W niniejszej publikacji przedstawiono możliwości wykorzystania numerycznych modeli ciała pracowników do oceny narażenia na pole elektromagnetyczne, zgodnie z wymaganiami zawartymi w dyrektywie 2013/35/UE i prawie pracy, które zapewniły jej wdrożenie w Polsce. Zaprezentowano wymagania dotyczące oceny biofizycznych skutków oddziaływania pola elektromagnetycznego na organizm człowieka (natężenie indukowanego pola elektrycznego, szybkość pochłaniania właściwego energii), kwalifikowanych w dyrektywie jako zagrożenia bezpośrednie. Na podstawie tych miar, określanych na drodze symulacji numerycznych, może być przeprowadzana analiza zgodności z limitami określonymi w dyrektywie. Przeprowadzenie symulacji numerycznych wymaga dobrej znajomości między innymi zagadnień falowych i specyfiki metod obliczeniowych, a ponadto parametrów analizowanego scenariusza narażenia pracownika w miejscu pracy. Są to jednak procesy kosztowne i czasochłonne, wykonywane jedynie przez wyspecjalizowane ośrodki naukowo-badawcze i z tych powodów zwykle nie dotyczą indywidualnych stanowisk pracy. W ocenie bezpośrednich zagrożeń wynikających z narażenia na pole elektromagnetyczne, w której wykorzystuje się symulacje numeryczne, konieczne jest użycie numerycznego modelu ciała pracownika. W opracowaniu scharakteryzowano zróżnicowanie wartości miar bezpośrednich skutków oddziaływania pola elektromagnetycznego w zależności od poszczególnych parametrów tych modeli, jak: parametry dielektryczne tkanek, pozycja ciała, warunki izolacji od podłoża, rozdzielczość przestrzenna modelu czy jego cechy antropometryczne. Największy wpływ na ocenę zagrożeń mają: warunki izolacji od podłoża, pozycja ciała i cechy antropometryczne (w badaniach zaobserwowano ponad 2-krotne różnice w obliczonych wartościach miar bezpośrednich skutków oddziaływania). Wykazano, że stosowanie do oceny miar bezpośrednich skutków narażenia pracowników na pole elektromagnetyczne, zgodnie z wymaganiami zawartymi w dyrektywie 2013/35/UE, jest ograniczone ze względu na parametry wielu wykorzystywanych dotychczas w badaniach naukowych numerycznych modeli ciała, jak: ograniczona (często szczątkowa) powierzchnia kontaktu z podłożem, zbyt mała rozdzielczość przestrzenna czy nierealistyczna pozycja ciała (wyprostowana z opuszczonymi kończynami górnymi). Istotne jest zatem prowadzenie dalszych badań w kierunku opracowania lepszych modeli numerycznych, a także działań zmierzających do uszczegółowienia i ujednolicenia wymagań odnośnie do modeli numerycznych stosowanych w ocenie omawianych skutków oddziaływania pola na pracowników. Natomiast z powodzeniem modele te mogą być wykorzystywane podczas analiz zależności poziomu zagrożeń elektromagnetycznych od warunków wykonywania pracy (np. od pozycji ciała czy odległości od źródła pola) lub parametrów źródła pola (np.: geometrii, częstotliwości, mocy emitowanego pola), wykorzystywanych w procesie tworzenia: zaleceń, norm lub wymagań prawnych odnoszących się do bezpieczeństwa pracowników w otoczeniu źródeł pola elektromagnetycznego.
This article discusses the possibility of using numerical workers’ body models when assessing exposure to electromagnetic fields in testing compliance with the requirements of Directive 2013/35/EU. The requirements related to assessing the biophysical effects of exposure to electromagnetic fields (internal electric field strength; specific energy absorption rate), qualified by the directive as direct hazards, were presented. A compliance analysis with the limits set out in the directive can be carried out on the basis of the values of these numerically calculated measures. Numerical simulation requires a good knowledge about electromagnetic theory, applied numerical method and the parameters of the analysed exposure scenario in the workplace. It is also an expensive, time-consuming process and can only be carried out by specialised research centres, usually not related to individual worksites. A key issue of numerical simulations used in assessments of direct hazards related to exposure to electromagnetic fields is the numerical human body model. This article discusses variability in the values of effects measures from particular parameters of the models, such as: the dielectric properties of body tissues, posture, insulating conditions, spatial resolution or anthropometric properties. Of these parameters, insulating conditions, posture and anthropometric properties had the greatest impact (more than 2-fold differences between the values of direct effects measures were observed). It was demonstrated that the parameters of most of the numerical human body models used so far as: limited (usually residual) surface with contact to the ground, to coarse spatial resolution, unrealistic posture (straight with lowered upper limbs), result in their use in assessing the direct effect in testing compliance with the requirements of Directive 2013/35/EU is limited. It is important to carry out research focused on the development of numerical human body models without such disadvantages, and also activities to specify in detail and to standardise requirements related to numerical models used when assessing the discussed effects. However, the models can be successfully used in relation analysis between hazards levels and working conditions (posture, distance from field source, etc.) or parameters of field source (geometry, frequency, emitted power, etc.) It is used in process of developing guidelines, standards or legal requirements related to workers’ safety in the vicinity of electromagnetic field sources.
