Zasady wykorzystania symulacji komputerowych do oceny zgodności z wymaganiami dyrektywy2004/40/WE odnośnie do bezpieczeństwa i higieny pracy w polach elektromagnetycznych

• Autorzy: Karpowicz J. , Gryz K. , Zradziński P.

Warianty tytułu

EN

Principles of using computer simulation for conformity assessment in accordance with Directive 2004/40/EC regarding occupational safety in electromagnetic fields

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Pole elektromagnetyczne jest czynnikiem, który podlega zgodnie z wymaganiami przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, obowiązkowej ocenie w środowisku pracy, ze względu na zagrożenie jakie może powodować dla pracowników. Poziom narażenia pracowników jest oceniany klasycznymi metodami pomiarowymi (tj. przez pomiary różnych parametrów natężenia pola elektrycznego i magnetycznego) lub z wykorzystaniem wyników symulacji komputerowych. Rola tych różnych metod oceny warunków ekspozycji pracowników jest odmienna. Do przeprowadzenia symulacji komputerowych wymagane jest specjalistyczne oprogramowanie i komputer o dużej mocy obliczeniowej oraz ich użytkownik dobrze zapoznany z zagadnieniami zagrożeń elektromagnetycznych i metodami dozymetrii komputerowej, a także numeryczne modele ciała pracownika, źródła pola elektromagnetycznego i materialnych obiektów znajdujących się na stanowisku pracy. W związku z tym są to badania wymagające bardzo dobrego warsztatu naukowego, a ich duża pracochłonność i wysoki koszt powodują, że ich wykonanie jest szczególnie uzasadnione przy badaniach naukowych, analizie poziomu narażenia jaki, może być dopuszczony przez wymagania przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy oraz przy ocenie poziomu emisji pól elektromagnetycznych wytwarzanych przez urządzenia produkowane seryjnie (w ramach badań produktu wykonywanych przez producentów). Zastosowanie symulacji komputerowych do oceny warunków ekspozycji na rzeczywistych stanowiskach pracy może być jedynie wykonane w odniesieniu do wybranych modeli, odpowiadających typowemu sposobowi wykonywania określonej pracy lub modelowi odpowiadającemu najgorszemu przypadkowi narażenia przy takiej pracy. Pomiary natężenia pola elektrycznego i magnetycznego można wykonać na każdym stanowisku pracy. Umożliwiają więc wykonanie indywidualnej oceny poziomu narażenia każdego pracownika. Mogą też być one wykorzystane przy opracowywaniu danych do tworzenia modeli numerycznych stanowisk pracy, weryfikacji wybranych wyników obliczeń oraz w laboratoryjnych badaniach emisyjności poszczególnych urządzeń. W niniejszej publikacji zaprezentowano zasady wykorzystania wyników symulacji komputerowych do oceny poziomu narażenia pracowników na pola elektromagnetyczne, ze szczególnym uwzględnieniem oceny spełnienia wymagań zawartych w dyrektywie 2004/40/WE i polskich przepisach bezpieczeństwa i higieny pracy. Opracowanie jest przeznaczone dla specjalistów dokonujących oceny ryzyka zawodowego pracowników obsługujących urządzenia wytwarzające pola elektromagnetyczne oraz prowadzących nadzór warunków pracy w przedsiębiorstwach. Zaprezentowane zasady wykorzystania wyników symulacji komputerowych na potrzeby oceny poziomu narażenia pracowników oraz przegląd badań naukowych odnoszących się do oceny zagrożeń elektromagnetycznych mogą być również pomocne dla zespołów badawczych podejmujących się wykonania symulacji numerycznych. Metodyka wykorzystania metod numerycznych do rozwiązywania zadań polowych, omówiona w licznych specjalistycznych opracowaniach naukowych oraz w poradnikach wykorzystania poszczególnych pakietów oprogramowania, nie jest przedmiotem niniejszego opracowania.

EN

Electromagnetic field is an environmental factor that, in accordance with occupational safety and heath (OSH) regulations, is subject to compulsory assessment in the working environment because of the risk it may cause to the workers. The level of workers exposure is assessed by classic measurement methods (i.e. by measuring various parameters of electric and magnetic field strength) or with the use of computer simulation results. Both methods play various roles in OSH engineering. Computer simulations require specialist software, high-performance computers, and a highly skilled user. Numerical models of the human body, sources of electromagnetic fields and material objects present in the workplace are also necessary. Therefore, this type of investigation requires high-class scientific skills and techniques. As they are time-consuming and entail high costs, it is especially justified to conduct them as part of scientific research aimed at analyzing exposure level that may be permitted by OSH regulations and at assessing the emission of EMF generated by mass production devices (as part of product tests performed by the manufacturers). The use of computer simulations for exposure assessment at real work stations can only be performed with reference to selected models, representing the typical scenarios of performing a job, or to a model representing a scenario for the worst case of exposure conditions when performing such a job. Measurements of electric and magnetic field strength may be performed at each individual work place, so they make it possible to make individual assessment of exposure level for each worker. They can also be used in developing data necessary to design numerical models of the workplace, verification of selected calculation outcomes and in laboratory testing of electromagnetic emission from particular devices. This publication presents the principles of the use of computer simulation outcomes for assessing the level of workers exposure to electromagnetic fields, with special focus on the assessment of compliance with Directive 2004/40/EC provisions and with requirements of OSH regulations compulsory in Poland. The study is intended for experts dealing with the assessment of occupational hazards to the workers who operate devices generating electromagnetic fields and with supervising work conditions in an enterprise. The principles of using computer simulation outcomes for assessing workers' exposure level, and the review of research on electromagnetic hazards assessment, presented in the article, may also be instrumental for researchers dealing with computer simulations. The principles of using numerical methods for solving field tasks discussed in a great number of specialist scientific studies and guides for using particular software packets are not the subject of the present paper.

Słowa kluczowe

PL

pole elektromagnetyczne; ekspozycja zawodowa; ocena ryzyka; symulacje numeryczne; miary wewnętrzne

EN

electromagnetic field; occupational exposure; risk assessment; numerical simulations; internal measures

• Wydawca: Centralny Instytut Ochrony Pracy - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Podstawy i Metody Oceny Środowiska Pracy
• Rocznik: 2008
• Tom: Nr 4 (58)
• Strony: 103--135
• Opis fizyczny: Bibliogr. 61 poz., rys.

Twórcy

autor

Karpowicz J.

• Centralny Instytut Ochrony Pracy – Państwowy Instytut Badawczy Czerniakowska 16 00-701 Warszawa

autor

Gryz K.

• Centralny Instytut Ochrony Pracy – Państwowy Instytut Badawczy Czerniakowska 16 00-701 Warszawa

autor

Zradziński P.

• Centralny Instytut Ochrony Pracy – Państwowy Instytut Badawczy Czerniakowska 16 00-701 Warszawa

Bibliografia

• 1.ACGIH (2007) TLVs and BEIs. Threshold limit values for chemical substances and physical agents and biological exposure indices. Cincinnati, American Conference Governmental and Industrial Hygienists, OH.
• 2.Bezpieczeństwo pracy i ergonomia (1997) [Red. nauk.] D. Koradecka. T. 1. Warszawa, CIOP.
• 3.Bortkiewicz A. (2008) Skutki zdrowotne działania pól elektromagnetycznych - przegląd badań, Podstawy i Metody Oceny Środowiska Pracy 4(58), 67-88.
• 4.Czynniki szkodliwe w środowisku pracy – wartości dopuszczalne 2007 (2007). Red. D. Augustyńska i M. Pośniak. Warszawa, CIOP–PIB.
• 5.Dokumentacja nowelizacji NDN pól elektromagnetycznych (2007) Warszawa, CIOP–PIB [materiał niepublikowany].
• 6.Durney C. H. (1980) Electromagnetic dosimetry for models of humans and animals. A review of theoretical and numerical techniques. Proceedings of the IEEE, 68.
• 7.EC Council Recommendation of 12 July 1999 on the limitation of exposure of the general public to electromagnetic fields (0 Hz to 300 GHz). Official Journal of the European Communities 1999/519/EC [dokument nieobligatoryjny].
• 8.Gabriel C. (1996) Compilation of the dielectric properties of body tissues at RF and microwave frequencies. Brooks Air Force Technical Report AL/OE-TR-1996-0037. http://www.fcc.gov/cgi-bin/dielec.sh
• 9.Gdowski T. (2005) Occupational safety and health in electromagnetic fields – National Labour Inspectorate inspection activities. Proceedings of International Workshop Electromagnetic Fields in the Workplace, Poland, Warsaw 5–7.09.2005, S4/23-S4/27.
• 10.Gedliczka A. (2001) Atlas miar człowieka – Dane do projektowania i oceny ergonomicznej. Warszawa, CIOP.
• 11.Gryz K., Karpowicz J. (2000) Pola elektromagnetyczne w środowisku pracy. Seria: Zarządzanie Bezpieczeństwem i Higieną Pracy. [Red. nauk.] D. Koradecka, Warszawa, CIOP.
• 12.Gryz K., Karpowicz J. (2007) Wyniki badań ekspozycji pracowników na pola elektromagnetyczne 2000-2007. Warszawa, CIOP–PIB [materiał niepublikowany].
• 13.Gryz K., Karpowicz J. (2008) Zasady oceny zagrożeń elektromagnetycznych związanych z występowaniem prądów indukowanych i kontaktowych, Podstawy i Metody Oceny Środowiska Pracy 4(58).
• 14.GUS (2006) Warunki pracy w 2005 roku. Informacje i opracowania statystyczne. Główny Urząd Statystyczny. Warszawa.
• 15.IARC (2002) Non-ionizing radiation, Part 1: Static and extremely low-frequency (ELF) electric and magnetic fields. Lyon, IARC Monographs 80, IARC Press.
• 16.ICNIRP (1998) Guidelines for limiting exposure to time-varying electric, magnetic, and electromagnetic fields (up to 300 GHz). Health Physics, 74, 4 (April), 494–522.
• 17.ICNIRP (2001) Review of the epidemiological literature on EMF and health. Standing Committee on Epidemiology. Environ. Health Perspect., 109 (Suppl.6), 911–933.
• 18.IEC 601-2-33: 1995 Medical electrical equipment. Part 2: Particular requirements for the safety of magnetic resonance equipment for medical diagnosis.
• 19.IEEE (2006) Std C95.1-2005 Standard for safety levels with respect to human exposure to radio frequency electromagnetic fields, 3 kHz to 300 GHz. New York, Published by the Institute of Electrical and Electronics Engineers.
• 20.IEEE (2002a) Std C95.3-2002 Recommended practice for measurements and computations of radio frequency electromagnetic fields with respect to human exposure to such fields, 100 kHz– 300 GHz. New York, Published by the Institute of Electrical and Electronics Engineers.
• 21.IEEE (2002b) Std C95.6-2002 Standard for safety levels with respect to human exposure to frequency electromagnetic fields, 0 Hz to 3 kHz. New York, Published by the Institute of Electrical and Electronics Engineers.
• 22.ILO (1998) Safety in the use of radiofrequency dielectric heaters and sealers. Occupational Safety and Health Series. Geneve, 73.
• 23.ILO (1999) Draft code of practice on ambient factors at workplace. Geneva, Meeting of Experts on Ambient Factors at the Workplace.
• 24.Karpowicz J., Gryz K. (2001) Kontrola i kształtowanie warunków pracy w polach i promieniowaniu elektromagnetycznym. Zakres częstotliwości od 0 Hz do 300 GHz. Bezpieczeństwo Pracy 10, 7–13.
• 25.Karpowicz J., Gryz K. (2004) Nowa dyrektywa dotycząca ekspozycji zawodowej na pola elektromagnetyczne – 2004/40/EC. Bezpieczeństwo Pracy 11, 20–23.
• 26.Karpowicz J., Gryz K. (2005) EMF exposure level – and duration-dependent approach to workers exposure assessment used in Poland. Warsaw, Proceedings of International Workshop Electromagnetic Fields in the Workplace 5–7.09.2005, S1/11-S1/20.
• 27.Karpowicz J. i in. (2006) Electromagnetic fields associated wirh Spot Welding – examples of measurements and calculations for compliance”. Workshop Handbook "Electromagnetic fields of welding equipment in the framework of the directive 2004/40/EC", VITO, Mol, Belgia, 06.04.2006.
• 28.Karpowicz J. i in (2008) Pola i promieniowanie elektromagnetyczne o częstotliwości z zakresu 0 Hz  300 GHz. Dokumentacja nowelizacji harmonizującej dopuszczalny poziom ekspozycji pracowników z wymaganiami dyrektywy 2004/40/WE. Podstawy i Metody Oceny Środowiska Pracy 4(58), 7-46.
• 29.Korniewicz H. (1996) Modelowanie elektrodynamicznych procesów oddziaływania pól elektromagnetycznych na organizm ludzki. Praca na stopień doktora habilitowanego. Warszawa, CIOP.
• 30.Korniewicz H. i in. (2001) Pola i promieniowanie elektromagnetyczne z zakresu częstotliwości 0 Hz – 300 Hz. Podstawy i Metody Oceny Środowiska Pracy 2(28), 97–238 NRPB (2003) Proposals for limiting exposure to electromagnetic fields (0-300 GHz). [Consultation dokument].
• 31.Obwieszczenie ministra gospodarki, pracy i polityki społecznej z dnia 28 sierpnia 2003 r. w sprawie jednolitego tekstu rozporządzenia ministra pracy i polityki socjalnej w sprawie ogólnych przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy. DzU 2003, nr 169, poz. 1650.
• 32.Ocena stanu bezpieczeństwa i higieny pracy w 2005 roku (2006) Warszawa, Ministerstwo Pracy i Polityki Społecznej.
• 33.PN-77/T-06582 Ochrona pracy w polach elektromagnetycznych wielkiej częstotliwości w zakresie 0,1-300 MHz. Metody pomiaru natężenia pola na stanowiskach pracy.
• 34.PN-N-01256/03:1993 (PN-93/N-01256/03) Znaki bezpieczeństwa, Ochrona i higiena pracy.
• 35.PN-N-18002: 2000. Systemy zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy. Ogólne wytyczne do oceny ryzyka zawodowego.
• 36.PN-T-06260:1974 (PN-74/T-06260) Źródła promieniowania elektromagnetycznego. Znaki ostrzegawcze.
• 37.PN-T-065890: 2002 Ochrona pracy w polach i promieniowaniu elektromagnetycznym w zakresie częstotliwości od 0 Hz do 300 GHz. Arkusz 01. Terminologia. Arkusz 03. Metody pomiaru i oceny pola na stanowisku pracy.
• 38.Polk Ch., Postow E. (1996) Handbook of biological effects of electromagnetic fields. Sec. ed. CRC Press.
• 39.prEN50444. Basic standard for the evaluation of human exposure to electromagnetic fields from equipment for arc welding and allied processes.
• 40.prEN50445. Product family standard to demonstrate compliance of equipment for resistance welding, arc welding and allied processes with the basic restriction related to human exposure to electromagnetic fields (0 Hz – 300 GHz).
• 41.prEN 50499:2006. Determination of workers exposure to electromagnetic field.
• 42.prEN50505. Basic standard for the evaluation of human exposure to electromagnetic fields from equipment for arc welding and allied processes.
• 43.prEN 50413:2007. Basic standard on measurement and calculation procedures for human
• exposure to electric, magnetic and electromagnetic fields (0 Hz - 300 GHz)
• 44.prEN 50475:2007 Basic standard for the calculation and the measurement of human exposure to electromagnetic fields from broadcasting service transmitters in the HF bands (3 MHz – 30 MHz)
• 45.prEN 50476:2007 Product standard to demonstrate the compliance of broadcast station transmitters with the reference levels and the basic restrictions related to public exposure to radio frequency electromagnetic fields (3 MHz - 30 MHz.)
• 46.Raport Europejskiej Agencji Bezpieczeństwa i Zdrowia w Pracy (2005) Expert forecast on emerging physical risks related to occupational safety and health. Risk observatory. EU office, Luxemburg.
• 47.Reilly P.J. (1998) Applied bioelectricity. From electrical stimulation to electropatholog. New York, Springer.
• 48.Rozporządzenie ministra pracy i polityki społecznej z dnia 29 listopada 2002 r. w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy. Załącznik 2. Część E. Pola i promieniowanie elektromagnetyczne z zakresu częstotliwości0 Hz - 300 GHz. DzU 2002, nr 217, poz. 1833.
• 49.Rozporządzenie ministra zdrowia i opieki społecznej z dnia 30 maja 1996 r. w sprawie przeprowadzania badań lekarskich pracowników, zakresu profilaktycznej opieki zdrowotnej nad pracownikami oraz orzeczeń lekarskich wydawanych do celów przewidzianych w Kodeksie pracy. DzU 1996, nr 69, poz. 332; 1997, nr 60, poz. 375; 1998, nr 159, poz. 1057; 2001, nr 37, poz. 451.
• 50.Rozporządzenia ministra zdrowia z dnia 20 kwietnia 2005 r. w sprawie badań i pomiarów czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy. DzU 2005, nr 73, poz. 645.
• 51.Rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 10 września 1996 r. w sprawie wykazu prac wzbronionych kobietom. DzU nr 114, poz. 545; 2002, nr 127, poz. 1092.
• 52.Rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 24 sierpnia 2004 r. w sprawie wykazu prac wzbronionych młodocianym i warunków ich zatrudniania przy niektórych z tych prac. DzU nr 200, poz. 2047; zm. DzU 2005, nr 136, poz. 1145.
• 53.Serwis internetowy nt. zagrożeń elektromagnetycznych. http://www.ciop.pl/EMF
• 54.SCENIHR (2007) Komitet naukowy ds. pojawiających się i nowo rozpoznanych zagrożeń dla zdrowia, Opinia wstępna na temat potencjalnego oddziaływania pól elektromagnetycznych (EMF) na zdrowie człowieka. Bruksela.
• 55.Skowroń J. (2007) 55. posiedzenie Międzyresortowej Komisji ds. Najwyższych Dopuszczalnych Stężeń i Natężeń Czynników Szkodliwych dla Zdrowia w Środowisku Pracy. Bezpieczeństwo Pracy, 9, 30–31.
• 56.The International EMF Dosimetry Handbook. http://www.emfdosimetry.org
• 57.The Visible Human Project, National Library of Medicine http://www.nlm.nih.gov/research/visible/visible_human.html.
• 58.WHO (1993) Environmental Health Criteria 137, Electromagnetic Fields (300 Hz – 300 GHz). http://www.inchem.org/documents/ehc/ehc/ehc137.htm
• 59.WHO (2006) Environmental Health Criteria 232, Static Fields. http://www.who.int/pehemf/ publications/reports/ehcstatic/en/index.html
• 60.WHO (2007) Environmental Health Criteria 238, Extremely Low Frequency Fields (ELF). http://www.who.int/peh-emf/publications/elf_ehc/en/index.html
• 61.Wiaderkiewicz R. (2008) Skutki biologiczne ekspozycji na pola elektromagnetyczne – badania eksperymentalne. Metody Oceny Środowiska Pracy 4(58), 47-66.