 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Αποτελέσματα Μετρήσεων για Τηλεοπτικούς Σταθμούς 52 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Αποτελέσματα Μετρήσεων για Σταθμούς Εκπομπής Συστημάτων Κινητής Τηλεφωνίας 56 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Καταγραφή Προτάσεων για την αντιμετώπιση του φαινομένου της κεραιο-ρύπανσης και της ελαχιστοποίησης των επιπέδων ισχύος σε πυκνοκατοικημένες περιοχές. 112 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7: Συμπεράσματα 114 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑΤΑ: Θεσμικό Πλαίσιο 115 2

ΠΡΟΛΟΓΟΣ Το ανατεθέν έργο που εκπόνησε η Ομάδα Εργασίας, τα μέλη της οποίας που καθορίσθηκαν από Συνεδρίαση της Διοικούσας του ΤΕΕ Τμήμα Αιωτολοακαρνανίας, είχε αντικείμενο: 1. την τεκμηριωμένη άποψη του υπάρχοντος ηλεκτρομαγνητικού τοπίου των περιοχών των Δήμων Αγρινίου, Μεσολογγίου και. 2. τον υπολογισμό των αντίστοιχων επιπέδων ισχύων σε διάφορα γεωγραφικά σημεία των υπό διερεύνηση Περιοχών. 3. τον υπολογισμό των Πυκνοτήτων Ηλεκτρομαγνητικής Ενέργειας και σύγκρισή των με τα ισχύοντα όρια των Διεθνών Οργανισμών Ραδιοπροστασίας 4. την καταγραφή των προτάσεων για την αντιμετώπιση του φαινομένου της κεραιο-ρύπανσης και την ελαχιστοποίηση των επιπέδων ισχύων σε πυκνοκατοικημένες περιοχές Με βάση τα παραπάνω, η Ομάδα Εργασίας προχώρησε στην εκπόνηση του ανατεθέντος έργου, τίτλου: «Καταγραφή και διερεύνηση της στάθμης των πεδίων προερχόμενων από VHF και UHF ηλεκτρομαγνητικές πηγές (Ραδιοτηλεοπτικοί Σταθμοί και Σταθμοί Εκπομπής Συστημάτων Κινητής Τηλεφωνίας) για τις γεωγραφικές περιοχές των Δήμων Αγρινίου, Μεσολογγίου και» Η Ομάδα Εργασίας: Σ. Κωτσόπουλος, Δρ. Ηλεκτρολόγος Μηχανικός, Αν. Καθηγητής Κ. Ιωάννου, Διπλ. Ηλεκτρολόγος Μηχανικός Σ. Μπουζούκη, Δρ. Ηλεκτρολόγος Μηχανικός Κ. Σταμάτης, Διπλ. Ηλεκτρολόγος Μηχανικός 3

ΕΙΣΑΓΩΓΗ Τα τελευταία χρόνια παρατηρείται μια συνεχής αύξηση του αριθμού των αναμεταδοτών των ραδιοτηλεοπτικών προγραμμάτων και του αριθμού των σταθμών εκπομπής και λήψης για την υποστήριξη των κινητών επικοινωνιών. Η τάση αυτή, έχει άμεση σχέση με την συνεχή αύξηση του αριθμού των κεραιών, προκειμένου να διασφαλισθούν οι ανωτέρω επικοινωνιακές υπηρεσίες στις αντίστοιχες γεωγραφικές περιοχές. Επιπλέον, η Ευρωπαϊκή Πολιτική για τις τηλεπικοινωνίες χαρακτηρίζεται από την ενίσχυση με την φιλελευθεροποίηση της σχετικής αγοράς. Στα πλαίσια αυτά και σε συνδυασμό με την αντίστοιχη εξέλιξη της Επιστήμης των Τηλεπικοινωνιών, ο Τομέας των Ασυρματικών Τηλεπικοινωνιών, τα τελευταία χρόνια ευρίσκεται σε συνεχή τεχνολογική άνοδο. Ενα ευρύ φάσμα, σύγχρονων ασυρματικών συστημάτων και δικτύων βρίσκουν άμεση εφαρμογή σήμερα στην καθημερινή μας ζωή. Τέτοια συστήματα είναι συστήματα μετάδοσης ραδιοτηλεοπτικών εκπομπών, δορυφορικά συστήματα, συστήματα κινητών επικοινωνιών και συστήματα εξειδικευμένων ασυρματικών εφαρμογών (π.χ συτήματα των Ενόπλων Δυνάμεων και των Σωμάτων Ασφαλείας, ασυρματικά συστήματα για ευφυείς εφαρμογές στα οχήματα, κ.λ.π). Μια μεγάλη κατηγορία μονόδρομων επικοινωνιακών συστημάτων τα οποία τυποστηρίζουν υπηρεσίες του τύπου υ πρός Πολλαπλά Σημεία (Point to Multipoint Services), ευρίσκουν μεγάλη εφαρμογή στον Τομέα της Μαζικής Ενημέρωσης και της Ψυχαγωγίας (π.χ Ραδιοφωνία, Τηλεόραση, κ.λ.π). Οι διαχειριστές (operators) παράγουν την πληροφορία, δηλαδή το ραδιοφωνικό ή/και το τηλεοπτικό πρόγραμμα (program), στον ραδιοθάλαμο (studio) και την διαχέουν σε σταθερούς ή/και κινητούς χρήστες συγκεκριμένων γεωγραφικών περιοχών, με την χρήση εξειδικευμένου ραδιο-ηλεκτρικού εξοπλισμού (π.χ Συστήματα Ευρυεκπομπής [Broadcasting Systems], όπως πομποί, κεραίες, κ.λ.π). Η απαιτούμενη ραδιοκάλυψη για την μετάδοση του σήματος μπορεί να είναι: - Τοπικής Εμβέλειας - Περιφερειακής Εμβέλειας, ή/και - Εθνικής Εμβέλειας 4

Το ισχύον νομοθετικό καθεστώς ρυθμίζει και ελέγχει τον κάθε διαχειριστή (operator): - για τον εξοπλισμό που χρησιμοποιεί - για την συχνότητα λειτουργίας του (δηλαδή για την συχνότητα που εκπέμπει). και - για την εμβέλεια της εκπομπής του Η τεχνική ποιότητα του μεταδιδόμενου σήματος εξαρτάται από ένα σύνολο παραμέτρων, από τις οποίες οι κυριότερες είναι: - Η τεχνική ποιότητα του εξοπλισμού του studio, για την ανάλυση και σύνθεση του πρός μετάδοση προγράμματος. - Η τεχνική ποιότητα του ραδιο-εξοπλισμού για την μετάδοση του σήματος - Η συχνότητα λειτουργίας του ραδιο-εξοπλισμού - Το γεωγραφικό ανάγλυφο της περιοχής όπου θα δρομολογηθούν οι συγκεκριμένες υπηρεσίες Οι ραδιοεπικοινωνίες πραγματοποιούνται όταν ο πομπός μετατρέπει ένα κατανοητό μήνυμα σε σήμα συγκεκριμένης ραδιοσυχνότητας και το ακτινοβολεί με χρήση συγκεκριμένης κεραίας. Με δεδομένη την κατευθυντικότητα (directivity) της κεραίας, το σήμα μπορεί να ακτινοβολείται: - Πρός όλες τις κατευθύνσεις στην περίπτωση της παν-κατευθυντικής (omnidirectional) κεραίας, ή - Πρός συγκεκριμένες κατευθύνσεις, όπως στην περίπτωση της κατευθυντικής (directional) κεραίας. Το σήμα οδεύει ή διαδίδεται στον χώρο μέσω ραδιοκυμάτων, και στο σημείο λήψης, συλλέγεται από αντίστοιχη κεραία και μετατρέπεται σε ηλεκτρικό ρεύμα. Στην συνέχεια, το ηλεκτρικό αυτό ρεύμα τροφοδοτεί τον δέκτη, ο οποίος μετατρέπει την ενέργεια του σήματος στο αρχικό μήνυμα. Οι επικοινωνιακές συσκευές και οι 5

κεραίες μπορούν να σχεδιασθούν προκειμένου να επιτευχθούν διαδικασίες μονόδρομης ή/και αμφίδρομης επικοινωνίας. Η εμβέλεια που μπορεί να έχει ένα επικοινωνιακό σύστημα, είναι συνάρτηση: - Της χρησιμοποιούμενης ραδιοσυχνότητας - Του ύψους εγκατάστασης και των φυσικών/ηλεκτρικών ιδιοτήτων του υλικού των κεραιών - Της ισχύος εξόδου του πομπού, και - Της ιδιαιτερότητας του γεωγραφικού ανάγλυφου της περιοχής κάλυψης Η κεραία είναι υπεύθυνη για την ηλεκτρομαγνητική μετάδοση του σήματος (στην φάση της εκπομπής) και αντίστοιχα υπεύθυνη για την ηλεκτρομαγνητική λήψη του σήματος (στην φάση της λήψης). Η βέλτιστη απόδοση της κεραίας εξαρτάται από έναν αριθμό παραμέτρων, από τις οποίες σπουδαιότερες είναι: - Η συχνότητα λειτουργίας - Το υλικό κατασκευής - Οι σχεδιαστικές παράμετροι (VSWR, διάγραμμα ακτινοβολίας, απολαβή, ενεργός επιφάνεια, απόδοση) - Η θέση σταθερής εκπομπής (δηλαδή η γεωγραφική θέση και η ανύψωση από την επιφάνεια του εδάφους) Με βάση τα παραπάνω, και με δεδομένο τον αριθμό των χρηστών, για λειτουργία των συστημάτων εκπομπής, η παράμετρος της θέσης σταθερής εκπομπής παίζει καθοριστικό ρόλο στην αξιόπιστη λήψη σημάτων. Πρέπει να σημειωθεί ότι τα ανωτέρω σχετικά με την ηλεκτρομαγνητική διάδοση και τις κεραίες, ισχύουν για κάθε ασυρματικό σύστημα. Η περίπτωση της κινητής τηλεφωνίας, διαφοροποιείται στο γεγονός ότι υποχρεωτικά χρησιμοποιείται αρκετός αριθμός κεραιών Σταθμών Βάσης εντός των γεωγραφικών περιοχών κάλυψης, προκειμένου να διασφαλισθεί η κυτταρική δομή των συστημάτων αυτών. 6

Στα πλαίσια του ανατεθέντος έργου, η δομή της παρούσας εργασίας έχει ως εξής: Κεφάλαιο 1 δίδονται οι βασικές θεωρήσεις επί του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, Κεφάλαιο 2 δίνεται το πειραματικό σενάριο, στο οποίο αναφέρεται ο εργαστηριακός εξοπλισμός και η μεθοδολογία των μετρήσεων Κεφάλαιο 3 δίδονται τα αποτελέσματα των μετρήσεων για τους ραδιοφωνικούς σταθμούς Κεφάλαιο 4 δίδονται τα αποτελέσματα των μετρήσεων για τους τηλεοπτικούς σταθμούς Κεφάλαιο 5 δίδονται τα αποτελέσματα των μετρήσεων για τους Σταθμούς εκπομπής των συστημάτων κινητής τηλεφωνίας Κεφάλαιο 6 δίδεται η καταγραφή προτάσεων για την αντιμετώπιση του φαινομένου της κεραιο-ρύπανσης και της ελαχιστοποίησης των επιπέδων ισχύος σε πυκνοκατοικημένες περιοχές Κεφάλαιο 7 καταγράφονται τα γενικά συμπεράσματα. Το θεσμικό πλαίσιο που υπάρχει στην ελληνική νομοθεσία σχετικά με το αντικείμενο μελέτης, παρατίθεται στο παράρτημα. 7

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: Βασικές θεωρήσεις επί του Ηλεκτρομαγνητικού Φάσματος Με τον όρο «ακτινοβολία» ορίζεται η μετάδοση ενέργειας μέσω του ελευθέρου χώρου είτε με τη μορφή κυμάτων είτε με τη μορφή σωματιδίων. Η ηλεκτρομαγνητική «ακτινοβολία» περιγράφεται ως δύο κύματα, ένα μαγνητικό και ένα ηλεκτρικό, τα οποία κινούνται (ακτινοβολούνται) στο χώρο όπως φαίνεται στο σχήμα 1.1: Σχήμα 1.1: Διάδοση ηλεκτρομαγνητικού κύματος Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα παράγονται από την κίνηση ηλεκτρικών φορτίων σε ηλεκτρικά αγώγιμα υλικά ή σε κεραίες. Ο όρος «ηλεκτρομαγνητικό πεδίο» χρησιμοποιείται για να δηλώσει την παρουσία ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας σε μια δοσμένη θέση του χώρου. Ένα ραδιοηλεκτρομαγνητικό πεδίο περιγράφεται συναρτήσει των εντάσεων του ηλεκτρικού και/ή του μαγνητικού του πεδίου σε μία δοσμένη θέση του χώρου. Τα χαρακτηριστικά της ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας είναι το μήκος κύματος και η συχνότητα. Το μήκος κύματος λ είναι η απόσταση που καλύπτεται σε ένα κύκλο κύματος (σχήμα 1.1). Συχνότητα ορίζεται ως ο αριθμός των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων που διέρχονται από ένα δεδομένο σημείο στη χρονική διάρκεια ενός δευτερολέπτου. 8

Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα οδεύουν στο χώρο με τη ταχύτητα του φωτός με αποτέλεσμα να υπάρχει μία αντίστροφη σχέση που συνδέει το μήκος κύματος με τη συχνότητα, η οποία είναι η ακόλουθη: c c f = = ή λ f λ (1) Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα (σχήμα 1.2) περιλαμβάνει όλους τους τύπους της ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας, από έντονα χαμηλές συχνότητες (Extremely Low Frequency-ELF) με πολύ μεγάλα μήκη κύματος μέχρι τις ακτίνες Χ και γάμμα οι οποίες έχουν πάρα πολύ μεγάλες συχνότητες και πολύ μικρά μήκη κύματος. Σχήμα 1.2: Ηλεκτρομαγνητικό φάσμα Από το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα το διάστημα από 3 khz έως τα 300 GHz χαρακτηρίζονται ως ραδιοσυχνότητες ή ραδιοκύματα. Στον πίνακα 1.1 που ακολουθεί δίνονται οι περιοχές συχνοτήτων στις οποίες χωρίζονται τα ραδιοκύματα καθώς και τα κυριότερα χαρακτηριστικά εκπομπής αυτών. 9

Λίαν υψηλές Πολύ υψηλές Υπερ υψηλές Εξαιρετικ ά υψηλές Περιοχές Συχνότητα Μήκος Συν Χαράκτη- Εμβέλεια Απαιτούμενη Μήκος Συχνοτήτ Κύματος βλ. ρισμός Ημερ/θέρ. Νύχτα/χειμ ισχύς κεραία ων Λίαν χαμηλές 20kHz- 30kHz 150km- 10km VLF Μακρά Μεγάλη Μεγάλη Υπερ υψηλή Πολύ μεγάλο Χαμηλές 30kHz- 10km-1km LF >> Λίαν υψηλή Μεγάλο 300kHz Μεσαίες 300kHz- 1km-100m MF Μεσαία Μέση Μεγάλη Υψηλή - Μεγάλο 3MHz μέτρια 3MHz- 100m-30m Μέση Μέση προς Μέτρια Μέσο 10MHz Υψηλές HF Βραχέα μεγάλη 10MHz- 30MHz 30m-10m Μεγάλη Μικρά Χαμηλή Μικρό 30MHz- 300MHz 10m-1m VHF Υπερβραχ. Μικρά Μικρά Χαμηλή Πολύ 300MHz- 1m-10cm UHF Μικροκύ- Μικρό 3GHz 3GHz- 10cm-1cm SHF ματα Οπτική Οπτική Χαμηλή >> 30GHz >> επαφή επαφή >> 30GHz- 1cm-1mm EHF >> >> 300GHz Πίνακας 1.1: Περιοχές συχνοτήτων στις οποίες χωρίζονται τα ραδιοκύματα και τα κυριότερα χαρακτηριστικά εκπομπής αυτών 1.2 Μη-ιονίζουσα ακτινοβολία Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία ορίζεται ως η μετάδοση ενέργειας στο χώρο με τη μορφή κυμάτων ή σωματιδίων. Ορισμένα ηλεκτρομαγνητικά φαινόμενα μπορούν εύκολα να ερμηνευτούν αν λάβουμε την ενέργεια ως κύμα, ενώ άλλα μπορούν να εξηγηθούν αν θεωρήσουμε την ενέργεια ως μια ροή σωματιδίων ή φωτονίων. Αυτό οφείλεται στην δυαδικότητα «κύμασωματίδιο» που παρουσιάζει η φυσική υπόσταση της ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας. Η ενέργεια που αντιστοιχεί σε ένα φωτόνιο, η στοιχειώδης μονάδα ενός ηλεκτρομαγνητικού κύματος εξαρτάται από τη συχνότητα του (ή από το μήκος κύματος). Όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα ενός ηλεκτρομαγνητικού κύματος τόσο 10

μεγαλύτερη είναι και η ενέργεια ενός φωτονίου που σχετίζεται με αυτό. Η ενέργεια που περιέχεται σε ένα φωτόνιο εκφράζεται με τη μονάδα «ηλεκτρονιοβόλτ» ή «ev». Τα φωτόνια που συνδέονται με τις ακτίνες Χ και γάμμα, λόγω των μεγάλων συχνοτήτων αυτών των ακτίνων, εμπεριέχουν μια σχετικά πολύ μεγάλη ενέργεια. Αντίθετα, στην άλλη άκρη του φάσματος συχνοτήτων, τα αντίστοιχα φωτόνια εμπεριέχουν πολλές τάξεις μεγέθους λιγότερη ενέργεια. Ανάμεσα στις υπεριώδεις ακτινοβολίες, το ορατό φως, την υπέρυθρη ακτινοβολία και την ενέργεια των ραδιοσυχνοτήτων (περιλαμβανομένων τις μικροκυματικές) υπάρχει μία έκθεση της περιεχόμενης ενέργειας των φωτονίων. Συγκριτικά, αρκεί να αναφερθεί ότι οι ενέργειες των φωτονίων που σχετίζονται με τις υψηλά ενεργειακά ακτίνες Χ είναι δισεκατομμύρια φορές περισσότερο από την ενέργεια των φωτονίων της συχνότητας των 1 GHz. Στο σχήμα 1.2 δίνονται οι ενέργειες των φωτονίων για όλο το φάσμα των συχνοτήτων. Ιονισμός είναι μία διαδικασία κατά την οποία ηλεκτρόνια αφαιρούνται από άτομα και μόρια. Αυτή η διαδικασία μπορεί να παράγει μοριακές αλλαγές οι οποίες μπορούν να οδηγήσουν σε βλάβες βιολογικών ιστών συμπεριλαμβανομένων επιδράσεις στο γενετικό υλικό DNA. Η διεργασία αυτή απαιτεί την αλληλεπίδραση φωτονίων που περιέχουν ενέργεια σε υψηλά επίπεδα όπως αυτή των ακτίνων Χ και γάμμα. Ένα κβαντικό συμβάν (απορρόφηση ενός φωτονίου από ακτίνα Χ και γάμμα) μπορεί να προκαλέσει ιονισμό και εν συνεχεία βιολογικές βλάβες λόγω της υψηλής ενέργειας που περιέχει το φωτόνιο, η οποία μπορεί να υπερβεί τα 10 ev (η οποία λαμβάνεται ως η ελάχιστη ενέργεια φωτονίου που είναι ικανή να προκαλέσει ιονισμό). Για το λόγο αυτό, οι ακτίνες Χ και γάμμα χαρακτηρίζονται ως ιονίζουσες ακτινοβολίες. Επίσης η ιονίζουσα ακτινοβολία σχετίζεται με την παραγωγή πυρηνικής ενέργειας, η οποία συχνά αναφέρεται ως «ακτινοβολία». Οι ενέργειες των φωτονίων στα κύματα των ραδιοσυχνοτήτων δεν είναι αρκετές να προκαλέσουν ιονισμό των ατόμων ή των μορίων και για το λόγο αυτό η ενέργεια των ραδιοσυχνοτήτων χαρακτηρίζεται ως μη-ιονίζουσα ακτινοβολία. Ομοίως έτσι χαρακτηρίζονται όλες οι μορφές ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που σχετίζονται με συχνότητες όπως του φωτός, τις υπέρυθρες και άλλες χαμηλότερες. Είναι σημαντικό να μην υπάρχει σύγχυση στους όρους «ιονίζουσα» και «μηιονίζουσα» όταν γίνεται αναφορά σε βιολογικές επιπτώσεις της ηλεκτρομαγνητικής 11

ακτινοβολίας ή ενέργειας μια και ο μηχανισμός της αλληλεπίδρασης με το ανθρώπινο σώμα είναι αρκετά διαφορετικός. 1.3 Ειδικός Δείκτης Απορρόφησης Ο μαθηματικός τύπος του Ειδικού Δείκτη Απορρόφησης (SAR), δίδεται με την παρακάτω έκφραση: SAR 2 = (3) σe p Οπου: Ε είναι η rms τιμή του ηλεκτρικού πεδίου Ε (V/m) ενός διηλεκτρικού υλικού σ είναι η αγωγιμότητα του διηλεκτρικού υλικού p είναι η μάζα ανά μονάδα όγκου σε μονάδες kg/m 3 Η μονάδα μέτρησης του SAR είναι η W/kg. Οι βασικές προτάσεις των σχετικών προδιαγραφών είναι ότι η σοβαρότητα μίας επίδρασης σχετίζεται άμεσα με το ρυθμό που απορροφάται η ενέργεια των ραδιοσυχνοτήτων, σύμφωνα με την καθιέρωση του SAR. Πεδία εξωτερικά από ένα υλικό είναι πολύ δύσκολο να σχετιστούν με τα πεδία εντός αυτού με αποτέλεσμα ο καθορισμός του SAR να είναι πολύπλοκος. 1.3.2 ΕΜΜΕΣΕΣ ΕΠΙΔΡΑΣΕΙΣ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΩΝ ΠΕΔΙΩΝ Για συχνότητες από 100 KHz έως 110 MHz προκαλούνται εγκαύματα και σοκ ή από άγγιγμα ενός μη γειωμένου μετάλλου το οποίο έχει αποκτήσει φορτίο σε ένα πεδίο ή από επαφή ατομικού φορτίου με ένα γειωμένο μεταλλικό αντικείμενο. Πρέπει να σημειωθεί ότι η ανώτερη συχνότητα για δημιουργία ρεύματος επαφής (110 MHz) επιβάλλεται εξαιτίας έλλειψης πληροφορίας για υψηλότερες συχνότητες παρά από απουσία επιδράσεων. Εντούτοις, τα 110 MHz είναι το ανώτερο όριο συχνότητας για FM εκπομπή. Γενικά έχει αποδειχτεί ότι τα όρια ρευμάτων που δημιουργούν αντίληψη και πόνο διαφοροποιούνται λίγο για συχνότητες πάνω 100 khz-1 MHz και είναι 12

απίθανο να διαφοροποιούνται σημαντικά για συχνότητες πάνω από 110 MHz. Όπως αναφέρθηκε νωρίτερα για χαμηλές συχνότητες, σημαντικές αποκλίσεις μεταξύ της ευαισθησίας ανδρών, γυναικών και παιδιών επίσης υπάρχουν για πεδία υψηλότερων συχνοτήτων. Τα δεδομένα του πίνακα 1.2 απεικονίζουν την τάξη του 50%των τιμών για ανθρώπους διαφορετικών διαστάσεων και διαφορετικών επιπέδων ευαισθησίας σε ρεύματα. Κατώφλι Ρεύματος (ma)συναρτήσει Συχνότητας Έμμεσες Επιδράσεις 100kHz 1MHz Αντίληψη επαφής 25-40 25-40 Πόνος στην επαφή με το 33-55 28-50 δάκτυλο Οδυνηρό σοκ Δεν έχει 112-224 καθοριστεί Σοβαρό σοκ/δυσκολία Δεν έχει 160-320 στην αναπνοή καθοριστεί Πίνακας 1.2: Τάξη ορίων ρευμάτων για έμμεσες επιδράσεις. 1.4 Καθορισμός ορίων προστασίας 1.4.1 ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΟΙ ΤΗΣ ΕΚΘΕΣΕΩΣ ΣΕ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΟΥΣ ΚΑΙ ΔΗΜΟΣΙΟΥΣ ΧΩΡΟΥΣ Ο επαγγελματικά εκτιθέμενος πληθυσμός αποτελείται από ενήλικες οι οποίοι είναι γενικά εκτεθειμένοι κάτω από γνωστές συνθήκες και είναι εκπαιδευμένοι να γνωρίζουν τους κινδύνους των δυναμικών και να παίρνουν τις κατάλληλες προφυλάξεις. Αντίθετα, οι πολίτες αποτελούνται από άτομα όλων των ηλικιών και διαφορετικής καταστάσεως υγείας και μπορεί να περιλαμβάνονται σ αυτούς ιδιαίτερα ευάλωτες ομάδες ή άτομα. Σε πολλές περιπτώσεις, τα άτομα που ανήκουν στην κατηγορία των απλών πολιτών έχουν άγνοια του γεγονότος ότι εκτίθενται σε ηλεκτρομαγνητικά πεδία. Επιπλέον, δεν μπορεί να περιμένουμε μετριοπαθώς από 13

κάθε πολίτη να παίρνει προφυλάξεις για να ελαχιστοποιήσει ή να αποφύγει την έκθεσή του στα πεδία αυτά. Οι παραπάνω διαπιστώσεις είναι αυτές που υποστηρίζουν την υιοθέτηση περισσοτέρων αυστηρών περιορισμών εναντίον της ηλεκτρομαγνητικής έκθεσης που υπόκεινται κυρίως οι πολίτες παρά ο εργαζόμενος σε ανθυγιεινές εργασίες πληθυσμός. 1.4.1 ΒΑΣΙΚΟΙ ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΟΙ ΚΑΙ ΕΠΙΠΕΔΑ ΑΝΑΦΟΡΑΣ Οι περιορισμοί πάνω στις επιδράσεις της εκθέσεως σε Η/Μ πεδία βασίζονται σε πραγματικές συνέπειες σε θέματα υγείας και ορίζονται ως βασικοί περιορισμοί. Ανάλογα με τη συχνότητα, οι φυσικές ποσότητες που χρησιμοποιούνται για να καθορίσουν τους βασικούς περιορισμούς για την έκθεση σε Η/Μ πεδία είναι η πυκνότητα του ρεύματος, ο SAR και η πυκνότητα ισχύος. Η προστασία εναντίον των βλαβερών επιδράσεων για την υγεία απαιτεί να μην υπερβαίνονται αυτοί οι αυστηροί περιορισμοί. Τα επίπεδα αναφοράς της εκθέσεως παρέχονται για να συγκριθούν με τις μετρούμενες τιμές των φυσικών ποσοτήτων: η συμμόρφωση με όλα τα επίπεδα αναφοράς που δίνονται σ αυτές τις οδηγίες θα εξασφαλίζουν τη συμμόρφωση με τους βασικούς περιορισμούς. Αν οι μετρούμενες τιμές είναι μεγαλύτερες από τα επίπεδα αναφοράς, αυτό δεν σημαίνει κατ ανάγκην ότι οι βασικοί περιορισμοί έχουν υπερβεί, αλλά μια πιο λεπτομερής ανάλυση είναι απαραίτητη για να καθορίσει τη συμμόρφωση με τους βασικούς περιορισμούς. 1.4.2 ΓΕΝΙΚΗ ΑΝΑΦΟΡΑ ΤΩΝ ΠΑΡΑΓΟΝΤΩΝ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ Υπάρχει ανεπαρκής πληροφόρηση σχετικά με τις βιολογικές επιδράσεις της έκθεσης σε Η/Μ πεδία του ανθρώπινου πληθυσμού και των πειραματόζωων, προκειμένου να μας παρέχεται μια ακριβής βάση εγκαθίδρυσης παραγόντων προστασίας πάνω σε όλο το φάσμα των συχνοτήτων και για όλες τις διαμορφώσεις συχνότητας. Επιπροσθέτως, μερικές από τις αμφιβολίες - όσον αφορά τον κατάλληλο παράγοντα προστασίας - προέρχονται από έλλειψη γνώσης σχετικά με το κατάλληλο όργανο μέτρησης ραδιενέργειας. Οι ακόλουθες γενικές μεταβλητές ελήφθησαν υπόψη κατά την ανάπτυξη παραγόντων προστασίας για πεδία υψηλών συχνοτήτων: 14

Επίδραση της έκθεσης σε Η/Μ πεδία κάτω από δύσκολες περιβαλλοντικές συνθήκες (υψηλή θερμοκρασία, κλπ.) και/ ή υψηλά επίπεδα έντασης ραδιενέργειας της πηγής. Η ενδεχόμενη υψηλή θερμική ευαισθησία κάποιων πληθυσμιακών ομάδων, όπως οι αδύναμοι και/ ή οι ηλικιωμένοι, τα βρέφη και τα μικρά παιδιά και οι άνθρωποι με ασθένειες ή με φαρμακευτικές αγωγές που συμβιβάζονται με τη θερμική ανοχή. Οι ακόλουθοι προσθετικοί παράγοντες λαμβάνονται υπόψη κατά την εξαγωγή επιπέδων αναφοράς για πεδία υψηλών συχνοτήτων. Διαφορές στην απορρόφηση της ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας από άτομα διαφορετικού μεγέθους και διαφορετικής κατεύθυνσης σε σχέση με το πεδίο και Ανάκλαση, εστίαση και διασπορά του προσπίπτοντος πεδίου, το οποίο μπορεί να συνεπάγεται εμπλουτισμένη τοπική απορρόφηση της ενέργειας υψηλής συχνότητας. 1.4.3 ΙΣΧΥΟΝΤΕΣ ΒΑΣΙΚΟΙ ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΟΙ Διαφορετικές επιστημονικές βάσεις χρησιμοποιήθηκαν κατά την ανάπτυξη βασικών περιορισμών των εκθέσεων σε Η/Μ πεδία για διάφορες περιοχές συχνοτήτων: Ανάμεσα στο 1 KHz και τα 10 MHz, οι βασικοί περιορισμοί παρέχονται στην πυκνότητα του ρεύματος για να αποφεύγονται οι επιδράσεις στις λειτουργίες του νευρικού συστήματος. Ανάμεσα στα 100 KHz και τα 10 GHz, οι βασικοί περιορισμοί του ειδικού ρυθμού απορρόφησης ενέργειας (SAR) παρέχονται για να αποφεύγεται η θερμική πίεση όλου του σώματος και η υπερβολική τοπική θέρμανση των ιστών Ανάμεσα στα 100 KHz και τα 10 MHz, οι περιορισμοί παρέχονται τόσο για την πυκνότητα του ρεύματος, όσο και για τον SAR. Ανάμεσα στα 10 και τα 300 GHz, οι βασικοί περιορισμοί παρέχονται για την πυκνότητα ισχύος για την αποφυγή της θέρμανσης των ιστών πάνω ή κοντά στην επιφάνεια του σώματος. Στην περιοχή συχνοτήτων από μερικά Hz μέχρι το 1 KHz και για επίπεδα προκαλούμενης πυκνότητας ρεύματος πάνω από τα 100 ma*m -2, τα κατώφλια για έντονες αλλαγές της διέγερσης του κεντρικού νευρικού συστήματος (και για άλλες έντονες αλλαγές όπως αντιστροφή του οπτικά προκαλούμενου δυναμικού) 15

υπερβαίνονται. Με μια ματιά στην παραπάνω μελέτη προστασίας, αποφασίστηκε ότι, για συχνότητες στην περιοχή των 4 Hz μέχρι το 1 KHz, η έκθεση σε επαγγελματικούς χώρους θα πρέπει να περιορίζεται στα πεδία τα οποία επιφέρουν πυκνότητες ρεύματος λιγότερες από 10 ma*m -2, για παράδειγμα να χρησιμοποιείται ένας παράγοντας προστασίας 10. Για έκθεση σε δημόσιους χώρους, ένας επιπρόσθετος παράγοντας του 5 εφαρμόζεται, ο οποίος δίνει έναν βασικό περιορισμό έκθεσης της τάξης του 2 ma*m -2. Κάτω από τα 4 Hz και πέρα από το 1 KHz, ο βασικός περιορισμός στην προκαλούμενη πυκνότητα ρεύματος αυξάνεται προοδευτικά, αντίστοιχα με την αύξηση του κατωφλίου για νευρικές διεγέρσεις για αυτές τις περιοχές συχνοτήτων. Γνωστές μελέτες που έχουν γίνει πάνω στις βιολογικές επιδράσεις της περιοχής συχνοτήτων από 10 MHz μέχρι μερικά GHz, συμφωνούν με αποκρίσεις μιας αύξησης της θερμοκρασίας του σώματος πάνω από 1 ο C. Αυτό το επίπεδο θερμοκρασίας αυξάνει αποτελεσματικά από την έκθεση των ατόμων κάτω από μέτριες περιβαλλοντικές συνθήκες σε έναν δείκτη SAR όλου του σώματος περίπου 4 W*kg -1 για 30 περίπου λεπτά. Για το λόγο αυτό έχει εκλεγεί ένας δείκτης SAR για όλο το σώμα ίσος με 0,4 W*kg -1, ως περιορισμός που παρέχει ικανοποιητική προστασία σε περίπτωση έκθεσης σε επαγγελματικό χώρο. Ένας επιπρόσθετος παράγοντας προστασίας 5 παρουσιάζεται για την έκθεση σε δημόσιο χώρο, δίνοντας έτσι έναν μέσο οριακό δείκτη SAR όλου του σώματος ίσο με 0.08 W*kg -1. Ο μικρότερος βασικός περιορισμός για έκθεση του κοινού σε δημόσιους χώρους λαμβάνει υπόψη το γεγονός ότι η ηλικία τους και η κατάσταση της υγείας τους μπορεί να διαφέρει απ αυτή των εργαζομένων. Στην περιοχή των χαμηλών συχνοτήτων, υπάρχουν αυτή τη στιγμή ελάχιστα δεδομένα που συνδέουν τα μεταβατικά ρεύματα με επιδράσεις στην υγεία. Ο οργανισμός ICNIRP συμβουλεύει για το λόγο αυτό ότι οι περιορισμοί σε πυκνότητες ρεύματος που προκαλούνται από μεταβαλλόμενα ή πολύ περιορισμένης σε διάρκεια αιχμής πεδία, θα πρέπει να θεωρούνται σαν στιγμιαίες τιμές οι οποίες δε θα πρέπει να είναι χρονικά στρογγυλοποιημένες σε κάποιο μέσο όρο. Οι βασικοί περιορισμοί για πυκνότητες ρεύματος, δείκτη SAR όλου του σώματος και τοπικού δείκτη SAR για συχνότητες ανάμεσα στο 1 GHz και τα 10 GHz παρουσιάζονται στον πίνακα 1.3 και αυτοί για πυκνότητες ισχύος για συχνότητες από 10 300 GHz παρουσιάζονται στον πίνακα 1.4. 16

Χαρακτηριστικά Έκθεσης Έκθεση σε Επαγγελματικούς Χώρους Περιοχή Συχνοτήτων Πυκνότητα ρεύματος για το κεφάλι και τον κορμό (ma*m -2 )(rms) Μέσος δείκτης SAR όλου του σώματος (W*kg -1 ) Τοπικός δείκτης Τοπικός SAR δείκτης (ΚΕΦΑΛΙ ΚΑΙ ΚΟΡΜΟΣ) SAR (limbs) (W*kg -1 ) (W*kg -1 ) Μέχρι 1 Hz 40 - - - 1-4 Hz 40 / f - - - 4 Hz 1 KHz 10 - - - 1 100 KHz f / 100 - - - 100 KHz 10 GHz f / 100 0,4 10 20 10 MHz 10 GHz - 0,4 10 20 Έκθεση σε Δημόσιους Χώρους Μέχρι 1 Hz 8 - - - 1-4 Hz 8 / f - - - 4 Hz 1 KHz 2 - - - 1 100 KHz f / 500 - - - 100 KHz 10 GHz f / 500 0,08 2 4 10 MHz 10 GHz - 0,08 2 4 Πίνακας 1.3. Βασικοί περιορισμοί για χρονικά μεταβαλλόμενα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία για συχνότητες μέχρι 10 GHz Παρατηρήσεις: 1. f είναι η συχνότητα σε hertz 2. Λόγω ηλεκτρικής ανομοιογένειας του σώματος, οι πυκνότητες ρεύματος θα πρέπει να είναι ομοιόμορφα κατανεμημένες γύρω από μια διατομή 1 cm 2 διεύθυνση του ρεύματος κάθετη στη 3. Για συχνότητες μέχρι 100 KHz, οι τιμές της πυκνότητας ρεύματος αιχμής δίνονται πολλαπλασιάζοντας τη μέση τιμή με την 2( 1,414). Για παλμούς διάρκειας t p η ισοδύναμη συχνότητα που εφαρμόζεται στον βασικό περιορισμό πρέπει να υπολογιστεί με βάση τον τύπο 1 ( ) f = 2t p. 4. Για συχνότητες μέχρι 100 KHz και για παλμικά μαγνητικά πεδία, η μέγιστη πυκνότητα ρεύματος που σχετίζεται με τους παλμούς μπορεί να υπολογιστεί από τους χρόνους ανόδου/ καθόδου και από το μέγιστο ρυθμό αλλαγής της πυκνότητας μαγνητικής ροής. Η προκαλούμενη πυκνότητα ρεύματος μπορεί μετά να συγκριθεί με τον σχετικό βασικό περιορισμό. 17

5. Όλες οι τιμές δείκτη SAR πρέπει να γίνουν μέσες τιμές γύρω από οποιαδήποτε περίοδο 6 λεπτών. 6. Ο μέσος όγκος του τοπικού δείκτη SAR είναι οποιαδήποτε 10 g γειτονικών ιστών. Έτσι, ο μέγιστος δείκτης SAR που δίνεται με αυτόν τον τρόπο είναι η τιμή για τον υπολογισμό της έκθεσης. 7. Για παλμούς διάρκειας t p η ισοδύναμη συχνότητα που εφαρμόζεται στον βασικό περιορισμό πρέπει να υπολογιστεί από τη σχέση 1 ( ) f = 2t p. Επιπλέον, για εκθέσεις σε παλμούς στην περιοχή συχνοτήτων από 0,3 μέχρι τα 10 GHz και για τοπική έκθεση στο κεφάλι, προκειμένου να περιοριστούν ή να αποφευχθούν οι ακουστικές επιδράσεις που προκαλούνται από θερμοελαστική διαστολή, προτείνεται ένας επιπρόσθετος βασικός περιορισμός. Αυτός είναι ότι ο SA δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 10 mj*kg -1 για τους εργαζόμενους και τα 2 mj*kg -1 για το κοινό, ανά 10 g ιστών κατά μέσο όρο Χαρακτηριστικά έκθεσης Πυκνότητα ισχύος (W*m -2 ) Έκθεση σε Επαγγελματικούς χώρους Έκθεση σε δημόσιους χώρους 50 10 Πίνακας 1.4. Βασικοί περιορισμοί για την πυκνότητα ισχύος και για συχνότητες μεταξύ τα 10 και τα 300 GHz Παρατηρήσεις: 1. Οι πυκνότητες ισχύος κινούνται κατά μέσον όρο γύρω από οποιαδήποτε 20 cm 2 της εκτεθειμένης περιοχής και γύρω από οιαδήποτε περίοδο 1.05 68 f (όπου η f είναι σε GHz) για να αντισταθμιστούν σταδιακά μικρότερα βάθη εισχώρησης καθώς η συχνότητα αυξάνεται 2. Οι μέγιστες χωρικές πυκνότητες ισχύος, που κινούνται κατά μέσον όρο γύρω από το 1 cm 2, δεν πρέπει να υπερβαίνουν το εικοσαπλάσιο των παραπάνω τιμών 1.5 Ισχύοντα Επίπεδα Αναφοράς Όπου είναι δυνατόν, τα επίπεδα αναφοράς αποκομίζονται από τους βασικούς περιορισμούς με χρήση μαθηματικών μοντέλων και με εξαγωγή συμπερασμάτων από τα αποτελέσματα εργαστηριακών ερευνών σε συγκεκριμένες συχνότητες. Αυτά δίνονται για την κατάσταση της μέγιστης σύζευξης του πεδίου πάνω στα εκτεθειμένα 18

άτομα και για το λόγο αυτό παρέχουν μέγιστη προστασία. Οι πίνακες 5 και 6 συνοψίζουν τα επίπεδα αναφοράς για έκθεση σε επαγγελματικούς και σε δημοσίους χώρους, αντίστοιχα, ενώ τα επίπεδα αναφοράς παριστάνονται στα σχήματα 1 και2. Τα επίπεδα αναφοράς προορίζονται να είναι χωροταξικές μέσες τιμές γύρω απ όλο το σώμα του εκτεθειμένου ατόμου, αλλά με τον σημαντικό όρο ότι οι βασικοί περιορισμοί της έκθεσης σε κάθε περιοχή (του σώματος) δεν υπερβαίνονται. Για πεδία χαμηλών συχνοτήτων, έχουν αναπτυχθεί διάφορες υπολογιστικές και πειραματικές μέθοδοι για την ανάπτυξη επιπέδων αναφοράς για ισχυρά πεδία από τους βασικούς περιορισμούς. Οι απλοποιήσεις που έχουν χρησιμοποιηθεί μέχρι σήμερα δεν ερμήνευσαν φαινόμενα όπως η ετερογενής κατανομή και η ανισοτροπία της ηλεκτρικής αγωγιμότητας και άλλων πλεγματικών παραγόντων με μεγάλη σπουδαιότητα για αυτούς τους υπολογισμούς. Η εξάρτηση από τη συχνότητα του επιπέδου αναφοράς για το πεδίο είναι σύμφωνη με δεδομένα, τόσο βιολογικών επιδράσεων, όσο και σύζευξης του πεδίου. Τα μοντέλα μαγνητικών πεδίων υποθέτουν ότι το σώμα έχει μια ομοιογενή και ισοτροπική αγωγιμότητα και εφαρμόζουν απλά και έμμεσα μοντέλα επαναλαμβανόμενης αγωγιμότητας για να εκτιμήσουν τα επαγόμενα ρεύματα σε διαφορετικά όργανα και περιοχές του σώματος, όπως το κεφάλι, χρησιμοποιώντας την ακόλουθη εξίσωση ενός θεωρητικώς ημιτονοειδούς πεδίου με συχνότητα f, όπως προέρχεται από το νόμο της επαγωγής του Faraday: J = π R f σ Β (4) όπου το B είναι η μαγνητική πυκνότητα ροής και R είναι ακτίνα του βρόχου για την επαγωγή του ρεύματος. Περισσότερα σύνθετα μοντέλα χρησιμοποιούν ένα ελλειψοειδές μοντέλο για την αναπαράσταση του ανθρώπινου κορμού ή ολοκλήρου του σώματος για να υπολογίσουν τις επαγόμενες πυκνότητες ρεύματος στην επιφάνεια του σώματος (Reily 1989, 1992). Εάν, για λόγους απλούστευσης, υποθέσουμε μια ομοιογενή αγωγιμότητα των 0,2 S*m -1 μια πυκνότητα μαγνητικής ροής 50 Hz παράγει πυκνότητες ρευμάτων μεταξύ 0,2 και 2 ma*m -2 στην περιφέρεια του σώματος (CRP 1997). Σύμφωνα με μια άλλη ανάλυση (NAS 1996), επίπεδα έκθεσης στα 60 Hz των 100 μέση τιμή πυκνοτήτων ρεύματος των 0.28 ma*m -2 µ T αντιστοιχούν σε μια και σε μέγιστες πυκνότητες ρευμάτων των περίπου 2 ma*m -2. Περισσότερο ρεαλιστικοί υπολογισμοί βασισμένοι σε ανατομικά και ηλεκτρικά ακριβή μοντέλα (Xi και Stuchly 1994), κατέληξαν σε 19

μέγιστες πυκνότητες ρεύματος που υπερβαίνουν τα 2 ma*m -2 για ένα πεδίο των 100 µ T στα 60 Hz. Παρόλα αυτά, η παρουσία βιολογικών κυττάρων επηρεάζει τη μορφή του χώρου των επαγόμενων ρευμάτων και πεδίων, με αποτέλεσμα να υπάρχουν σημαντικές διαφοροποιήσεις τόσο στο μέγεθος, όσο και στη μορφή της ροής του προκαλούμενου ρεύματος σε σύγκριση με τα ρεύματα που προέβλεπαν οι απλουστευμένες αναλύσεις (Xi και Stuchly 1994). Τα μοντέλα για το ηλεκτρικό πεδίο πρέπει να λαμβάνουν υπόψη το γεγονός ότι, ανάλογα με της συνθήκες της έκθεσης και το μέγεθος, το σχήμα και τη θέση του εκτεθειμένου σώματος μέσα στο πεδίο, η επιφανειακή βλαβερή πυκνότητα μπορεί να ποικίλει σε μεγάλο βαθμό, με αποτέλεσμα μια μεταβαλλόμενη και ανομοιόμορφη κατανομή ρευμάτων μέσα στο σώμα. Για ημιτονοειδή ηλεκτρικά πεδία σε συχνότητες κάτω από 10 MHz, η ποσότητα του επαγόμενου ρεύματος μέσα στο σώμα αυξάνεται με τη συχνότητα. Η κατανομή της πυκνότητας του επαγόμενου ρεύματος μεταβάλλεται αντιστρόφως με τη διατομή του σώματος και μπορεί να είναι σχετικά υψηλή στο λαιμό και στους αστράγαλους. Το επίπεδο έκθεσης των 5 kv*m -1 για την έκθεση σε δημοσίους χώρους αντιστοιχεί, στη χειρότερη περίπτωση, σε μια επαγόμενη πυκνότητα ρεύματος των περίπου 2 ma*m -2 στο λαιμό και στον κορμό του σώματος, εάν η Ε συνιστώσα του πεδίου είναι παράλληλη στον άξονα του σώματος (ILO 1994, CRP 1997). Παρόλα αυτά, η προκαλούμενη πυκνότητα ρεύματος από τα 5 kv*m -1 θα συμμορφώνεται με τους βασικούς περιορισμούς κάτω από ρεαλιστικές συνθήκες έκθεσης σε πεδίο για την χειρότερη περίπτωση. Με σκοπό την επίδειξη συμμόρφωσης με τους βασικούς περιορισμούς, τα επίπεδα αναφοράς για τα ηλεκτρικά και τα μαγνητικά πεδία θα πρέπει να μελετώνται ξεχωριστά και όχι ενιαία. Η αιτία γι αυτό είναι ότι, για λόγους προστασίας, τα ρεύματα που προκαλούνται από τα ηλεκτρικά και τα μαγνητικά πεδία δεν είναι προσθετικά. Για την ειδική περίπτωση των εκθέσεων σε επαγγελματικούς χώρους σε συχνότητες μέχρι 100 KHz, τα παραγόμενα ηλεκτρικά πεδία μπορεί να αυξάνονται κατά έναν παράγοντα 2 κάτω από συνθήκες στις οποίες οι έμμεσες βλαβερές επιδράσεις από την επαφή με ηλεκτρικά φορτισμένους αγωγούς δεν μπορούν να αποκλειστούν. Σε συχνότητες μεγαλύτερες από 10 MHz, οι εντάσεις του παραγόμενου ηλεκτρικού και μαγνητικού πεδίου λαμβάνονται από τον βασικό περιορισμό του δείκτη SAR για 20

όλο το σώμα, χρησιμοποιώντας υπολογιστικά και πειραματικά δεδομένα. Στην χειρότερη περίπτωση, η ενεργειακή σύζευξη αγγίζει ένα μέγιστο μεταξύ των 20 MHz και μερικών εκατοντάδων MHz. Σ αυτή την περιοχή συχνοτήτων, τα παραγόμενα επίπεδα αναφοράς έχουν ελάχιστες τιμές. Οι παραγόμενες εντάσεις μαγνητικού πεδίου υπολογίζονται με τη χρήση της σχέσης για το κοντινό πεδίο μεταξύ των E και H (E/H = 377 ohms). Στο κοντινό πεδίο, οι εξαρτώμενες από τη συχνότητα καμπύλες του δείκτη SAR δεν είναι πλέον βάσιμες. Επιπλέον, οι συνεισφορές των συνιστωσών του ηλεκτρικού και του μαγνητικού πεδίου χρειάζεται να μελετώνται ξεχωριστά. Για κάποια συντηρητική προσέγγιση, τα επίπεδα της έκθεσης στο πεδίο μπορεί να χρησιμοποιηθούν για αποτίμηση ενός κοντινού πεδίου, εφόσον η σύζευξη της ενέργειας από τη συνεισφορά του ηλεκτρικού ή του μαγνητικού πεδίου δεν μπορεί να υπερβαίνει τους περιορισμούς του δείκτη SAR. Για μια λιγότερο συντηρητική αποτίμηση, θα πρέπει να χρησιμοποιούνται οι βασικοί περιορισμοί του δείκτη SAR για όλο το σώμα και τοπικά. Τα επίπεδα αναφοράς για την έκθεση σε δημόσιους χώρους έχουν ληφθεί από αυτά σε επαγγελματικούς χώρους χρησιμοποιώντας διάφορους παράγοντες γύρω από όλη την περιοχή συχνοτήτων. Αυτοί οι παράγοντες έχουν εκλεγεί με βάση τις επιδράσεις που αναγνωρίζονται ως ιδιαίτερες και σχετικές για τις διάφορες περιοχές συχνοτήτων. Μιλώντας γενικά, οι παράγοντες ακολουθούν τους βασικούς περιορισμούς γύρω από την συνολική περιοχή συχνοτήτων και οι τιμές τους ανταποκρίνονται στη μαθηματική σχέση μεταξύ των ποσοτήτων των βασικών περιορισμών και των παραγομένων επιπέδων, όπως περιγράφεται ακολούθως: Στην περιοχή συχνοτήτων μέχρι το 1 khz, τα επίπεδα αναφοράς για την έκθεση σε δημοσίους χώρους για τα ηλεκτρικά πεδία είναι τα μισά των αντίστοιχων τιμών για επαγγελματικούς χώρους. Η τιμή των 10 kv*m -1 στα 50 Hz ή των 8,3 kv*m -1 στα 60 Hz για μια έκθεση σε επαγγελματικό χώρο περιλαμβάνει ένα ικανοποιητικό περιθώριο προστασίας για την αποφυγή επιδράσεων διέγερσης από ρεύματα επαφής κάτω από όλες τις δυνατές καταστάσεις. Το μισό αυτής της τιμής είχε εκλεγεί για τα επίπεδα αναφοράς για την έκθεση σε δημοσίους χώρους, δηλαδή τα 5 kv*m -1 στα 50 Hz ή τα 4,2 kv*m -1 στα 60 Hz, για την αποφυγή έμμεσων βλαβερών επιδράσεων σε παραπάνω από το 90% των εκτεθειμένων ατόμων. 21

Στην περιοχή των χαμηλών συχνοτήτων μέχρι τα 100 khz, τα επίπεδα αναφοράς της έκθεσης σε δημόσιους χώρους σε μαγνητικά πεδία τοποθετούνται σε έναν παράγοντα 5 πάνω από τις τιμές της έκθεσης σε επαγγελματικούς χώρους. Στην περιοχή συχνοτήτων από τα 100 khz μέχρι τα 10 MHz, τα επίπεδα αναφοράς της έκθεσης σε δημοσίους χώρους για τα μαγνητικά πεδία έχουν αυξηθεί σε σχέση με τους περιορισμούς που δίνονται σύμφωνα με τις οδηγίες της IRPA το 1988. Σ αυτές της οδηγίες, τα επίπεδα αναφοράς της έντασης του μαγνητικού πεδίου υπολογίστηκαν από τα επίπεδα αναφοράς της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου με τη χρησιμοποίηση της σχέσης μεταξύ του E και του H για το μακρινό πεδίο. Αυτά τα επίπεδα αναφοράς είναι πολύ συντηρητικά, εφόσον το μαγνητικό πεδίο σε συχνότητες κάτω από τα 10 MHz δεν συνεισφέρει σημαντικά σε κινδύνους ηλεκτροπληξίας, εγκαύματος ή επιδράσεων επιφανειακού φορτίου, οι οποίοι κίνδυνοι αναπτύσσουν μια σοβαρή βάση για τον περιορισμό της έκθεσης στο ηλεκτρικό πεδίο σε επαγγελματικούς χώρους σ αυτήν την περιοχή συχνοτήτων. Στην περιοχή υψηλών συχνοτήτων από τα 10 MHz έως τα 10 GHz, τα επίπεδα αναφοράς για την έκθεση στο ηλεκτρικό και στο μαγνητικό πεδίο σε δημοσίους χώρους είναι χαμηλότερα κατά έναν παράγοντα 2,2 από ότι αυτά σε επαγγελματικούς χώρους. Ο παράγοντας 2,2 αντιστοιχεί στην τετραγωνική ρίζα του 5, το οποίο είναι ο παράγοντας προστασίας μεταξύ του βασικού περιορισμού για την έκθεση σε επαγγελματικούς χώρους και αυτού για δημοσίους χώρους. Η τετραγωνική ρίζα χρησιμοποιείται για να συσχετίσει τις ποσότητες «ένταση πεδίου» και «πυκνότητα ισχύος». Στην περιοχή υψηλών συχνοτήτων από 10 300 GHz, τα επίπεδα αναφοράς για τους δημοσίους χώρους καθορίζονται από την πυκνότητα ισχύος,, όπως και στους βασικούς περιορισμούς και είναι μικρότερα κατά έναν παράγοντα 5 σε σχέση με τους περιορισμούς για επαγγελματικούς χώρους. Παρόλο που δεν υπάρχει αρκετή διαθέσιμη πληροφορία πάνω στη σχέση μεταξύ βιολογικών επιδράσεων και τιμών κορυφής των παλμικών πεδίων, προτείνεται για τις συχνότητες που υπερβαίνουν τα 10 MHz, το S eq,που είναι η μέση τιμή γύρω από το πλάτος του παλμού, να μην υπερβαίνει 32 φορές το τα επίπεδα αναφοράς της έντασης του πεδίου, όπως δίνονται στους πίνακες 1.5 και 1.6 ή στα σχήματα 1.3 και 1.4. Για συχνότητες μεταξύ 0,3 και μερικών GHz και για τοπική έκθεση 22

στο κεφάλι, προκειμένου να περιορίσουμε ή να αποφύγουμε ακουστικές επιδράσεις που προκαλούνται από θερμοελαστική διαστολή, η συγκεκριμένη απορρόφηση από τους παλμούς πρέπει να περιορίζεται. Σ αυτήν την περιοχή συχνοτήτων, το κατώφλι του SA των 4 16 mj*kg -1 για τη δημιουργία αυτής της επιδράσεως συμφωνεί, σε παλμούς 30 μs, με τις τιμές κορυφής του SAR των 130 520 W*kg -1 στον εγκέφαλο. Ανάμεσα στα 100 khz και τα 10 MHz, οι τιμές κορυφής για τις εντάσεις πεδίου στα σχήματα 1.3 και 1.4 δίνονται από την παρεμβολή της 1,5-διπλωμένης κορυφής στα 100 khz στην 32-διπλωμένη κορυφή στα 10 MHz. Στους πίνακες 1.5 και 1.6, καθώς επίσης και στα σχήματα 1.3 και 1.4, συμβαίνουν διαφορετικά σημεία καμπής της συχνότητας για τα παραγόμενα επίπεδα αναφοράς στους επαγγελματικούς και δημόσιους χώρους. Αυτό είναι μια συνέπεια των διαφορετικών παραγόντων που χρησιμοποιούνται για να εξάγουν τα επίπεδα αναφοράς για τους δημόσιους χώρους, ενώ σε γενικές γραμμές κρατιέται η εξάρτηση από την συχνότητα η ίδια τόσο για τα επίπεδα των επαγγελματικών, όσο και των δημοσίων χώρων. Περιοχή συχνοτήτων Ένταση Ε-πεδίου (V*m -1 ) Ένταση Η-πεδίου (A*m -1 ) Β-πεδίο (μt) Ισοδύναμη πυκνότητα ισχύος επιπέδου κύματος Seq (W*m -2 ) Μέχρι 1 Hz - 1,63x10 5 2x10 5-1 - 8 Ηz 20.000 1,63x10 5 / 2 f 2x10 5 / 2 f - 8-25 Hz 20.000 2x10 4 / f 2,5x10 4 / f - 0,025-0,82 Hz 500 / f 20 / f 25 / f - 0,82-65 khz 610 24,4 30,7-0,065-1 MHz 610 1,6 / f 2 / f - 1-10 MHz 610 / f 1,6 / f 2 / f - 10-400 MHz 61 0,16 0,2 10 400-2000 MHz 3 1 2 f 0,008x 1 2 f 0,01x 1 2 f f / 40 2-300 GHz 137 0,36 0,45 50 Πίνακας 1.5. Επίπεδα αναφοράς για έκθεση σε επαγγελματικούς χώρους σε χρονικά μεταβαλλόμενα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία (αδιατάραχτες rms τιμές) 23

Παρατηρήσεις: 1. f είναι η συχνότητα που δηλώνεται στη στήλη της περιοχής συχνοτήτων. 2. Υπό τον όρο ότι οι βασικοί περιορισμοί ικανοποιούνται και οι βλαβερές έμμεσες επιδράσεις αποκλείονται, οι τιμές της εντάσεως του πεδίου μπορεί να υπερβαίνονται. 3. Για συχνότητες μεταξύ 100 khz και 10 GHz, τα Seq, E 2, H 2 και B 2 πρέπει να κινούνται κατά μέσο όρο γύρω από οποιαδήποτε περίοδο 6 λεπτών. 4. Για τιμές κορυφής σε συχνότητες μέχρι 100 khz 5. Για τιμές κορυφής σε συχνότητες που υπερβαίνουν 100 khz, βλέπε τα σχήματα 1 και 2. Μεταξύ των 100 khz και 10 MHz, οι τιμές κορυφής για τις εντάσεις πεδίου δίνονται από την παρεμβολή της 1,5-διπλωμένης κορυφής στα 100 khz στην 32- διπλωμένη κορυφή στα 10 MHz. Για συχνότητες που υπερβαίνουν τα 10 MHz προτείνεται ότι η πυκνότητα Seq, που είναι η μέση τιμή γύρω από το πλάτος του παλμού, να μην υπερβαίνει 1.000 φορές τους περιορισμούς για την Seq, ή ότι η ένταση του πεδίου δεν υπερβαίνει 32 φορές την ένταση του πεδίου δεν υπερβαίνει 32 φορές τα επίπεδα αναφοράς της έντασης πεδίου που δίνονται στον πίνακα. 6. Για συχνότητες πέρα από τα 10 GHz, τα Seq, E 2, H 2 και B 2 πρέπει να κινούνται κατά μέσο όρο γύρω από οποιαδήποτε περίοδο 1,05 68 f λεπτών (το f σε GHz). 7. Καμιά τιμή των ηλεκτρικών πεδίων δεν παρέχεται για συχνότητες μικρότερες από το 1 Hz, τα οποία είναι αποτελεσματικά στατικά ηλεκτρικά πεδία. Η ηλεκτροπληξία από πηγές χαμηλής εμπέδησης αποφεύγεται με την κατασκευή ηλεκτρικώς προστατευτικών διαδικασιών για τέτοιο εξοπλισμό. 24

Περιοχή συχνοτήτων Ένταση Ε-πεδίου (V*m -1 ) Ένταση Η-πεδίου (A*m -1 ) Β-πεδίο (μt) Ισοδύναμη πυκνότητα ισχύος επιπέδου κύματος Seq (W*m -2 ) Μέχρι 1 Hz - 3,2x10 4 4x10 4-1 - 8 Ηz 10.000 3,2x10 4 / 2 f 4x10 4 / 2 f - 8-25 Hz 10.000 4.000 / f 5.000 / f - 0,025-0,8 Hz 250 / f 4 / f 5 / f - 0,8-3 khz 250 / f 5 6,25-3 - 150 khz 87 5 6,25-0,15-1 MHz 87 0,73 / f 0,92 / f - 1-10 MHz 87 / 1 2 f 0,73 / f 0,92 / f - 10-400 MHz 28 0,073 0,092 2 400-2000 MHz 1,375 1 2 f 0,0037x 1 2 f 0,0046x 1 2 f f /200 2-300 GHz 61 0,16 0,20 10 Πίνακας 1.6. Επίπεδα αναφοράς για έκθεση σε δημόσιους χώρους σε χρονικά μεταβαλλόμενα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία (αδιατάραχτες rms τιμές) Παρατηρήσεις: 1. f είναι η συχνότητα που δηλώνεται στη στήλη της περιοχής συχνοτήτων. 2. Υπό τον όρο ότι οι βασικοί περιορισμοί ικανοποιούνται και οι βλαβερές έμμεσες επιδράσεις αποκλείονται, οι τιμές της εντάσεως του πεδίου μπορεί να υπερβαίνονται. 3. Για συχνότητες μεταξύ 100 khz και 10 GHz, τα Seq, E 2, H 2 και B 2 πρέπει να κινούνται κατά μέσο όρο γύρω από οποιαδήποτε περίοδο 6 λεπτών. 4. Για τιμές κορυφής σε συχνότητες μέχρι 100 khz, 5. Για τιμές κορυφής σε συχνότητες που υπερβαίνουν 100 khz, βλέπε τα σχήματα 1 και 2. Μεταξύ των 100 khz και 10 MHz, οι τιμές κορυφής για τις εντάσεις πεδίου δίνονται από την παρεμβολή της 1,5-διπλωμένης κορυφής στα 100 khz στην 32- διπλωμένη κορυφή στα 10 MHz. Για συχνότητες που υπερβαίνουν τα 10 MHz προτείνεται ότι η πυκνότητα Seq, που είναι η μέση τιμή γύρω από το πλάτος του παλμού, να μην υπερβαίνει 1.000 φορές τους περιορισμούς για την Seq, ή ότι η ένταση του πεδίου δεν υπερβαίνει 32 φορές την ένταση του πεδίου δεν 25

υπερβαίνει 32 φορές τα επίπεδα αναφοράς της έντασης πεδίου που δίνονται στον πίνακα. 6. Για συχνότητες πέρα από τα 10 GHz, τα Seq, E 2, H 2 και B 2 πρέπει να κινούνται κατά μέσο όρο γύρω από οποιαδήποτε περίοδο 1,05 68 f λεπτών (το f σε GHz). 7. Καμιά τιμή των ηλεκτρικών πεδίων δεν παρέχεται για συχνότητες μικρότερες από το 1 Hz, τα οποία είναι αποτελεσματικά στατικά ηλεκτρικά πεδία. Η ηλεκτροπληξία από πηγές χαμηλής εμπέδησης αποφεύγεται με την κατασκευή ηλεκτρικά προστατευτικών διαδικασιών για τέτοιο εξοπλισμό. Σχήμα 1.3: Επίπεδα αναφοράς για έκθεση σε χρον. μετ/να ηλεκτρικά πεδία (Σύγκριση πινάκων 5 και 6) 26

Σχήμα 1.4: Επίπεδα αναφοράς για έκθεση σε χρον. μετ/να μαγνητικά πεδία (Σύγκριση πινάκων 6 και 7) 1.6.1 ΕΠΙΠΕΔΑ ΑΝΑΦΟΡΑΣ ΓΙΑ ΕΠΑΓΟΜΕΝΑ ΡΕΥΜΑΤΑ ΚΑΙ ΡΕΥΜΑΤΑ ΕΠΑΦΗΣ Μέχρι τα 110 MHz, τα οποία περιλαμβάνουν τη ζώνη συχνοτήτων εκπομπής των FM, τα επίπεδα αναφοράς για τα ρεύματα επαφής δίνουν πληροφορίες για το ποιες προφυλάξεις πρέπει να λαμβάνονται για την αποφυγή κινδύνων ηλεκτροπληξίας και εγκαυμάτων. Τα επίπεδα αναφοράς των σημείων επαφής παρουσιάζονται στον πίνακα 1.7. Εφόσον το κατώφλι των ρευμάτων επαφής που εξάγει βιολογικές επιδράσεις στα παιδιά και στις ενήλικες γυναίκες είναι σχεδόν το μισό ή τα δύο τρίτα του αντιστοίχου για τους άνδρες, τα επίπεδα αναφοράς των ρευμάτων επαφής για τους δημόσιους χώρους ορίζονται λιγότερα κατά έναν παράγοντα 2 σε σχέση με τις τιμές για επαγγελματικούς χώρους. Για την περιοχή συχνοτήτων 10 110 MHz,, τα επίπεδα αναφοράς παρέχονται για τα ρεύματα διακλάδωσης που βρίσκονται κάτω από τους βασικούς περιορισμούς στον τοπικό SAR (βλέπε πίνακα 1.8) 27

Χαρακτηριστικά έκθεσης Περιοχή συχνοτήτων Μέγιστο ρεύμα επαφής (ma) Έκθεση σε επαγγελματικούς Μέχρι 2,5 khz 1,0 χώρους 2,5-100 khz 0,4 / f 100 khz - 110 MHz 40 Έκθεση σε δημόσιους χώρους Μέχρι 2,5 khz 0,5 2,5-100 khz 0,2 / f 100 khz - 110 MHz 20 f είναι η συχνότητα σε khz. Πίνακας 1.7. Επίπεδα αναφοράς για χρονικά μεταβαλλόμενα ρεύματα επαφής από αγώγιμα αντικείμενα Χαρακτηριστικά έκθεσης Ρεύμα (ma) Έκθεση σε επαγγελματικούς χώρους 100 Έκθεση σε δημόσιους χώρους 45 Πίνακας 1.8. Επίπεδα αναφοράς για ρεύματα που προκαλούνται σε οποιανδήποτε διακλάδωση σε συχνότητες μεταξύ 10 και 110 MHz. Παρατηρήσεις: 1. Το επίπεδο αναφοράς για δημοσίους χώρους είναι ίσο με το επίπεδο αναφοράς για επαγγελματικούς χώρους, διαιρεμένο με το 5. 2. Για συμμόρφωση με τους βασικούς περιορισμούς του τοπικού SAR, η τετραγωνική ρίζα της μέσης τιμής του τετραγώνου του παραγόμενου ρεύματος γύρω από οποιαδήποτε περίοδο 6 λεπτών διαμορφώνει τη βάση των επιπέδων αναφοράς. 1.7 ΤΑΥΤΟΧΡΟΝΗ ΕΚΘΕΣΗ ΣΕ ΠΕΔΙΑ ΠΟΛΛΑΠΛΩΝ ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ Είναι σημαντικό να καθορίσουμε εάν, για καταστάσεις ταυτόχρονης έκθεσης σε πεδία διαφορετικών συχνοτήτων, οι επιδράσεις αυτών των εκθέσεων είναι προσθετικές. Η προσθετικότητα θα πρέπει να εξετάζεται ξεχωριστά για τις επιδράσεις της θερμικής και της ηλεκτρικής διέγερσης και θα πρέπει να απαντώνται οι βασικοί περιορισμοί που φαίνονται παρακάτω. 28

Για ηλεκτρική διέγερση, σχετική με τις συχνότητες μέχρι 10 MHz, οι επαγόμενες πυκνότητες ρευμάτων θα πρέπει να προστίθενται σύμφωνα με τη σχέση: 10MHz J J i i= 1 Hz L, i 1 (5) Για θερμικές επιδράσεις, σχετικές με τις συχνότητες πάνω από τα 100 khz, οι τιμές του SAR και της πυκνότητας ισχύος θα πρέπει να προστίθενται σύμφωνα με τη σχέση: 10GHz i= 100kHz SAR 300GHz i SAR L + i> 10GHz S S i L 1 (6) όπου: J i = η πυκνότητα ρεύματος που παράγεται στη συχνότητα i, J L, i = η παραγόμενη πυκνότητα ρεύματος στη συχνότητα i, όπως δίνεται στον πίνακα 4, SAR i = ο SAR που προκαλείται από την έκθεση σε συχνότητα i, SAR L = ο περιορισμός για τον SAR, όπως δίνεται στον πίνακα 4, S L = ο περιορισμός της πυκνότητας ισχύος που δίνεται στον πίνακα 5, και S i = η πυκνότητα ισχύος στη συχνότητα i. Για πρακτικές εφαρμογές των βασικών περιορισμών, θα πρέπει να εφαρμόζονται τα ακόλουθα κριτήρια που αφορούν επίπεδα αναφοράς για εντάσεις πεδίων. Για επαγόμενη πυκνότητα ρεύματος και φαινόμενα ηλεκτρικής διέγερσης, σχετικά με συχνότητες μέχρι 10 MHz, οι ακόλουθες δύο προϋποθέσεις θα πρέπει να εφαρμόζονται για τα επίπεδα των πεδίων: 1MHz E E i i= 1 Hz L, i 10MHz + i> 1MHz E a i 1 (7) και 65kHz H H j= 1 Hz L, j j 10MHz + j> 65kHz H b j 1 (8) όπου: E i = η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου στη συχνότητα i, 29

E, = το επίπεδο αναφοράς του ηλεκτρικού πεδίου από τους πίνακες 6 και 7, L i H j = η ένταση του μαγνητικού πεδίου στη συχνότητα j, H, = το επίπεδο αναφοράς του μαγνητικού πεδίου από τους πίνακες 6 και 7, L j a = 610 V*m -1 για έκθεση σε επαγγελματικούς και 87 V*m -1 για έκθεση σε δημόσιους χώρους b = 24,4 A*m -1 (307 μt) για έκθεση σε επαγγελματικούς και 5 A*m -1 (6,25 μt) για έκθεση σε δημόσιους χώρους. Οι σταθερές a και b χρησιμοποιούνται πάνω από το 1 MHz για το ηλεκτρικό πεδίο και πάνω από τα 65 khz για το μαγνητικό πεδίο, επειδή η διέγερση βασίζεται σε επαγόμενες πυκνότητες ρεύματος και δεν πρέπει να μπερδεύονται με θερμικές μελέτες.. Οι τελευταίες αναπτύσσουν τη βάση για τα E, και MHz και 65 khz, αντίστοιχα, όπως φαίνονται στους πίνακες 6 και 7. L i H, πέρα από τα 1 Για θερμικές μελέτες, σχετικές με συχνότητες πάνω από τα 100 khz, οι ακόλουθες δύο απαιτήσεις θα πρέπει να εφαρμόζονται στα επίπεδα για τα πεδία: και όπου: 1MHz i= 100kHz 1MHz i= 100kHz Ei c H d i 2 2 + + 300GHz E i i> 1 MHz EL, i 300GHz H i i> 1 MHz H L, i 2 2 1 1 E i = η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου στη συχνότητα i, L i L j (9) (10) E, = το επίπεδο αναφοράς του ηλεκτρικού πεδίου από τους πίνακες 6 και 7, H j = η ένταση του μαγνητικού πεδίου στη συχνότητα j, H, = το επίπεδο αναφοράς του μαγνητικού πεδίου από τους πίνακες 6 και 7, L j c = 610 f V*m -1 (το f σε MHz) για έκθεση σε επαγγελματικούς και 1 2 87 f V*m -1 για έκθεση σε δημόσιους χώρους, και d = 1,6 f A*m -1 (το f σε MHz) για έκθεση σε επαγγελματικούς και 0,73 f A*m -1 για έκθεση σε δημόσιους χώρους. 30

Για ρεύματα διακλάδωσης και ρεύματα επαφής, θα πρέπει να εφαρμόζονται, αντιστοίχως, οι ακόλουθες απαιτήσεις: όπου: 110MHz k= 10MHz I I k L, k 2 1 110MHz I και n 1 n= 1Hz I C, n I k = η συνιστώσα του ρεύματος διακλάδωσης στη συχνότητα k, L k 2 (11) I, = το επίπεδο αναφοράς του ρεύματος διακλάδωσης (βλέπε πίνακα 1.8), I n = η συνιστώσα του ρεύματος διακλάδωσης στη συχνότητα n και I, = το επίπεδο αναφοράς του ρεύματος επαφής στη συχνότητα n (βλέπε πίνακα C n 1.8) Η παραπάνω αθροιστική φόρμουλα υποθέτει συνθήκες της χειρότερης δυνατής κατάστασης μεταξύ των πεδίων από τις πολλαπλές πηγές. Αυτό έχει σαν συνέπεια, οι καταστάσεις τυπικής έκθεσης μπορεί να απαιτούν στην πράξη λιγότερο περιοριστικά επίπεδα έκθεσης σε σχέση με αυτά που υποδηλώνονται από την παραπάνω φόρμουλα για τα επίπεδα αναφοράς. 31

1.8 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΝΤΑΣΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ Όπως έχει αναφερθεί υπάρχει μεγάλη δυσκολία στη μέτρηση του SAR και για το λόγο αυτό προτείνονται εναλλακτικοί ισοδύναμοι τρόποι υπολογισμών και πειραματικών μετρήσεων. Στην περιοχή συχνοτήτων 10 MHz 300 GHz χρησιμοποιείται ισοδύναμα η πυκνότητα ηλεκτρομαγνητικής ισχύος (ή ένταση ακτινοβολίας) S, που μετριέται σε Watt/m 2. Ο υπολογισμός της ενδεικνυόμενης τιμής της έντασης ακτινοβολίας S που παράγεται από κεραία γίνεται με βάση τον ακόλουθο τύπο: S 0.1G P 10 2 = u 2 (12) 4πR Όπου: S = η ένταση της ακτινοβολίας ή πυκνότητα ροής ΗΜ ισχύος, W/m 2 Ρ = η ισχύς στην είσοδο της κεραίας σε Watt G = το ισοτροπικό κέρδος της κεραίας σε dbi R = η απόσταση από την κεραία της θέσης υπολογισμού της έντασης ακτινοβολίας σε m u = ο παράγοντας διάταξης που λαμβάνει υπόψη την ανάκλαση από το έδαφος Ο παράγοντας u κυμαίνεται από τη τιμή 1 στην περίπτωση διάδοσης στον ελεύθερο χώρο έως τη τιμή 2 για τέλεια αγώγιμο έδαφος (τέλεια ανάκλαση). Με βάση τον τύπο της σχέσεως (12) υπολογίζεται η ελάχιστη απόσταση ασφαλείας R min που απαιτείται ώστε η πυκνότητα ισχύος S να μην υπερβαίνει τη τιμή ασφαλείας S max. R min = P 10 πs 0.1G max (13) 1.8.1 Σταθμοί Μεταφοράς Ραδιοφωνικών Εκπομπών στην Ζώνη των FM Οι κεραίες που χρησιμοποιούνται για τη μετάδοση ραδιοφωνικών υπηρεσιών στην μπάντα των FM, κατά κύριο λόγο είναι συστοιχίες κεραιών τοποθετημένες κάθετα σε 32

πύργους ή στίλους. Το εύρος ζώνης FM είναι 88 108 MHz και σε αυτές τις συχνότητες σύμφωνα με πίνακες του Federal Communications Commission Office of Engineering & Technology, τα όρια της Μέγιστης Επιτρεπόμενης Έκθεσης ΜΕΕ (Maximum Permissible Exposure - MPE), για την κατηγορία γενικός πληθυσμός/μη ελεγχόμενη έκθεση είναι 0.2 mw/cm 2 (200 μw/cm 2 ), ενώ τα όρια για εργαζόμενους/ ελεγχόμενη έκθεση είναι 1 mw/cm 2 (1000 μw/cm 2 ). Το 1985 το γραφείο Περιβαλλοντικής Προστασίας των ΗΠΑ, ανέπτυξε ένα προγραμματιστικό μοντέλο για την εκτίμηση των πυκνοτήτων ισχύος στο επίπεδο του εδάφους στην περιοχή γύρω από έναν σταθμό μετάδοσης. Το μοντέλο αυτό ισχύει για διάφορους τύπους κεραιών. Τα μεγέθη που λαμβάνει υπόψη για τους υπολογισμούς είναι: 1. Συνολική ενεργός ακτινοβολούμενη ισχύς (και οι δύο: οριζόντια και κάθετη) 2. Το ύψος από την επιφάνεια του εδάφους μέχρι το ενεργό μέσο ακτινοβολίας της κεραίας 3. Ο τύπος των στοιχείων που χρησιμοποιούνται στη συστοιχία κεραιών 4. Ο αριθμός των στοιχείων της συστοιχίας κεραιών Το υπολογιστικό μοντέλο χρησιμοποιεί στοιχεία και διαγράμματα ακτινοβολίας για να προβλέψη εντάσεις πεδίων και πυκνότητες ισχύος στο επίπεδο του εδάφους. Ανακλάσεις από το έδαφος λαμβάνονται υπόψη. Παρόλο που το μοντέλο είναι θεωρητικό, πειραματικές μετρήσεις που έχουν πραγματοποιηθεί από το γραφείο Περιβαλλοντικής Προστασίας των ΗΠΑ, έχουν δείξει ότι οι προβλέψεις του μοντέλου συμφωνούν αρκετά καλά με τα πειραματικά δεδομένα. Εφαρμόζοντας τα δεδομένα από τις άδειες λειτουργίας των παροχέων στο μοντέλο, προκύπτουν πίνακες ή και γραφικές παραστάσεις για τα όρια έκθεσης στην ακτινοβολία. Στον πίνακα 1.9 δίνονται τα ελάχιστα ύψη που θα πρέπει να βρίσκεται μία κεραία για να αποφεύγεται η υπέρβαση των ορίων ΜΕΕ των πυκνοτήτων ισχύος γθια την κατηγορία γενικός πληθυσμός για ύψη μέχρι και 2 μέτρα από το έδαφος. 33