ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΤΟΜΕΑΣ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΦΥΣΙΚΗΣ & ΦΥΣΙΚΗΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ: Θ. ΣΑΜΑΡΑΣ, ΕΠΙΚ. ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ Αρ. Τεχνικής Έκθεσης: 135 Στατιστική επεξεργασία ευρυζωνικών μετρήσεων από δίκτυα συνεχούς καταγραφής ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας του Αθανάσιου Μανάσα ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2009

Αρ. Τεχνικής Έκθεσης: 135 Στατιστική επεξεργασία ευρυζωνικών μετρήσεων από δίκτυα συνεχούς καταγραφής ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας του Αθανάσιου Μανάσα Διπλωματική εργασία για το Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών Ηλεκτρονικής Φυσικής (Ραδιοηλεκτρολογίας) Κατεύθυνση: Ηλεκτρονική Τεχνολογία Τηλεπικοινωνιών ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2009 1

Πρόλογος ----------------------------------------------------------------------------------------- 4 Κεφάλαιο 1 --------------------------------------------------------------------------------------- 5 Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία και νομοθετικά όρια ------------------------------------ 5 1.1 Γενικά Περί ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας ------------------------------------------- 5 1.1.1 Εισαγωγή ----------------------------------------------------------------------------------------------- 5 1.1.2 Ραδιοκύματα ------------------------------------------------------------------------------------------- 6 1.1.3 Πεδία ραδιοσυχνοτήτων ------------------------------------------------------------------------------ 6 1.1.4 Εφαρμογές των ραδιοκυμάτων ---------------------------------------------------------------------- 7 1.1.5 Ποσοτικοποίηση της ενέργειας των ραδιοκυμάτων ---------------------------------------------- 8 1.1.6 Είδη μετρήσεων --------------------------------------------------------------------------------------- 8 1.2 Νομοθετικά όρια προστασίας από την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία ------------- 9 1.2.1 Το ρυθμιστικό πλάισιο της Ευρωπαϊκής Ένωσης ------------------------------------------------- 9 1.2.2 Τα ελληνικά όρια ------------------------------------------------------------------------------------- 11 Κεφάλαιο 2 ------------------------------------------------------------------------------------- 13 Προγράμματα συστηματικών μετρήσεων ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας σταθμοί μέτρησης ---------------------------------------------------------------------------- 13 2.1 Εισαγωγή ---------------------------------------------------------------------------------------- 13 2.2 Αρχιτεκτονική δομή συστήματος μετρήσεων σε 24ωρη βάση ------------------------ 13 2.3 Σταθμοί μέτρησης ----------------------------------------------------------------------------- 14 2.4 Χαρακτηριστικά σταθμών ------------------------------------------------------------------- 15 2.5 Αβεβεβαιότητα μετρήσεων ------------------------------------------------------------------ 19 2.5.1 Υπολογισμός αβεβαιότητας ------------------------------------------------------------------------- 19 2.5.2 Αβεβαιότητα των σταθμών μέτρησης ------------------------------------------------------------- 20 2.6 Επιλογή σημείων εγκατάστασης ------------------------------------------------------------ 22 2.7 Δυσλειτουργίες σταθμών --------------------------------------------------------------------- 23 Κεφάλαιο 3 ------------------------------------------------------------------------------------- 24 Στατιστική επεξεργασία --------------------------------------------------------------------- 24 3.1 Εισαγωγή ---------------------------------------------------------------------------------------- 24 3.2 Κατηγοριοποίηση σταθμών ------------------------------------------------------------------ 24 3.3 Εύρεση είδους κατανομής των μετρήσεων ----------------------------------------------- 27 3.4 Εύρεση μέσης τιμής και τυπικής απόκλισης των εγγραφών ανά σταθμό ---------- 30 3.4.1 Διαδικασία εύρεσης ---------------------------------------------------------------------------------- 30 3.4.2 Μέση τιμή, τυπική απόκλιση και αβεβαιότητα ανά σταθμό μέτρησης ------------------------ 30 3.5 Σύγκριση με τα όρια της ελληνικής νομοθεσίας ----------------------------------------- 33 3.6 Εύρεση μέσης τιμής και τυπικής απόκλισης ανά κατηγορία εγκατάστασης των σταθμών μέτρησης --------------------------------------------------------------------------------- 39 3.7 Εύρεση συσχέτισης των μέσων τιμών των κατηγοριοποιημένων σταθμών μέτρησης --------------------------------------------------------------------------------------------- 40 3.8 Εναλλακτική κατηγοριοποίηση σταθμών διεξαγωγή Student s t-test. ----------- 41 3.9 Χρονική εξέλιξη του καταγεγραμμένου πεδίου ------------------------------------------ 43 3.10 Περιοδικότητα ημέρας ---------------------------------------------------------------------- 53 2

3.11 Ποσοστιαία μεταβολή πεδίου ανά 24ωρο ------------------------------------------------ 56 3.12 Επεξεργασία των καταγραφών των συχνοεπιλεκτικών φίλτρων των σταθμών - 63 3.13 Επίδραση τηλεπικοινωνιακού φόρτου δικτύου κινητής τηλεφωνίας στο καταγεγραμμένο ηλεκτρομαγνητικό πεδίο ---------------------------------------------------- 65 3.13.1 Μελέτη καταγεγραμμένου πεδίου κατά τους θερινούς μήνες --------------------------------- 66 3.13.2 Μελέτη καταγεγραμμένου πεδίου σε περιόδους μεγάλων εορτών --------------------------- 70 3.14 Συμπεράσματα -------------------------------------------------------------------------------- 78 Παράρτημα ------------------------------------------------------------------------------------ 80 Α. Χρονική εξέλιξη του πεδίου στο πολεοδομικό συγκρότημα Θεσσαλονίκης. ------ 80 Β. Χρονική εξέλιξη πεδίου των πρωτοεγκαταστημένων σταθμών μέτρησης ---------- 83 Γ. Περιοδικότητα ημέρας ------------------------------------------------------------------------- 90 Ακρωνύμια ------------------------------------------------------------------------------------- 95 Βιβλιογραφία ηλεκτρονικές αναφορές -------------------------------------------------- 96 3

Πρόλογος Το αντικείμενο της παρούσης εργασίας είναι η στατιστική επεξεργασία ευρυζωνικών μετρήσεων από δίκτυα συνεχούς καταγραφής ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Τα δεδομένα λήφθηκαν από προγράμματα συστηματικών μετρήσεων σε 24ωρη βάση, τριών δικτύων μέτρησης που διαχειρίζεται το εργαστήριο Ραδιοεπικοινωνιών του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Οι καταγραφές των τιμών ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας γίνονται από σταθμούς μέτρησης οι οποίοι καταγράφουν τιμές ηλεκτρικού πεδίου. Πρωταρχικός σκοπός της εγκατάστασης των σταθμών μέτρησης είναι η παρακολούθηση των καταγεγραμμένων τιμών πεδίου και ο έλεγχος του κατά πόσο οι τιμές αυτές βρίσκονται κάτω από τα όρια της ελληνικής νομοθεσίας. Με την περαιτέρω επεξεργασία των καταγραφών προκύπτουν ενδιαφέροντα συμπεράσματα που αφορούν μεταβολές του ηλεκτρομαγνητικού περιβάλλοντος. Η εργασία υλοποιήθηκε στα πλαίσια του προγράμματος Μεταπτυχιακών Σπουδών Φυσικής της Ραδιοηλεκτρολογίας για την κατεύθυνση: Ηλεκτρονική Τεχνολογία Τηλεπικοινωνιών, του τμήματος φυσικής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης υπό την επίβλεψη του κ. Θ. Σαμαρά τον οποίο και θέλω να ευχαριστήσω για την πολύτιμη βοήθεια που μου προσέφερε. 4

Κεφάλαιο 1 Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία και νομοθετικά όρια 1.1 Γενικά Περί ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας 1.1.1 Εισαγωγή Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία αποτελεί ταλαντώσεις ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων που διαδίδονται στο χώρο υπό τη μορφή κύματος και μεταφέρουν ενέργεια. Τα διάφορα είδη της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας διακρίνονται μεταξύ τους ανάλογα με τη συχνότητα ή το μήκος κύματος του διαδιδόμενου κύματος. Η συχνότητα μετράται σε Hz και στα πολλαπλάσια του (KHz, MHz, GHz). Το μήκος κύματος μετράται σε μονάδες απόστασης (μέτρα, εκατοστά κλπ). Διακρίνουμε την ακτινοβολία σε δύο μεγάλες περιοχές του φάσματος: την ιονίζουσα και τη μη ιονίζουσα ακτινοβολία. Ιονίζουσα ακτινοβολία είναι η ακτινοβολία που μεταφέρει ενέργεια ικανή να εισχωρήσει στην ύλη, να προκαλέσει ιονισμό των ατόμων της, να διασπάσει βίαια χημικούς δεσμούς και να προκαλέσει βιολογικές βλάβες σε ζώντες οργανισμούς. Μη ιονίζουσα ακτινοβολία είναι αυτή που μεταφέρει σχετικά μικρή ενέργεια, ανίκανη να προκαλέσει ιονισμό, ικανή όμως να προκαλέσει ηλεκτρικές, χημικές και θερμικές επιδράσεις στα κύτταρα, που μπορούν να αποβούν άλλοτε επιβλαβείς και άλλοτε ευεργετικές για τη λειτουργία τους. 5

Εικόνα 1.1: Ιονίζουσες και μη ιονίζουσες ακτινοβολίες 1.1.2 Ραδιοκύματα Τα ραδιοκύματα είναι κύματα με συχνότητα από 3 KHz μέχρι 300 GHz. Τα μικροκύματα αποτελούν ένα υποσύνολο των ραδιοκυμάτων με συχνότητες που κυμαίνονται περίπου μεταξύ των 300 ΜΗz και 3 GHz. Το μήκος κύματος των ραδιοκυμάτων ποικίλλει μεταξύ των τιμών 1mm και 10Km. Τα ραδιοκύματα δημιουργούνται από την κίνηση ηλεκτρικών φορτίων επί των κεραιών και αναφέρονται και ως ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία ραδιοσυχνοτήτων, γιατί ακτινοβολούνται στο χώρο απομακρυνόμενα από την πηγή τους, δηλαδή την κεραία εκπομπής. Τα ραδιοκύματα ανήκουν στην περιοχή της μη ιονίζουσας ακτινοβολίας, καθώς δεν είναι ικανά να διασπάσουν χημικούς δεσμούς ή να αποσπάσουν ηλεκτρόνια από άτομα, προκαλώντας ιονισμό της ύλης, όπως η ραδιενέργεια (ακτίνες X, ακτίνες γ). 1.1.3 Πεδία ραδιοσυχνοτήτων Τα ραδιοκύματα αποτελούν ηλεκτρομαγνητικά πεδία που μπορούν να ακτινοβολούνται προς όλες τις κατευθύνσεις (ευρυεκπομπή), προς συγκεκριμένες περιοχές του χώρου, όπου ενδεχομένως βρίσκεται ένας μετακινούμενος δέκτης, ή προς σταθερούς δέκτες που βρίσκονται σε γνωστές θέσεις. Η κεραία είναι διάταξη σχεδιασμένη, για να εκπέμπει και να λαμβάνει ραδιοκύματα. Η ένταση του πεδίου που δημιουργείται εξαρτάται από: 6

Τη συνολικά ακτινοβολούμενη ισχύ μεγαλύτερη ισχύς προκαλεί ισχυρότερα πεδία. Την απόσταση από την κεραία η ένταση του πεδίου μειώνεται σημαντικά με την αύξηση της απόστασης. Το διάγραμμα ακτινοβολίας της κεραίας στενές δέσμες δημιουργούν ισχυρά πεδία στο εσωτερικό τους. Ως προς την εξάρτηση από την απόσταση, στον ελεύθερο χώρο τα ραδιοκύματα εξασθενούν αντιστρόφως ανάλογα προς το τετράγωνο της απόστασης από την πηγή τους (πχ για διπλάσια απόσταση, η ισχύς τους υποτετραπλασιάζεται). Όταν συναντούν αντικείμενα κατά τη διάδοσή τους, τα ραδιοκύματα μπορεί να ανακλαστούν, να απορροφηθούν ή να διαπεράσουν το αντικείμενο μερικώς ή ολικώς κατά τρόπο αντίστοιχο με ό,τι συμβαίνει με το φως. 1.1.4 Εφαρμογές των ραδιοκυμάτων Η πλέον σημαντική εφαρμογή των ραδιοκυμάτων είναι οι τηλεπικοινωνίες. Οι ραδιοφωνικές και τηλεοπτικές εκπομπές, τα κινητά τηλέφωνα, τα ασύρματα τηλέφωνα, οι επικοινωνίες της αστυνομίας και της πυροσβεστικής, οι δορυφορικές επικοινωνίες πραγματοποιούνται μεταδίδοντας την ενέργεια ραδιοκυμάτων. Άλλες χρήσεις των ραδιοκυμάτων περιλαμβάνουν τους φούρνους μικροκυμάτων, τα ραντάρ, βιομηχανικά συστήματα θέρμανσης και στεγανοποίησης και τα ιατρικά μηχανήματα. Η ενέργεια των ραδιοκυμάτων, ειδικά αυτή των μικροκυμάτων, έχει τη δυνατότητα να θερμαίνει το νερό. Τα ραντάρ χρησιμοποιούν την ενέργεια των ραδιοκυμάτων για τον εντοπισμό της θέσης και της ταχύτητας κινούμενων αντικειμένων (πχ αυτοκινήτων, αεροπλάνων). Οι βιομηχανικοί θερμαντήρες και στεγανοποιητές χρησιμοποιούν ραδιοκύματα για τη συγκόλληση παραγώγων ξύλου, τη στεγανοποίηση δερμάτινων αντικειμένων, όπως παπουτσιών και για την επεξεργασία τροφίμων. Οι ιατρικές χρήσεις της ενέργειας ραδιοκυμάτων περιλαμβάνουν τη μαγνητική τομογραφία, την εποπτεία και τον προγραμματισμό βηματοδοτών, την υπερθερμία για την αντιμετώπιση του καρκίνου. 7

1.1.5 Ποσοτικοποίηση της ενέργειας των ραδιοκυμάτων Τα κύματα και τα πεδία ραδιοσυχνοτήτων διαθέτουν ηλεκτρικές και μαγνητικές συνιστώσες. Η ένταση του πεδίου ραδιοσυχνοτήτων μπορεί να εκφράζεται με βάση την ένταση και των δύο συνιστωσών. Ένας άλλος συνήθης τρόπος για το χαρακτηρισμό ενός πεδίου είναι μέσω της πυκνότητας ισχύος. Η πυκνότητα ισχύος ορίζεται ως η ισχύς του κύματος που προσπίπτει στη μονάδα επιφάνειας και εκφράζεται σε μονάδες Watt ανά τετραγωνικό μέτρο (W/m 2 ). Το μέγεθος που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της ποσότητας της ενέργειας των ραδιοκυμάτων που απορροφάται από το σώμα ονομάζεται Ρυθμός Ειδικής Απορρόφησης (Specific Absorption Rate-SAR). Συνήθως εκφράζεται σε Watts ανά χιλιόγραμμο (W/kg). 1.1.6 Είδη μετρήσεων Τα βασικά είδη μετρήσεων ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας είναι οι ευρυζωνικές μετρήσεις και οι μετρήσεις στενής ζώνης (ή συχνοεπιλεκτικές). Κατά την διεξαγωγή μίας ευρυζωνικής μέτρησης (broadband) εκτιμώνται τα επίπεδα της μη ιονίζουσας ακτινοβολίας για περιοχή συχνοτήτων που έχει καθορίσει από πριν ο κατασκευαστής στη διάταξη μέτρησης. Οι ευρυζωνικές μετρήσεις εμφανίζουν το πλεονέκτημα της απλότητας του εξοπλισμού μέτρησης και της γρήγορης διαδικασίας. Το βασικό μειονέκτημα τους είναι ότι με αυτού του είδους τις μετρήσεις υπάρχει αδυναμία ταυτοποίησης των πηγών και προσδιορισμού της συνεισφοράς τους στο συνολικό πεδίο. Οι μετρήσεις στενής ζώνης αποτελούν μία αρκετά χρονοβόρα διαδικασία και απαιτούν αρκετά πιο σύνθετο εξοπλισμό. Το πλεονέκτημα των μετρήσεων στενής ζώνης είναι η εκτίμηση των επιπέδων ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας για κάθε συχνότητα ή ζώνη συχνοτήτων ξεχωριστά. Με την διαδικασία αυτή υπάρχει δυνατότητα ταυτοποίησης των πηγών σε κάθε θέση μέτρησης καθώς και προσδιορισμός της συνεισφοράς τους στο συνολικό πεδίο. Οι μετρήσεις που διεξάγουν οι σταθμοί μέτρησης, τα δεδομένα των οποίων έτυχαν επεξεργασίας στην παρούσα εργασία είναι ευρυζωνικές. 8

1.2 Νομοθετικά όρια προστασίας από την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία Βασικός στόχος των δικτύων συνεχούς μέτρησης και καταγραφής ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας [1], [2], [3] είναι η παρακολούθηση των επιπέδων της ηλεκτρομαγνητικής ακτινονοβολίας και ο έλεγχος του κατά πόσον οι καταγεγραμμένες τιμές βρίσκονται κάτω από τα θεσπισμένα όρια. Παρακάτω γίνεται μια αναφορά στα όρια ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που έχουν τεθεί από την ευρωπαϊκή και την ελληνική νομοθεσία. 1.2.1 Το ρυθμιστικό πλάισιο της Ευρωπαϊκής Ένωσης Το Συμβούλιο της Ευρωπαϊκής Ένωσης, κατόπιν σχετικής εισήγησης της επιστημονικής επιτροπής καθοδήγησης επί διεπιστημονικών θεμάτων, υιοθέτησε τα όρια για την προστασία του κοινού της ICNIRP (Ιnternational Commission on Non Ionizing Radiation Protection Διεθνής Επιτροπή για την Προστασία από Μη Ιονίζουσα Ακτινοβολία) [9], όπως αυτά παρουσιάστηκαν στις σχετικές κατευθυντήριες γραμμές της. Η ICNIRP είναι μια ανεξάρτητη επιστημονική οργάνωση, μεγάλου κύρους που ασχολείται με την προφύλαξη των ανθρώπων από τη μη ιονίζουσα ακτινοβολία. Είναι επίσημα αναγνωρισμένη μη κυβερνητική οργάνωση από την Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας (WHO), το Διεθνές Γραφείο Εργασίας και την Ευρωπαϊκή Ένωση. Έχει ως μέλη διεθνώς αναγνωρισμένους επιστήμονες που καλύπτουν τις επιστημονικές περιοχές της ιατρικής, της βιολογίας, της επιδημιολογίας και της φυσικής. Η ICNIRP, αφού εξέτασε το σύνολο των δημοσιευμένων ερευνών σχετικά με τις βιολογικές επιδράσεις της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας ραδιοσυχνοτήτων, κατέληξε ότι οι μόνες επιδράσεις που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν ως βάση για την θέσπιση ορίων έκθεσης των ανθρώπων είναι αυτές που οφείλονται στην αύξηση της θερμοκρασίας των ιστών από την απορρόφηση της ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας από το σώμα. Συγκεκριμένα, θεωρήθηκε ότι οι δυσμενείς βιολογικές επιδράσεις προκύπτουν με την αύξηση της θερμοκρασίας του σώματος κατά 1 ο C. Η αύξηση αυτή γίνεται με την απορρόφηση ενέργειας από το ανθρώπινο σώμα με ρυθμό μεγαλύτερο από 4W/kg, δηλαδή για έναν άνθρωπο 80kg με ρυθμό 320W. Λαμβάνοντας υπόψη ότι ενδεχομένως κάποιες ομάδες πληθυσμού να είναι πιο ευπαθείς και ότι δεν αποκλείεται η έκθεση να λαμβάνει χώρα σε ήδη επιβαρυμένους 9

χώρους με αυξημένη θερμοκρασία ή υγρασία ή κατά την διάρκεια έντονης άσκησης, επιλέχθηκε ένας συντελεστή ασφαλείας 50 στη θέσπιση των ορίων έκθεσης του κοινού. Έτσι, προέκυψε ο βασικός περιορισμός για την έκθεση του κοινού σε 0,08W/kg, δηλαδή για έναν άνθρωπο 80kg το όριο του ρυθμού απορρόφησης ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας είναι 6,4W. Ταυτόχρονα, για να μην υπάρχουν περιοχές του σώματος στις οποίες να εμφανίζεται τοπικά υψηλή απορρόφηση ενέργειας προβλέπονται οι περιορισμοί και για τον μέγιστο τοπικό ρυθμό απορρόφησης σε 2W/kg για το κεφάλι και τον κορμό του σώματος και 4W/kg στα άκρα. Σε παρόμοια συμπεράσματα και όρια για την έκθεση στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία έχουν καταλήξει και άλλοι διεθνείς επιστημονικοί φορείς, όπως το IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers Ίδρυμα Ηλεκτρολόγων και Ηλεκτρονικών Μηχανικών), το NRPB (National Radiological Protection Board Εθνικό Συμβούλιο Ραδιολογικής Προστασίας) της Μεγάλης Βρετανίας, κ.ά.. Τα θεσπισμένα όρια ισχύουν όταν η έκθεση στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία είναι συνεχής και μόνιμη. Οι τιμές των ορίων αναφέρονται ως χρονικός μέσος όρος οποιουδήποτε εξαλέπτου έκθεσης. Δηλαδή, για έκθεση μικρής διάρκειας, είναι δυνατόν να εκτεθεί κάποιος και σε μεγαλύτερες τιμές από αυτές των ορίων, αρκεί ο μέσος όρος της έκθεσης στην διάρκεια οποιουδήποτε εξαλέπτου να μην υπερβαίνει το όριο. Κατά την έκθεση του ανθρώπινου σώματος στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, η απορρόφηση ενέργειας από αυτό εξαρτάται από παράγοντες όπως η ένταση, η συχνότητα, η κατεύθυνση από όπου έρχεται η ακτινοβολία, από παράγοντες που έχουν να κάνουν με τα χαρακτηριστικά του σώματος (μάζα, στάση κλπ) και τις εκάστοτε συνθήκες έκθεσης (εάν η έκθεση είναι ολόσωμη ή τοπική, ατομική ευαισθησία, ηλικία, κατάσταση υγείας κ.α.). Αποσκοπώντας στην ύπαρξη ορίων που να εξασφαλίζουν την προστασία των ανθρώπων ανεξαρτήτως χαρακτηριστικών, όπως αυτά που αναφέρθηκαν παραπάνω, προέκυψαν τα επίπεδα αναφοράς που προϋποθέτουν συνθήκες μέγιστης σύζευξης της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας με το εκτιθέμενο σε αυτή άτομο, παρέχοντας έτσι έναν επιπλέον συντελεστή ασφαλείας. Τα επίπεδα αναφοράς είναι μεγέθη που περιγράφουν την ένταση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας (ένταση ηλεκτρικού πεδίου, ένταση μαγνητικού πεδίου και πυκνότητα ισχύος) και μπορούν να συγκριθούν με μετρούμενες τιμές. Η τήρηση των επιπέδων αναφοράς εξασφαλίζει σε κάθε περίπτωση και την τήρηση των βασικών περιορισμών για την απορροφούμενη 10

ενέργεια. Επειδή οι συχνότητες που χρησιμοποιούνται στις διάφορες τηλεπικοινωνιακές εφαρμογές είναι διαφορετικές, οι τιμές των επιπέδων αναφοράς δεν είναι ακριβώς οι ίδιες αλλά διαφέρουν ανάλογα με τη συχνοτική περιοχή λειτουργίας τους. Στον παρακάτω πίνακα παρουσιάζονται τα επίπεδα αναφοράς της έντασης ηλεκτρικού πεδίου για τον γενικό πληθυσμό στις ζώνες συχνοτήτων των διαφόρων εφαρμογών. Ζώνη συχνοτήτων Ένταση ηλεκτρικού πεδίου E (V/m) Ισοδύναμη πυκνότητα ισχύος επίπεδου κύματος S eq (W/m 2 ) 0-1Hz - - 1-8Hz 10000-8-25Hz 10000-0,025-0,8KHz 250/f - 0,8-3KHz 250/f - 3-150KHz 87-0,15-1MHz 87-1-10MHz 87/f 1/2-10-400MHz 28 2 400-2000MHz 1.375 f 1/2 f/200 2-300GHz 61 10 Πίνακας 1.1: Επίπεδα αναφοράς για ηλεκτρικά πεδία (0-300GHz) Στον παραπάνω πίνακα η τιμή του f είναι όπως ορίζεται στη στήλη ζώνης συχνοτήτων. 1.2.2 Τα ελληνικά όρια Τα όρια ασφαλούς έκθεσης του κοινού ορίζονται στις παραγράφους 9 και 10 (κατά περίπτωση) του άρθρου 31 του Νόμου 3431 (ΦΕΚ 13/Α/03-02-2006) με θέμα Περί Ηλεκτρονικών Επικοινωνιών και άλλες διατάξεις και στα άρθρα 2-4 της υπ αριθ. 53571/3839 (ΦΕΚ 1105/Β/6-9-2000) Κοινής Απόφασης των Υπουργών Ανάπτυξης, Περιβάλλοντος, Χωροταξίας και Δημοσίων Έργων, Υγείας και Πρόνοιας, Μεταφορών και Επικοινωνιών, με θέμα «Μέτρα προφύλαξης του κοινού από την λειτουργία κεραιών εγκατεστημένων στην ξηρά. Είναι σημαντικό να τονιστεί πως ως όρια ασφαλούς έκθεσης του κοινού στην Ελλάδα (παραγρ. 9 του άρθρου 31 του Νόμου 3431) θεωρούνται το 70% των τιμών της Ε.Ε., εισάγοντας έτσι ένα πρόσθετο συντελεστή ασφαλείας. Επιπλέον ειδικά σε περίπτωση εγκατάστασης κατασκευής κεραίας σε απόσταση μέχρι 300 μέτρων από την περίμετρο κτιριακών εγκαταστάσεων βρεφονηπιακών σταθμών, σχολείων, γηροκομείων και νοσοκομείων, 11

προβλέπεται περαιτέρω μείωση των ορίων ασφαλούς έκθεσης του κοινού (παραγρ. 10 του άρθρου 31 του Νόμου 3431), καθώς αυτά απαγορεύεται να υπερβαίνουν το 60% των τιμών της Ε.Ε. Ζώνη συχνοτήτων Ένταση ηλεκτρικού πεδίου E (V/m) Ισοδύναμη πυκνότητα ισχύος επίπεδου κύματος S eq (W/m 2 ) 1-3KHz 175/f - 3-174KHz 60.9-0,174-1,43MHz 60,9-1,43-10MHz 72,8/ f, f(mhz) - 10-400MHz 23,4 1,4 400-2000MHz 1,15 f, f(mhz) f/286 2-300GHz 51 7 Πίνακας 1.2. Επίπεδα αναφοράς για τα επίπεδα ηλεκτρικών πεδίων στην περιοχή συχνοτήτων 1kHz 300GHz, όπως προκύπτουν μετά την εφαρμογή του συντελεστή μείωσης 70%, που ορίζεται στην παράγραφο 9 του άρθρου 31 του Νόμου 3431 (ΦΕΚ 13/Α/03-02-2006), στους βασικούς περιορισμούς του άρθρου 2 της υπ αριθμ. 53571/3839/6.9.2000 ΚΥΑ. Ζώνη συχνοτήτων Ένταση ηλεκτρικού πεδίου E (V/m) Ισοδύναμη πυκνότητα ισχύος επίπεδου κύματος S eq (W/m 2 ) 1-3KHz 150/f - 3-174KHz 52,2-0,174-1,43MHz 52,2-1,43-10MHz 67,3/ f - 10-400MHz 21,7 1,2 400-2000MHz 1,065 f f/333 2-300GHz 47,2 6 Πίνακας 1.3. Επίπεδα αναφοράς για τα επίπεδα ηλεκτρικών πεδίων στην περιοχή συχνοτήτων 1kHz 300GHz, όπως προκύπτουν μετά την εφαρμογή του συντελεστή μείωσης 60%, που ορίζεται στην παράγραφο 10 του άρθρου 31 του Νόμου 3431 (ΦΕΚ 13/Α/03-02-2006), στους βασικούς περιορισμούς του άρθρου 2 της υπ αριθμ. 53571/3839/6.9.2000 ΚΥΑ. Στους παραπάνω πίνακες η τιμή του f είναι όπως ορίζεται στη στήλη ζώνης συχνοτήτων. Στο στάδιο της επεξεργασίας των δεδομένων (κεφάλαιο 3) η σύγκριση των καταγεγραμμένων τιμών ηλεκτρικού πεδίου των σταθμών γίνεται με το αυστηρότερο όριο της ελληνικής νομοθεσίας με την εφαρμογή του συντελεστή μείωσης 60%, στη ζώνη συχνοτήτων 10-400MHz, το οποίο είναι 21,7V/m. 12

Κεφάλαιο 2 Προγράμματα συστηματικών μετρήσεων ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας σταθμοί μέτρησης 2.1 Εισαγωγή Το αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι η στατιστική επεξεργασία μετρήσεων ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας από σταθμούς μέτρησης ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας οι οποίοι είναι τοποθετημένοι σε διάφορα σημεία της Βορείου Ελλάδος. Οι σταθμοί αυτοί έχουν εγκατασταθεί στα πλαίσια των ερευνητικών προγραμμάτων Hermes, Pedion24 και Fasma [1], [2], [3] τα οποία αποτελούν συστήματα μετρήσεων σε 24ωρη βάση. Τα προγράμματα Hermes και Pedion24 υλοποιούνται σε συνεργασία με άλλα πανεπιστημιακά ιδρύματα της χώρας, ενώ το πρόγραμμα Fasma αποκλειστικά από το Εργαστήριο Ραδιοεπικοινωνιών του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Για καθένα από τα τρία προγράμματα χρησιμοποιούνται διαφορετικού τύπου μετρητές, με βασικό κοινό χαρακτηριστικό τους την μέτρηση της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου σε συχνότητες από 100 KHz μέχρι λίγα GHz. Στην περιοχή αυτή συχνοτήτων λειτουργεί η πλειονότητα των σύγχρονων εφαρμογών, συμπεριλαμβανομένων των πομπών ραδιοφωνίας και τηλεόρασης, της κινητής τηλεφωνίας, των δικτύων TETRA, ασύρματων δικτύων (WLAN,WPAN), συστημάτων radar καθώς και πομπών υπηρεσιών κοινής ωφέλειας (αστυνομίας πυροσβεστικής κ.λ.π). 2.2 Αρχιτεκτονική δομή συστήματος μετρήσεων σε 24ωρη βάση Τα βασικά στοιχεία της αρχιτεκτονικής των συστημάτων μετρήσεων σε 24ωρη βάση είναι τα παρακάτω: Οι σταθμοί μέτρησης των επιπέδων ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας οι οποίοι αποτελούν πιστοποιημένα όργανα μέτρησης ηλεκτρικού πεδίου και είναι εγκατεστημένοι σε διάφορες περιοχές της Βορείου Ελλάδος. Το κεντρικό σημείο διαχείρισης (ηλεκτρονικός υπολογιστής) που βρίσκεται στο Εργαστήριο Ραδιοεπικοινωνιών του Α.Π.Θ. 13

Η επικοινωνία των σταθμών μέτρησης με το κεντρικό σημείο διαχείρισης γίνεται μέσω του δικτύου κινητής τηλεφωνίας. Τα δεδομένα αποστέλλονται με μηνύματα SMS (Short Message Service). Με τον τρόπο αυτό τα καταγεγραμμένα δεδομένα των σταθμών, αφού αποσταλούν, αποθηκεύονται σε μία βάση δεδομένων (SQL) και παράλληλα δημοσιοποιούνται στο διαδίκτυο. Εικόνα 2.1: Αρχιτεκτονική δομή του συστήματος 2.3 Σταθμοί μέτρησης Το κοινό χαρακτηριστικό των σταθμών μέτρησης είναι η ποσοτικοποίηση της Η/Μ ακτινοβολίας μετρώντας το μέγεθος της έντασης ηλεκτρικού πεδίου (μονάδες V/m) και η καταγραφή του κάθε 6 λεπτά. Πιο συγκεκριμένα οι σταθμοί μετρούν ανά μερικά δευτερόλεπτα την ένταση του ηλεκτρικού πεδίου και κάθε 6λεπτο εξάγουν τον μέσο όρο των μετρούμενων τιμών. Οι σταθμοί είναι προγραμματισμένοι να στέλνουν τα δεδομένα μία φορά ανά 24ωρο. Επομένως κατά την διάρκεια ενός 24ωρου οι σταθμοί έχουν αποθηκεμένες 240 (10μετρήσεις σε μία ώρα x 24ώρες=240) μετρήσεις τις οποίες και αποστέλλουν στο κεντρικό σημείο διαχείρισης. Συνοπτικά η διαδικασία μέτρησης από τους σταθμούς είναι η παρακάτω: Το μετρούμενο μέγεθος είναι η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου από τους ισοτροπικούς αισθητήρες μέτρησης. Οι σταθμοί λαμβάνουν ανά μερικά δευτερόλεπτα στιγμιαίες τιμές ηλεκτρικού πεδίου τις οποίες και αποθηκεύουν. Με την πάροδο ενός λεπτού τα τετράγωνα των στιγμιαίων τιμών που έχουν καταγραφεί σε κάθε άξονα προστίθενται και το άθροισμα όλων των τετραγώνων διαιρείται με τον αριθμό των συνολικών 14

καταγεγραμμένων δειγμάτων. Έτσι προκύπτει μία τιμή ανά λεπτό. Η διαδικασία αυτή επαναλαμβάνεται και στα υπόλοιπα λεπτά μέχρι να ολοκληρωθεί το 6λεπτο. Στη συνέχεια προστίθενται οι παραπάνω μονόλεπτες τιμές διαιρούνται με τον αριθμό των λεπτών (6) και τελικά προκύπτει μία τιμή της οποίας η τετραγωνική ρίζα είναι η 6λεπτη μέση τιμή πεδίου που καταγράφει, αποθηκεύει και τελικά αποστέλλει ο σταθμός στο κεντρικό σημείο διαχείρισης. α) Σταθμός μέτρησης MCE 410 β) Σταθμός μέτρησης ΕΕ 4070S γ) Σταθμός μέτρησης PMM 8057 δ) Σταθμός SMS-K Εικόνα 2.2: Τύποι σταθμών μέτρησης (α & β - προγράμματος Hermes, γ προγράμματος Pedion24, δ προγράμματος Fasma) 2.4 Χαρακτηριστικά σταθμών Στα τρία δίκτυα μετρήσεων χρησιμοποιούνται διαφορετικού τύπου μετρητές (εικόνα 2.2) τα χαρακτηριστικά των οποίων παρουσιάζονται παρακάτω. 15

Σταθμοί προγράμματος Hermes: Στο πρόγραμμα Hermes [1] χρησιμοποιούνται σταθμοί μέτρησης MCE 410 [6] και ΕΕ 4070S (εικόνα 2.2α, 2.2β). Οι δύο συγκεκριμένοι τύποι μετρητών κατασκευάζονται από την ίδια εταιρία. Η παραγωγή των σταθμών EE-4070S έχει σταματήσει, οπότε και η συντριπτική πλειονότητα των εγκατεστημένων σταθμών του προγράμματος Hermes είναι τύπου MCE 410. Τα βασικά τεχνικά χαρακτηριστικά των σταθμών MCE 410 είναι Τύπος αισθητήρων μέτρησης: ένταση ηλεκτρικού πεδίου (E-field) Μέτρηση του ηλεκτρικού πεδίου σε συχνότητες 100KHz 3GHz (wide band probe). Αριθμός μετρούμενων υποπεριοχών συχνοτήτων: 2 Μέτρηση του ηλεκτρικού πεδίου σε συχνότητες 900MHz 3GHz (selective probe) Ισοτροπικός αισθητήρας μέτρησης Ελάχιστη τιμή διέγερσης (ευαισθησία) 0,5V/m και μέγιστη 130V/m Διακριτική ικανότητα 0,1V/m Συχνότητα δειγματοληψίας τιμών πεδίου: 20μετρήσεις /λεπτό Μετάδοση δεδομένων: ασύρματα -μέσω δικτύου GSM, ενσύρματα RS232 Οι καταγραφές των MCE 410 περιλαμβάνουν: Ώρα/ημερομηνία Μέση τιμή της έντασης ηλεκτρικού πεδίου ανά 6λεπτο (100KHz 3GHz) Μέγιστη καταγεγραμμένη τιμή 6λέπτου (100KHz 3GHz) Μέση τιμή της έντασης ηλεκτρικού πεδίου ανά 6λεπτο (900KHz 3GHz) Μέγιστη καταγεγραμμένη τιμή 6λέπτου (900KHz 3GHz) Ένδειξη θερμοκρασίας Ένδειξη υγρασίας Ένδειξη τάσης φόρτισης του ηλιακού συλλέκτη Ένδειξη τάσης μπαταρίας Τα βασικά χαρακτηριστικά των σταθμών ΕΕ-4070S [5] είναι: Τύπος αισθητήρων μέτρησης: ένταση ηλεκτρικού πεδίου (E-field) 16

Μέτρηση του ηλεκτρικού πεδίου σε συχνότητες 100KHz 3GHz (wide band probe). Μέτρηση του ηλεκτρικού πεδίου σε συχνότητες 930MHz 960ΜHz (selective probe GSM900) Μέτρηση του ηλεκτρικού πεδίου σε συχνότητες 1850MHz 1880ΜHz (selective probe GSM1800) Μέτρηση του ηλεκτρικού πεδίου σε συχνότητες 2110MHz 2180ΜHz (selective probe GSM900) Ισοτροπικός αισθητήρας μέτρησης Ελάχιστη τιμή διέγερσης 0,5V/m και μέγιστη 130V/m Διακριτική ικανότητα 0,1V/m Μετάδοση δεδομένων: ασύρματα -μέσω δικτύου GSM, ενσύρματα RS232 Οι καταγραφές των EE 4070S περιλαμβάνουν: Ώρα/ημερομηνία Μέση τιμή της έντασης ηλεκτρικού πεδίου ανά 6λεπτο (100KHz 3GHz) Μέγιστη καταγεγραμμένη τιμή 6λέπτου (100KHz 3GHz) Μέση τιμή της έντασης ηλεκτρικού πεδίου ανά 6λεπτο (930MHz 960ΜHz) Μέγιστη τιμή της έντασης ηλεκτρικού πεδίου ανά 6λεπτο (930MHz 960ΜHz) Μέση τιμή της έντασης ηλεκτρικού πεδίου ανά 6λεπτο (1850MHz 1880ΜHz) Μέγιστη τιμή της έντασης ηλεκτρικού πεδίου ανά 6λεπτο (1850MHz 1880ΜHz) Μέση τιμή της έντασης ηλεκτρικού πεδίου ανά 6λεπτο (2110MHz 2180ΜHz) Μέγιστη τιμή της έντασης ηλεκτρικού πεδίου ανά 6λεπτο (2110MHz 2180ΜHz) Ένδειξη θερμοκρασίας Ένδειξη υγρασίας Ένδειξη τάσης φόρτισης του ηλιακού συλλέκτη Ένδειξη τάσης μπαταρίας 17

Σταθμοί προγράμματος Pedion24: Στο πρόγραμμα Pedion24 χρησιμοποιούνται σταθμοί μέτρησης PMM 8057 [4]. Τα βασικά τεχνικά χαρακτηριστικά των σταθμών PMM 8057 (εικόνα 2.2γ) είναι Τύπος αισθητήρων μέτρησης: ένταση ηλεκτρικού πεδίου (E-field) Μέτρηση του ηλεκτρικού πεδίου σε συχνότητες 100KHz 3GHz (wide band probe). Αριθμός μετρούμενων υποπεριοχών συχνοτήτων: 3 Μέτρηση του ηλεκτρικού πεδίου σε συχνότητες 100MHz 862MHz (selective probe) Μέτρηση του ηλεκτρικού πεδίου σε συχνότητες 933MHz 3GHz (selective probe) Ισοτροπικός αισθητήρας μέτρησης Ελάχιστη τιμή διέγερσης (ευαισθησία) 0,2V/m και μέγιστη 200V/m Διακριτική ικανότητα 0,01V/m Συχνότητα δειγματοληψίας τιμών πεδίου: 20μετρήσεις /λεπτό Μετάδοση δεδομένων: ασύρματα -μέσω δικτύου GSM, ενσύρματα RS232 Οι καταγραφές των PMM 8057 περιλαμβάνουν: Ώρα/ημερομηνία Μέση τιμή της έντασης ηλεκτρικού πεδίου ανά 6λεπτο (100KHz 3GHz) Μέγιστη καταγεγραμμένη τιμή 6λέπτου (100KHz 3GHz) Μέση τιμή της έντασης ηλεκτρικού πεδίου ανά 6λεπτο (100ΜHz 862ΜHz) Μέγιστη τιμή της έντασης ηλεκτρικού πεδίου ανά 6λεπτο (100ΜHz 862ΜHz) Μέση τιμή της έντασης ηλεκτρικού πεδίου ανά 6λεπτο (933ΜΗz-3GHz) Μέγιστη τιμή της έντασης ηλεκτρικού πεδίου ανά 6λεπτο (933ΜΗz-3GHz) Ένδειξη θερμοκρασίας Ένδειξη τάσης μπαταρίας Σταθμοί προγράμματος Fasma: Στο πρόγραμμα Fasma χρησιμοποιούνται σταθμοί μέτρησης SMS-K (εικόνα 2.2δ). 18

Τα βασικά τεχνικά χαρακτηριστικά των σταθμών SMS-K είναι Τύπος αισθητήρων μέτρησης: ένταση ηλεκτρικού πεδίου (E-field) Μέτρηση του ηλεκτρικού πεδίου σε συχνότητες από 100KHz 5GHz (wide band probe). Ισοτροπικός αισθητήρας μέτρησης Ελάχιστη τιμή διέγερσης (ευαισθησία) 0,2V/m και μέγιστη 22V/m Διακριτική ικανότητα 0,05V/m Μετάδοση δεδομένων: ασύρματα -μέσω δικτύου GSM, ενσύρματα Θύρα USB Οι καταγραφές των SMS-K περιλαμβάνουν: Ώρα/ημερομηνία Μέση τιμή της έντασης ηλεκτρικού πεδίου ανά εξάλεπτο (100KHz 5GHz) Μέγιστη καταγεγραμμένη τιμή εξαλέπτου (100KHz 5GHz) Ένδειξη θερμοκρασίας Ένδειξη υγρασίας Ένδειξη τάσης μπαταρίας Ένδειξη τάσης ηλιακού συλλέκτη Ένδειξη φόρτισης ή όχι μπαταρίας 2.5 Αβεβεβαιότητα μετρήσεων 2.5.1 Υπολογισμός αβεβαιότητας Στη συγκεκριμένη παράγραφο παρουσιάζεται ο τρόπος υπολογισμού της αβεβαιότητας που υπεισέρχεται στις μετρήσεις των σταθμών μέτρησης. Οι αβεβαιότητες μπορεί να είναι είτε τυχαίες (οφείλονται σε τυχαία γεγονότα και η τιμή τους αλλάζει εάν η μέτρηση επαναληφθεί υπό τις ίδιες συνθήκες) είτε συστηματικές (προέρχονται από τον ίδιο τον εξοπλισμό, πχ στην περίπτωσή μας ανισοτροπικότητα, flatness κλπ). Μία εναλλακτική κατηγοριοποίηση διακρίνει τις αβεβαιότητες μίας μέτρησης σε: αβεβαιότητες τύπου Α, οι οποίες υπολογίζονται με στατιστικές μεθόδους αβεβαιότητες τύπου Β, οι οποίες συνήθως υπολογίζονται μέσω των προδιαγραφών του κατασκευαστή. 19

Για τον υπολογισμό της συνολικής αβεβαιότητας των σταθμών μέτρησης πραγματοποιούνται τα εξής βήματα: Εντοπίζονται (από το φυλλάδιο προδιαγραφών) οι πηγές αβεβαιοτήτων των σταθμών μέτρησης καθώς και η τιμή αυτών Υπολογίζονται οι τυπικές αβεβαιότητες, δηλαδή οι ξεχωριστές συνιστώσες αβεβαιότητας που συνεισφέρουν στην συνολική αβεβαιότητα (standard uncertainty). Η τυπική αβεβαιότητα κάθε συνιστώσας είναι ίση με τον λόγο της τιμής της αβεβαιότητας προς έναν παράγοντα, που η τιμή του ορίζεται από το είδος της κατανομής που ακολουθεί η αβεβαιότητα Από τις τυπικές αβεβαιότητες υπολογίζεται η συνδυασμένη τυπική αβεβαιότητα (combined standard uncertainty), που προκύπτει από τη τετραγωνική ρίζα του αθροίσματος των τυπικών αβεβαιοτήτων. Εάν πχ a,b,c,d είναι οι τιμές των τυπικών αβεβαιοτήτων η συνδυασμένη τυπική αβεβαιότητα είναι ίση με: u a b c d 2 2 2 2 c = + + + (2.1) Τέλος υπολογίζεται η εκτεταμένη αβεβαιότητα (expanded uncertainty) πολλαπλασιάζοντας την συνδυασμένη τυπική αβεβαιότητα με ένα παράγοντα κ (coverage factor). Εφόσον η συνδυασμένη τυπική αβεβαιότητα ακολουθεί κανονική κατανομή, για κ=1,96 η εκτεταμένη αβεβαιότητα καλύπτει ένα διάστημα εμπιστοσύνης 95% της μετρούμενης τιμής. 2.5.2 Αβεβαιότητα των σταθμών μέτρησης Για τους σταθμούς MCE και EE ο κατασκευαστής δίνει μία συνολική απροσδιοριστία μέτρησης, χωρίς να υπεισέρχεται σε προσδιορισμό ξεχωριστών συνιστωσών αβεβαιότητας. Σταθμοί MCE Σφάλμα (απροσδιοριστία) μέτρησης Σταθμοί ΕΕ Σφάλμα (απροσδιοριστία) μέτρησης ± 2,5dB (33 %) 1,2dB (15 %) Σταθμοί PMM 8057 20

Σφάλματα (απροσδιοριστία) μέτρησης: Συχνοτική επιπεδότητα (flatness) στα 20V/m (για κάθε υποπεριοχή συχνοτήτων) 1-200MHz: ± 0,8dB, 150KHz-3GHz: ± 1,5dB 1-200MHz: ± 0,8dB, 150KHz-862MHz: ± 1,5dB 933MHz-3GHz : ± 1,5dB Ακρίβεια μέτρησης στα 6 V/m (για κάθε υποπεριοχή συχνοτήτων) ± 0,8dB στα 50MHz, ± 0,8dB στα 1 GHz Ανισοτροπικότητα στα 6 V/m (για κάθε υποπεριοχή συχνοτήτων) ± 0,8dB στα 50MHz, ± 0,8dB στα 1 GHz Θερμοκρασία 0,1dB/ o C Υπολογισμός εκτεταμένης αβεβαιότητας σταθμών PMM 8057: Για τον υπολογισμό της εκτεταμένης αβεβαιότητας των σταθμών PMM 8057 ακολουθείται η διαδικασία που περιγράφηκε παραπάνω. Αρχικά λαμβάνουμε υπόψη τις πηγές αβεβαιότητας καθώς και την τιμή τους (%). Για να βρούμε την τυπική αβεβαιότητα (standard uncertainty) διαιρούμε την τιμή αβεβαιότητας με κατάλληλο διαιρέτη που προκύπτει από το είδος της κατανομής. Επειδή δε δίνεται κανένα στοιχείο από τον κατασκευαστή για την κατανομή της αβεβαιότητας υποθέτουμε ότι ακολουθείται ομοιόμορφη κατανομή (rectangular distribution) για όλες τις πηγές αβεβαιότητας, εκτός από την ακρίβεια (accuracy) όπου ακολουθείται κανονική κατανομή. Ο υπολογισμός ακολουθεί στον παρακάτω πίνακα. Πηγή αβεβαιότητας Πίνακας 2.1: Ανάλυση αβεβαιότητας μετρήσεων σταθμών PMM 8057 Τιμή αβεβαιότητας (%) Κατανομή Διαιρέτης τυπική αβεβαιότητα (standard uncertainty)% Flatness error 9,65 Ομοιόμορφη 3 9,65 / 3 Accuracy error 18,85 Κανονική 2 18,85 / 2 Isotropicity error 9,65 Ομοιόμορφη 3 9,65 / 3 Temperature error 1,16 Ομοιόμορφη 3 1,16 / 3 Συνδυασμένη τυπική αβεβαιότητα (combined standard 13,16% uncertainty) Εκτεταμένη αβεβαιότητα (expanded uncertainty 95%) 25,8% 21

Εκτεταμένη αβεβαιότητα σταθμών SMS-K: Για τους σταθμούς SMS-K στο φυλλάδιο προδιαγραφών δίνονται απευθείας οι τιμές τυπικής αβεβαιότητας. Από αυτές υπολογίζουμε την συνδυαστική τυπική αβεβαιότητα και την εκτεταμένη αβεβαιότητα. Πηγή αβεβαιότητας τυπική αβεβαιότητα (standard uncertainty)% Linearity 11,13 Frequency 14,46 response Isotropicity 3,54 Modulation 10 Temperature 2,27 Crest factor 10 Συνδυασμένη τυπική αβεβαιότητα (combined standard 23,47% uncertainty) Εκτεταμένη αβεβαιότητα (expanded uncertainty 95%) 46% 2.6 Επιλογή σημείων εγκατάστασης Οι σταθμοί μέτρησης εγκαθίστανται σε εξωτερικούς χώρους. Στην πλειονότητά τους είναι εγκατεστημένοι σε δημόσια κτίρια (σχολεία, δημαρχεία, κτίρια που στεγάζουν δημόσιες υπηρεσίες κτλ). Υπάρχουν βέβαια σταθμοί μέτρησης που είναι εγκατεστημένοι και σε χώρους ιδιωτών. Πριν την εγκατάσταση του σταθμού σε συγκεκριμένο χώρο (π.χ στην ταράτσα ενός κτιρίου) ο χώρος σαρώνεται με φορητό ευρυζωνικό μετρητή λαμβάνοντας 6λεπτες τιμές πεδίου σε διάφορες θέσεις. Τα σημεία εγκατάστασης επιλέγονται, ώστε να αντιστοιχούν στα υψηλότερα επίπεδα ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας στα οποία μπορεί να εκτεθεί ένα άτομο, λαμβάνοντας υπόψη τη θέση των γειτονικών κεραιών. Για τον παραπάνω λόγο οι σταθμοί τοποθετούνται ως επί τω πλείστον σε υψηλά σημεία και όχι σε χαμηλά (π.χ σε ένα κτίριο θα προτιμηθεί η ταράτσα του κτιρίου και όχι ο πρώτος όροφος). Τέλος σημειώνεται ότι πλησίον στη θέση εγκατάστασης του σταθμού μέτρησης πραγματοποιείται και μέτρηση στενής ζώνης. 22

2.7 Δυσλειτουργίες σταθμών Στο τέλος του κεφαλαίου είναι σημαντικό να αναφερθούν οι δυσλειτουργίες των σταθμών καθώς και το πώς αυτές αντιμετωπίστηκαν. Όπως έχει προαναφερθεί οι σταθμοί δίνουν μία καταγραφή ανά 6λεπτο. Για διάφορες αιτίες η λειτουργία των σταθμών μπορεί να διακοπεί. Η διακοπή μπορεί να είναι από μερικά λεπτά, ώρες μέχρι και την οριστική διακοπή λειτουργίας του σταθμού. Στην τελευταία περίπτωση αρχικά γίνεται προσπάθεια ασύρματης επικοινωνίας με τον σταθμό για τον προσδιορισμό και τη λύση του προβλήματος, ενώ σε περίπτωση αποτυχίας της παραπάνω ενέργειας απαιτείται ο επιτόπιος έλεγχος του σταθμού καθώς και πιθανή αντικατάστασή του. Οι παραπάνω δυσλειτουργίες έχουν ως αποτέλεσμα την απώλεια των εγγραφών κατά το διάστημα της μη λειτουργίας του σταθμού. Για να αντιμετωπιστεί το παραπάνω πρόβλημα κατά την επεξεργασία των δεδομένων στον υπολογισμό των διαφόρων μεγεθών, εφαρμόστηκε το εξής κριτήριο: εάν πχ μας ενδιέφερε η εύρεση μέσης τιμής του καταγραφόμενου πεδίου ανά μήνα γινόταν έλεγχος σε κάθε μήνα ξεχωριστά και ελεγχόταν εάν στο συγκεκριμένο μήνα υπήρχαν καταγραφές που αντιστοιχούσαν τουλάχιστο στο 87% των μετρήσεων ανά μήνα. Εάν συγκεκριμένος μήνας εμφάνιζε λιγότερες εγγραφές αποκλειόταν από την επεξεργασία. Το ίδιο κριτήριο ως προς το ποσοστό των διαθέσιμων μετρήσεων (87%) εφαρμόστηκε σε όλες τις περιόδους μεσοποίησης (ημέρα, εβδομάδα, μήνας, κ.ο.κ). 23

Κεφάλαιο 3 3.1 Εισαγωγή Στατιστική επεξεργασία Για την επεξεργασία χρησιμοποιήθηκαν τα δεδομένα 61 συνολικά σταθμών μέτρησης. Ο πρώτος σταθμός εγκαταστάθηκε τον Νοέμβριο του 2003 (πρόγραμμα Hermes [1]) στη ταράτσα του κτιρίου της Σχολής Θετικών Επιστημών του Α.Π.Θ. Η επεξεργασία των δεδομένων αφορά στο χρονικό διάστημα από την 1 η Νοεμβρίου 2003 μέχρι τα τέλη Ιανουαρίου του 2009. 3.2 Κατηγοριοποίηση σταθμών Ένας βασικός διαχωρισμός που επιλέχθηκε για την επεξεργασία των καταγεγραμμένων από τους σταθμούς δεδομένων ήταν ο κατάλληλος χαρακτηρισμός των περιοχών εγκατάστασής τους. Έτσι ανάλογα με την περιοχή που ήταν εγκατεστημένοι, οι σταθμοί μέτρησης ομαδοποιήθηκαν στις εξής κατηγορίες: Πολεοδομικό συγκρότημα Θεσσαλονίκης Αστικές περιοχές Ημιαστικές περιοχές Ο διαχωρισμός του Πολεοδομικού συγκροτήματος Θεσσαλονίκης από τις υπόλοιπες αστικές περιοχές της Βορείου Ελλάδος δεν επιλέχθηκε αποκλειστικά εξαιτίας του μεγάλου αριθμού κατοίκων και της υψηλής συγκέντρωσής τους αλλά και λόγω του γεγονότος ότι στο ευρύτερο Πολεοδομικό συγκρότημα Θεσσαλονίκης υπάρχει ένα υπόβαθρο ηλεκτρομαγνητικού πεδίου που οφείλεται στις εγκατεστημένες κεραίες ραδιοτηλεοπτικών σταθμών στο Χορτιάτη. Έτσι συνολικά στην κατηγορία Πολεοδομικό συγκρότημα Θεσσαλονίκης ταξινομήθηκαν 19 σταθμοί μέτρησης, στην κατηγορία αστικές περιοχές 23 και τέλος στην κατηγορία ημιαστικές περιοχές 19. Στον παρακάτω πίνακα παρουσιάζονται οι τύποι των σταθμών, οι θέσεις και οι ημερομηνίες εγκατάστασής τους, ο χαρακτηρισμός των θέσεων εγκατάστασης καθώς και ο αριθμός των εγγραφών τους. Οι εγγραφές που χρησιμοποιήθηκαν στην εργασία ανέρχονται στις 6.692.790. 24

Πίνακας 3.1: Συγκεντρωτικά στοιχεία των σταθμών μέτρησης α/α ΤΥΠΟΣ ΣΤΑΘΜΟΥ 1 MCE-410S 2 MCE-410S 3 MCE-410S 4 MCE-410S 5 MCE-410S 6 MCE-410S 7 MCE-410S 8 MCE-410S ΘΕΣΗ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ Α.Π.Θ Ταράτσα σχολής θετικών επιστημών (πλ. Χημείου) Α.Π.Θ Κτιριο Διοίκησης Δημαρχείο Μενεμένης Noesis, Μουσείο Τεχνολογίας Θέρμη 11 ο Γυμνάσιο Θεσσαλονίκης 15 ο Γυμνάσιο Θεσσαλονίκης 40 ο Δημοτικό σχολείο Θεσσαλονίκης 20 ο Δημοτικό σχολείο Ευόσμου 9 MCE-410S 2 ο Λύκειο Ευόσμου 10 MCE-410S 11 MCE-410S 12 13 14 15 16 17 18 PMM-8057-03 PMM-8057-03 PMM-8057-03 PMM-8057-03 PMM-8057-03 PMM-8057-03 PMM-8057-02 2 ο Δημοτικό Πανοράματος 1 ο Δημοτικό Πανοράματος Ιφιγένειας 9 Καλαμαριά Γήπεδο Απόλλωνα Καλαμαριάς Βόλου 3 Θεσσαλονίκη Α.Π.Θ Ταράτσα σχολής θετικών επιστημών(αγ. Δημητρίου) Νεκροταφεία Καλαμαριάς Αδ. Κοραή 14 Καλαμαριά 2 ο Πειραματικό σχολείο Θεσσαλονίκης ΚΑΤΗΓΟΡΙΟΠΟΙΗΣΗ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΑΡΙΘΜΟΣ ΕΓΓΡΑΦΩΝ ΠΟΛΕΟΔΟΜΙΚΟ ΣΥΓΚΡΟΤΗΜΑ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ 1/11/2003 439008 ΠΟΛΕΟΔΟΜΙΚΟ ΣΥΓΚΡΟΤΗΜΑ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ 27/2/2004 406114 ΠΟΛΕΟΔΟΜΙΚΟ ΣΥΓΚΡΟΤΗΜΑ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ 12/6/2004 399931 ΠΟΛΕΟΔΟΜΙΚΟ ΣΥΓΚΡΟΤΗΜΑ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ 21/11/2006 186547 ΠΟΛΕΟΔΟΜΙΚΟ ΣΥΓΚΡΟΤΗΜΑ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ 3/7/2007 133703 ΠΟΛΕΟΔΟΜΙΚΟ ΣΥΓΚΡΟΤΗΜΑ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ 19/7/2007 127333 ΠΟΛΕΟΔΟΜΙΚΟ ΣΥΓΚΡΟΤΗΜΑ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ 2/11/2007 85828 ΠΟΛΕΟΔΟΜΙΚΟ ΣΥΓΚΡΟΤΗΜΑ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ 7/11/2008 17163 ΠΟΛΕΟΔΟΜΙΚΟ ΣΥΓΚΡΟΤΗΜΑ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ 7/11/2008 17169 ΠΟΛΕΟΔΟΜΙΚΟ ΣΥΓΚΡΟΤΗΜΑ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ 12/6/2008 52120 ΠΟΛΕΟΔΟΜΙΚΟ ΣΥΓΚΡΟΤΗΜΑ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ 17/6/2008 50687 ΠΟΛΕΟΔΟΜΙΚΟ ΣΥΓΚΡΟΤΗΜΑ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ 21/11/2007 100121 ΠΟΛΕΟΔΟΜΙΚΟ ΣΥΓΚΡΟΤΗΜΑ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ 21/11/2007 86457 ΠΟΛΕΟΔΟΜΙΚΟ ΣΥΓΚΡΟΤΗΜΑ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ 27/11/2007 99211 ΠΟΛΕΟΔΟΜΙΚΟ ΣΥΓΚΡΟΤΗΜΑ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ 11/3/2008 60052 ΠΟΛΕΟΔΟΜΙΚΟ ΣΥΓΚΡΟΤΗΜΑ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ 21/4/2008 64509 ΠΟΛΕΟΔΟΜΙΚΟ ΣΥΓΚΡΟΤΗΜΑ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ 24/4/2008 62379 ΠΟΛΕΟΔΟΜΙΚΟ ΣΥΓΚΡΟΤΗΜΑ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ 15/5/2008 56970 25

19 PMM-8057-03 Κύπρου 12 Αμπελόκηποι ΠΟΛΕΟΔΟΜΙΚΟ ΣΥΓΚΡΟΤΗΜΑ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ 7/1/2009 2650 20 EE-4070S 21 MCE-410S 22 MCE-410S 23 EE-4070S 24 MCE-410S 25 MCE-410S 26 MCE-410S 27 MCE-410S 1 ο και 2 ο Γυμνάσιο Νάουσσας ΑΣΤΙΚΗ 17/11/2004 363752 6 ο Γυμνάσιο Λάρισας ΑΣΤΙΚΗ 8/7/2006 212317 2 ο Γυμνάσιο Λάρισας ΑΣΤΙΚΗ 7/12/2006 150670 Κτίριο Καπνού Βόλου ΑΣΤΙΚΗ 30/3/2007 131101 Δημοτική βιβλιοθήκη Καβάλας ΑΣΤΙΚΗ 11/5/2007 41219 Πολυλειτουργικό κτίριο Κομοτηνής ΑΣΤΙΚΗ 4/10/2007 78359 Δημαρχείο Κομοτηνής ΑΣΤΙΚΗ 4/10/2007 110702 Πνευματικό κέντρο Τρικάλων ΑΣΤΙΚΗ 18/1/2008 84752 28 29 30 PMM-8057-03 PMM-8057-03 PMM-8057-02 Κτίριο Πολεοδομίας Βόλου ΑΣΤΙΚΗ 28/2/2007 125537 Δημοτικό Θέατρο Βόλου ΑΣΤΙΚΗ 5/3/2007 129639 Νομαρχεία Μαγνησίας ΑΣΤΙΚΗ 5/3/2007 126137 31 32 33 34 35 36 37 PMM-8057- Ξενοδοχείο Ορφέας 03 Κομοτηνή ΑΣΤΙΚΗ 10/5/2007 121238 PMM-8057-03 PMM-8057-03 PMM-8057-03 PMM-8057-03 PMM-8057-03 Καραϊσκάκη 63 Τρίκαλα ΑΣΤΙΚΗ 5/12/2007 74857 Ασμανίδη 1 Γιαννιτσά ΑΣΤΙΚΗ 6/12/2007 89831 Κεφαλληνίας 34 Λάρισα ΑΣΤΙΚΗ 6/12/2007 95776 Σαρανταπόρου 26 Φλώρινα ΑΣΤΙΚΗ 25/1/2008 84907 Αγ. Δημητρίου 9 Έδεσσα ΑΣΤΙΚΗ 25/1/2008 85448 PMM-8057-03 Εφορία Σερρών ΑΣΤΙΚΗ 21/5/2008 34011 38 39 40 41 PMM-8057-03 Ξενοδοχείο Acropole Λάρισα ΑΣΤΙΚΗ 27/8/2008 32686 PMM-8057-03 Κούμα 20 Λάρισα ΑΣΤΙΚΗ 23/9/2008 25746 PMM-8057-03 7 ο Λύκειο Λάρισας ΑΣΤΙΚΗ 9/10/2008 23476 PMM-8057-03 42 SMS-K 43 MCE-410S 44 EE-4070S 45 MCE-410S Περδίκα & Βασιλειάδη Κατερίνη ΑΣΤΙΚΗ 31/10/2008 18841 1 ο Δημοτικό σχολείο Κατερίνης ΑΣΤΙΚΗ 21/10/2008 19146 Γυμνάσιο Νέας Μηχανιώνας ΗΜΙΑΣΤΙΚΗ 4/6/2004 371201 Δημαρχείο Νέας Μηχανιώνας ΗΜΙΑΣΤΙΚΗ 9/6/2004 32303 Δημαρχείο Λευκίμης ΗΜΙΑΣΤΙΚΗ 23/7/2005 218584 26

46 MCE-410S 47 MCE-410S 48 MCE-410S 49 MCE-410S 50 MCE-410S 51 MCE-410S 52 MCE-410S 53 54 55 56 57 PMM-8057-03 PMM-8057-03 PMM-8057-03 PMM-8057-03 PMM-8057-03 58 SMS-K 59 SMS-K 2 ο Δημοτικό σχολείο Λευκίμης ΗΜΙΑΣΤΙΚΗ 23/7/2005 175010 Νομαρχία Χαλκιδικής ΗΜΙΑΣΤΙΚΗ 26/7/2006 210263 9 ο Δημοτικό σχολείο Κιλκίς ΗΜΙΑΣΤΙΚΗ 24/9/2007 113125 4 ο Νηπιαγωγείο Πεύκων ΗΜΙΑΣΤΙΚΗ 22/11/2007 46814 Δημαρχείο Τυρνάβου ΗΜΙΑΣΤΙΚΗ 4/12/2007 73603 Δημοτικό σχολείο Βασιλικών ΗΜΙΑΣΤΙΚΗ 29/8/2008 33348 Δημαρχείο Κηπουριού ΗΜΙΑΣΤΙΚΗ 11/10/2008 29580 Λουτρών 49 Λαγκαδάς HMIΑΣΤΙΚΗ 7/3/2008 74591 Πατριάρχου Γρηγορίου Ζ Αλιστράτη ΗΜΙΑΣΤΙΚΗ 22/5/2008 57047 Βιτσίου 9 Νεάπολη Κοζάνης ΗΜΙΑΣΤΙΚΗ 28/5/2008 55324 Τζαβούρα & Μαμέλη Μουδανιά ΗΜΙΑΣΤΙΚΗ 27/8/2008 33349 Αγ. Νικολάου 8 Νέοι Επιβάτες ΗΜΙΑΣΤΙΚΗ 12/11/2008 15920 10 ο Δημοτικό σχολείο Κατερίνης ΗΜΙΑΣΤΙΚΗ 21/10/2008 19813 Γυμνάσιο Νεάπολης Κοζάνης ΗΜΙΑΣΤΙΚΗ 3/9/2008 31573 60 SMS-K Γυμνάσιο Χορτιάτη ΗΜΙΑΣΤΙΚΗ 28/11/2008 11579 61 SMS-K Δημοτικό σχολείο Κρύας Βρύσης ΗΜΙΑΣΤΙΚΗ 29/8/2008 32373 3.3 Εύρεση είδους κατανομής των μετρήσεων Αρχικά εξετάζεται το είδος της κατανομής που ακολουθούν οι 6λεπτες μετρήσεις των σταθμών. Η επεξεργασία αφορά τις συνολικές καταγραφές των σταθμών (effective values) από την ημέρα εγκατάστασής τους μέχρι και την ημέρα συλλογής των δεδομένων. Στο παρακάτω σχήμα παρουσιάζεται η κατανομή των εγγραφών του πρώτου χρονικά εγκαταστημένου από τους σταθμούς μέτρησης. 27

7 x 104 Κατανομή των εγγραφών του σταθμού - Α.Π.Θ, Σ.Θ.Ε (Πλ. Χημείου) 6 5 Πλήθος εγγραφών 4 3 2 1 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 E (V/m) Διάγραμμα 3.1: Κατανομή των εγγραφών του σταθμού στη ταράτσα της Σχολής Θετικών Επιστημών (Πλατεία Χημείου). Για να ελεγχθεί εάν η παραπάνω κατανομή είναι κανονική χρησιμοποιήθηκε το chi square test. To chi square test εξετάζει εάν το πλήθος των δειγμάτων ενός συνόλου ακολουθεί ή όχι κανονική κατανομή καθώς και το επίπεδο σημαντικότητας του αποτελέσματος. Όσο μεγαλύτερο προκύπτει το επίπεδο σημαντικότητας τόσο η κατανομή προσεγγίζει την κανονική. Η εξεταζόμενη κατανομή προέκυψε κανονική σε επίπεδο σημαντικότητας 100%. 28

2.5 x 104 Κατανομή των εγγραφών του σταθμού - Noesis (Θέρμη) 2 Πλήθος εγγραφών 1.5 1 0.5 0 0 1 2 3 4 5 6 E (V/m) 12000 Κατανομή των εγγραφών του σταθμού - Τρίκαλα (Καραϊσκάκη 63) 10000 Πλήθος εγγραφών 8000 6000 4000 2000 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 E (V/m) Διαγράμματα 3.2 & 3.3: Κατανομές των εγγραφών σταθμών μέτρησης εγκατεστημένων στην Θέρμη και στα Τρίκαλα. Συμπερασματικά βρέθηκε ότι οι 6λεπτες καταγραφές ηλεκτρικού πεδίου των σταθμών ακολουθούν την κανονική κατανομή (κατανομή Gauss). Εξαίρεση αποτελούν σταθμοί που από την ημέρα της εγκατάστασής τους μετρούν τιμές πεδίου κάτω από τα όρια ευαισθησίας των μετρητών. 29

3.4 Εύρεση μέσης τιμής και τυπικής απόκλισης των εγγραφών ανά σταθμό 3.4.1 Διαδικασία εύρεσης Οι σταθμοί μέτρησης κάθε 6λεπτο καταγράφουν την μέση τιμή του ηλεκτρικού πεδίου (effective value) καθώς και την μέγιστη τιμή που βρέθηκε κατά το ίδιο χρονικό διάστημα των 6 λεπτών (max value). Για τον προσδιορισμό της μέσης τιμής για κάθε σταθμό ακολουθήθηκε η εξής διαδικασία: Κάθε σταθμός κατά τη διάρκεια ενός 24ωρου αποθηκεύει 240 εγγραφές. Εξαιτίας δυσλειτουργιών (βλ. παράγραφο 2.6) οι εγγραφές εντός του 24ωρου μπορεί να είναι λιγότερες. Για κάθε σταθμό μέτρησης εντοπίστηκαν 24ώρα στα οποία υπήρχαν τουλάχιστον το 87% των ημερήσιων 6λεπτων εγγραφών (τουλάχιστον 210 εγγραφές ανά ημέρα). Εντοπίζονταν δηλαδή οι 6λεπτες εγγραφές από την 00:00:00 της μίας μέρας μέχρι την 00:00:00 της επόμενης ημέρας και ελέγχονταν ο αριθμός τους. Στη συνέχεια από τα 24ωρα που πληρούσαν τις παραπάνω προδιαγραφές βρέθηκε η μέση όλων αυτών. Έτσι προέκυψε μία μέση τιμή πεδίου ανά σταθμό στην συγκεκριμένη θέση εγκατάστασης. Η παραπάνω διαδικασία ακολουθήθηκε και για τις μέγιστες τιμές ανά 6λεπτο. 3.4.2 Μέση τιμή, τυπική απόκλιση και αβεβαιότητα ανά σταθμό μέτρησης Στην παράγραφο 2.5 έγινε εκτενής αναφορά στις απροσδιοριστίες των σταθμών μέτρησης καθώς και υπολογίστηκε η συνδυασμένη τυπική (combined standard uncertainty) και εκτεταμένη αβεβαιότητα (expanded standard uncertainty) των διαφορετικών τύπων σταθμών μέτρησης. Κατά τον υπολογισμό της μέσης τιμής s του κάθε σταθμού στην συνδυασμένη τυπική αβεβαιότητα υπεισέρχεται ο όρος n, όπου s ή τυπική απόκλιση της μέσης τιμής και n ο αριθμός των δειγμάτων (στην περίπτωσή μας ο αριθμός των 6λεπτων μετρήσεων). Με την προσθήκη του όρου 2 2 2 2 2 s c = + + + + αυτού η σχέση (2.1) γίνεται u a b c d. Σε κάθε περίπτωση ο n όρος αυτός λόγω των πολλών 6λεπτων μετρήσεων ανά σταθμό, γίνεται πολύ μικρός και μπορεί να παραληφθεί. Επομένως οι αβεβαιότητες κατά τον προσδιορισμό της μέσης τιμής είναι αυτές της παραγράφου 2.5. 30

Πίνακας 3.2: Μέσες τιμές και αβεβαιότητα των σταθμών μέτρησης Πολεοδ. Συγκ. Θεσ/νικης Α.Π.Θ Ταράτσα σχολής θετικών επιστημών (Εθν.Αμύνης) Α.Π.Θ Κτιριο Διοίκησης Δημαρχείο Μενεμένης Noesis, Μουσείο Τεχνολογίας - Θέρμη ΤΥΠΟΣ ΣΤΑΘΜΟΥ Μέση τιμή ανά σταθμό expanded uncertainty MCE- 410S 1.23 ± 0.41 MCE- 410S 3.65 ± 1.21 MCE- 410S 2.17 ± 0.72 MCE- 410S 3.09 ± 1.02 Ημιαστικές περιοχές Γυμνάσιο Νέας Μηχανιώνας ΤΥΠΟΣ ΣΤΑΘΜΟΥ Μέση τιμή ανά σταθμό expanded uncertainty MCE- 410S 1.59 ± 0.52 Δημαρχείο Νέας Μηχανιώνας EE-4070S 0.90 ± 0.13 Δημαρχείο Λευκίμης 2ο Δημοτικό σχολείο Λευκίμης MCE- 410S 0.62 ± 0.21 MCE- 410S 0.76 ± 0.25 11ο Γυμνάσιο Θεσσαλονίκης 15ο Γυμνάσιο Θεσσαλονίκης 40ο Δημοτικό σχολείο Θεσσαλονίκης 20ο Δημοτικό σχολείο Ευόσμου 2ο Λύκειο Ευόσμου 2ο Δημοτικό Πανοράματος 1ο Δημοτικό Πανοράματος Ιφιγένειας 9 - Καλαμαριά Γήπεδο Απόλλωνα Καλαμαριάς Βόλου 3 - Θεσσαλονίκη Α.Π.Θ Ταράτσα σχολής θετικών επιστημών(αγ. Δημητρίου) Νεκροταφεία Καλαμαριάς Αδ. Κοραή 14 - Καλαμαριά 2ο Πειραματικό σχολείο Θεσσαλονίκης MCE- 410S 0.01 ± 0.00 MCE- 410S 1.07 ± 0.35 MCE- 410S 0.07 ± 0.02 MCE- 410S 0.00 ± 0.00 MCE- 410S 0.00 ± 0.00 MCE- 410S 1.54 ± 0.51 MCE- 410S 2.55 ± 0.84 PMM- 8057-03 3.51 ± 0.91 PMM- 8057-03 0.95 ± 0.24 PMM- 8057-03 2.75 ± 0.71 PMM- 8057-03 0.99 ± 0.26 PMM- 8057-03 2.86 ± 0.74 PMM- 8057-03 1.22 ± 0.31 PMM- 8057-02 1.62 ± 0.42 Νομαρχία Χαλκιδικής 9ο Δημοτικό σχολείο Κιλκίς 4ο Νηπιαγωγείο Πεύκων Δημαρχείο Τυρνάβου Δημοτικό σχολείο Βασιλικών Δημαρχείο Κηπουριού Λουτρών 49 - Λαγκαδάς Πατριάρχου Γρηγορίου Ζ' - Αλιστράτη Βιτσίου 9 - Νεάπολη Κοζάνης Τζαβούρα & Μαμέλη - Μουδανιά MCE- 410S 0.24 ± 0.08 MCE- 410S 0.16 ± 0.05 MCE- 410S 0.02 ± 0.01 MCE- 410S 1.04 ± 0.34 MCE- 410S 0.49 ± 0.16 MCE- 410S 0.01 ± 0.00 PMM- 8057-03 0.80 ± 0.21 PMM- 8057-03 0.24 ± 0.06 PMM- 8057-03 0.74 ± 0.19 PMM- 8057-03 1.28 ± 0.33 Αγ. Νικολάου 8 - Νέοι Επιβάτες PMM- 8057-03 1.42 ± 0.37 10ο Δημοτικό σχολείο Κατερίνης SMS-K 0.42 ± 0.2 Γυμνάσιο Νεάπολης Κοζάνης SMS-K 0.43 ± 0.19 Γυμνάσιο Χορτιάτη SMS-K 1.55 ± 0.71 Κύπρου 12 - Αμπελόκηποι PMM- 8057-03 2.59 ± 0.67 Δημοτικό σχολείο Κρύας Βρύσης SMS-K 0.47 ± 0.22 31

Αστικές περιοχές ΤΥΠΟΣ ΣΤΑΘΜΟΥ Μέση τιμή ανά σταθμό expanded uncertainty 1ο και 2ο Γυμνάσιο Νάουσσας EE-4070S 0.60 ± 0.09 6ο Γυμνάσιο Λάρισας 2ο Γυμνάσιο Λάρισας MCE- 410S 0.01 ± 0.00 MCE- 410S 0.00 ± 0.00 Κτίριο Καπνού Βόλου EE-4070S 0.19 ± 0.03 Δημοτική βιβλιοθήκη Καβάλας Πολυλειτουργικό κτίριο Κομοτηνής MCE- 410S 1.19 ± 0.39 MCE- 410S 0.00 ± 0.00 Δημαρχείο Κομοτηνής Πνευματικό κέντρο Τρικάλων Κτίριο Πολεοδομίας Βόλου Δημοτικό Θέατρο Βόλου Νομαρχεία Μαγνησίας Ξενοδοχείο Ορφέας Κομοτηνή Καραισκάκη 63 - Τρίκαλα Ασμανίδη 1 - Γιαννιτσά MCE- 410S 2.84 ± 0.94 MCE- 410S 0.02 ± 0.01 PMM- 8057-03 1.03 ± 0.27 PMM- 8057-03 0.70 ± 0.18 PMM- 8057-02 0.54 ± 0.14 PMM- 8057-03 3.03 ± 0.78 PMM- 8057-03 2.57 ± 0.66 PMM- 8057-03 0.45 ± 0.12 Κεφαλληνίας 34 - Λάρισα Σαρανταπόρου 26 - Φλώρινα Αγ. Δημητρίου 9 - Έδεσσα Εφορία Σερρών Ξενοδοχείο Acropole - Λάρισα Κούμα 20 - Λάρισα 7ο Λύκειο Λάρισας Περδίκα & Βασιλειάδη - Κατερίνη PMM- 8057-03 1.37 ± 0.35 PMM- 8057-03 0.91 ± 0.23 PMM- 8057-03 3.48 ± 0.90 PMM- 8057-03 1.66 ± 0.43 PMM- 8057-03 3.00 ± 0.78 PMM- 8057-03 4.13 ± 1.07 PMM- 8057-03 0.22 ± 0.06 PMM- 8057-03 2.14 ± 0.55 1ο Δημοτικό σχολείο Κατερίνης SMS-K 2.78 ± 1.29 32

Στο παρακάτω διάγραμμα απεικονίζεται η μέση τιμή και η τυπική απόκλιση των τιμών πεδίου ανά σταθμό. Οι σταθμοί ακολουθούν τον διαχωρισμό στις τρεις κατηγορίες που περιγράφηκε προηγουμένως. Διάγραμμα 3.4: Μέση τιμή και τυπική απόκλιση των καταγραφών της έντασης ηλεκτρικού πεδίου ανά σταθμό. Οι σταθμοί είναι κατηγοριοποιημένοι ως εξής: Κόκκινο Πολεοδομικό συγκρότημα Θεσσαλονίκης, Μπλε Αστικές περιοχές, Πράσινο ημιαστικές Στο παραπάνω διάγραμμα οι κουκίδες στο κέντρο των γραμμών δηλώνουν την μέση τιμή των εγγραφών. Οι γραμμές πάνω και κάτω από τη μέση τιμή δηλώνουν την τυπική απόκλιση. Το άνω και κάτω όριο των γραμμών δείχνει την περιοχή τιμών η οποία περιλαμβάνει το 95,45% των καταγραφών ανά σταθμό. Η τυπική απόκλιση δηλώνει αλλαγές στις μετρούμενες τιμές του πεδίου δηλαδή αλλαγές στο ηλεκτρομαγνητικό περιβάλλον στις θέσεις εγκατάστασης των σταθμών. Ως επί των πλείστον, την μεγαλύτερη τυπική απόκλιση την εμφανίζουν οι σταθμοί που είναι περισσότερο χρόνο εγκατεστημένοι σε συγκεκριμένες θέσεις συγκριτικά με αυτούς που εγκαταστάθηκαν αργότερα. 3.5 Σύγκριση με τα όρια της ελληνικής νομοθεσίας Όπως έχει αναφερθεί, οι σταθμοί μέτρησης κάθε 6λεπτο καταγράφουν την μέση τιμή του ηλεκτρικού πεδίου (effective value) καθώς και την μέγιστη τιμή που βρέθηκε κατά το ίδιο χρονικό διάστημα των 6 λεπτών (max value). Αφού πρώτα υπολογίστηκε η μέση τιμή των δύο παραπάνω μεγεθών (ανά σταθμό) συγκρίθηκε με το αυστηρότερο όριο της ελληνικής νομοθεσίας (21,7V/m στην περιοχή των 10-33