Projekte im Bereich optische Strahlung

Das Referat greift aktuelle Forschungsfragen aus der Praxis auf, um diese in einem übergeordneten Rahmen zu untersuchen und Lösungen zu erarbeiten, die dann einer breiten Öffentlichkeit zur Verfügung stehen. Auch hier zählt immer der Informationsgewinn zur Einwirkung optischer Strahlung auf Beschäftigte.

IFA-Projekt 4144: Emission optischer Strahlung durch Gasbrenner

Bei der Glasbearbeitung werden häufig Gasbrenner eingesetzt, um Werkstücke aus Glas zu erhitzen. Die Gasflamme emittiert dabei Strahlung im optischen (ultravioletten, sichtbaren und infraroten) Wellenlängenbereich, der die Beschäftigten ausgesetzt sein können. Die Ergebnisse des Projekts wurden in einem IFA Report ausführlich dargestellt.

IFA-Projekt 4206: Hautkrebs durch UV-Strahlung

Exposition gegenüber ultravioletter Strahlung ist zweifelsfrei der wichtigste Risikofaktor für die Entstehung von nicht-melanozytärem Hautkrebs wie aktinischen Keratosen, Plattenepithelkarzinomen und Basalzellkarzinomen. In Zusammenarbeit mit den Unfallversicherungsträgern wurde eine Software zur Erhebung der beruflichen Anamnese von Beschäftigten entwickelt. Diese setzt die Erfordernisse aus der Technischen Information des IFA (PDF, 351 kB) zur Bearbeitung von Hautkrebsfällen durch UV-Strahlung um und wird nun standardmäßig von den UV-Trägern eingesetzt. Zudem gelangen durch die Messungen in den Schwesterprojekten mit GENESIS-UV der Vergleich zwischen Messung und Berechnung, der damit verbundene Aufbau einer Job-Exposure-Matrix und die Weiterentwicklung der Kriterien zur Beurteilung von BK-Fällen mit der BK-Nr. 5103. Die gemeinsamen Forschungsergebnisse des DGUV FF-FB181 und der medizinischen Forschungsnehmer des Projekts werden in Kürze von der DGUV veröffentlicht.

IFA-Projekt 4207: Aufbau des Messsystems GENESIS

Die Messung der Exposition von Beschäftigten gegenüber verschiedenen Noxen ist besonders problematisch, wenn die Datenerhebung über längere Zeiträume (z. B. Monate) erfolgen muss. Ständige Überwachung der Technik, Datentransfer, Administrierung der Technik und der nachgeschalteten Datenbanken bringen einen erheblichen Aufwand mit sich, wenn dies alles am Messort vorgenommen werden muss. Damit sind groß angelegte, vergleichbare Messstudien in Zeiten knappen Personalstands nahezu nicht durchführbar. Ziel ist die Entwicklung eines Systems, das die genannten Probleme löst. GENESIS ist als Messsystem so ausgelegt, dass es zwei wesentliche Aufgaben übernehmen kann:

  • Dezentrale Langzeitmessungen am Arbeitsort eines Probanden
  • Weltweiter Datentransport zu einer Sammelstelle

Mit GENESIS steht dem IFA ein Messsystem zur Verfügung, mit dem große, dezentrale Messkampagnen möglich sind. Seit 2014 konnte dies durch die Anwendung in Form von GENESIS-UV nachgewiesen werden.

IFA-Projekt 4208: Transmission von Fahrzeugscheiben

Die Exposition von Personen in Kraftfahrzeugen gegenüber ultravioletter Strahlung hängt unter anderem von der Durchlässigkeit (Transmission) der Kfz-Scheiben für diese ab. Fahrzeugscheiben sind unterschiedlich beschaffen: Während bis zu Beginn der 1990er-Jahre Vollglasscheiben verbaut wurden, kamen ab diesem Zeitpunkt zumindest bei den Frontscheiben Verbundprodukte zum Einsatz. Die darin eingebrachte Kunststofffolie absorbiert einen erheblichen Anteil der ultravioletten Strahlung. An verschiedenen Messorten (Wehrtechnische Studiensammlung Koblenz, Post-Fahrzeugmuseum Heusenstamm, Ulm, Tönisforst) wurde die Transmission von Fahrzeugscheiben gemessen. Dazu kam der in diesem Projekt entwickelte Versuchsaufbau zum Einsatz, der die reproduktive Messung an Scheiben verschiedener Krümmung erlaubt. Die Ergebnisse können Sie in einer Information des IFA (PDF, 211 KB) nachlesen.

IFA-Projekt 4209: UV-Reflexionen beim Schweißen

Die Exposition von Schweißerinnen und Schweißern sowie Schweißerhelferinnen und -helfern hängt wesentlich von der Strahlungsemission des Schweißlichtbogens ab. Dabei ist zu beachten, dass es sowohl durch die direkte Strahlung als auch durch Reflexionen zu einer erheblichen Bestrahlung kommen kann. Ein alleiniger Schutz vor direkter Bestrahlung ist beim Schweißen demnach unzureichend. Schweißerhelferinnen und -helfer sind zudem häufig deutlich weniger geschützt als Schweißer. Ziel des Projekts war es, die Reflexion von ultravioletter Strahlung an verschiedenen Oberflächen zu untersuchen. Insgesamt konnte festgestellt werden, dass die Reflexion in der Größenordnung 0,2 bis 1,2 Prozent liegt. Für die Anteile der reflektierten Strahlung ließ sich eine Abhängigkeit von der reflektierenden Oberfläche nachweisen. Dabei kommt es sowohl auf das Material an als auch auf dessen Farbe. Einige Oberflächen (wie eine Feuerlöschdecke oder hochreflektierende Silverice-Platten) zeigten eine Zunahme der Reflexion mit zunehmender Wellenlänge, während bei den standardmäßig verwendeten Schutzvorhängen keine Wellenlängenabhängigkeit der Reflexion erkennbar war.

IFA-Projekt 4210: UV-Strahlungsemission beim Autogenschweißen

Beim Schweißen setzt man je nach Anwendung unterschiedliche Verfahren ein. Diese reichen vom Autogenschweißen über das Elektrodenschweißen bis hin zu neuartigen, gepulsten Methoden (z. B. CMT-Verfahren, von englisch "cold metal transfer"). Während Elektroschweißverfahren verhältnismäßig gut untersucht sind, fehlen noch Daten für Autogenschweißverfahren und gepulste Methoden. Für Autogenschweißverfahren konnte ermittelt werden, dass die UV-Strahlungsexposition aus der Verbrennung des Gases resultiert und das bearbeitete Werkstück die Exposition durch Verschattung verringert. Die Ergebnisse aus dem IFA-Projekt 4144: Strahlungsemission von Gasbrennern sind direkt übertragbar. Aus den Messungen zum neuen CMT-Verfahren konnte keine Systematik für dadurch erhöhte oder verminderte Werte der Bestrahlungsstärke abgeleitet werden; es traten erhebliche Unterschiede bei den verwendeten Schweißverfahren (wie Metallschweißen mit aktiven Gasen, MAG, oder Wolfram-Inertgas-Schweißen, WIG) auf.

IFA-Projekt 4218: Strahlungsexposition durch Bühnenscheinwerfer

Bei der Aufführung von Bühnenstücken werden sowohl die Schauspieler als auch die Bühne als Ganzes mit Leuchten illuminiert. Dabei können Strahler hoher Leistung im Einsatz sein, die zum Teil als Spot direkt auf die Schauspieler ausgerichtet und mitgeführt werden. Neben dem sichtbaren Licht entsteht bei diesen Strahlern auch eine Komponente ultravioletter (UV-) Strahlung, die zu einer Gefährdung führen kann. Es ist auch die Belastung durch Blaulicht zu beurteilen. Die Scheinwerferkonfiguration in den Schauspielhäusern ist abhängig von der Größe der Bühne und auch von der Art des Stücks, das aufgeführt wird. Zudem kommt es zu unterschiedlichen Beleuchtungssituationen und -tests während der regulären Proben. Es stellte sich heraus, dass die Expositionsgrenzwerte zum Schutz vor UV-Strahlung eingehalten werden. Zur Beurteilung der Blaulichtexposition muss jedoch ein neues Verfahren entwickelt werden. Die bisherigen Verfahren zeigten sich nicht anwendbar beim Einsatz mehrerer Scheinwerfer, da sich diese multiplen Quellen aus geometrischen Gründen nicht anvisieren ließen.

IFA-Projekt 4221: GENESIS-UV und Meteorologie

Für die Exposition gegenüber ultravioletter (UV-) Strahlung kommt dem Wetter eine entscheidende Rolle zu. Zurzeit gibt es noch keine wissenschaftlichen Untersuchungen, die personendosimetrische Messungen der UV-Bestrahlung mit meteorologischen Daten verknüpfen.

Das Ziel des Forschungsvorhabens besteht darin, Messungen der UV-Strahlungsexposition von Beschäftigten, die über Jahre mit GENESIS-UV durchgeführt wurden, mit meteorologischen Daten abzugleichen und offene Fragen zu klären. Dies gilt insbesondere für den UV-Index, der als mögliches Präventionstool für die Unfallversicherung überprüft werden soll. Der UV-Index ist ein Maß für die sonnenbrandwirksame Bestrahlung auf eine ebene Fläche. Außerdem soll untersucht werden, ob sich aus den Messungen mit GENESIS-UV Anteile von Verschattung während der Arbeit oder Aufenthaltszeiten innerhalb oder außerhalb von Gebäuden abschätzen lassen.

IFA-Projekt 4227: Messkampagnen "UV-Strahlungsexposition bei Tätigkeiten im Freien" mit GENESIS-UV

Beschäftigte sind bei ihren Tätigkeiten im Freien solarer UV-Strahlung ausgesetzt. In Deutschland geht man davon aus, dass etwa zwei bis drei Millionen Beschäftigte zu mehr als 75 % ihrer Arbeitszeit im Freien tätig sind. Bei dieser Definition eines "Outdoor-Workers" handelt es sich um eine willkürliche Festlegung. Auch unterhalb dieser Schwelle sind die Beschäftigten zum Teil erheblicher Bestrahlung ausgesetzt.

Ziel des Projekts ist die Durchführung von Messkampagnen, um die berufliche UV-Strahlungsexposition von Beschäftigten während ihrer Arbeitszeit im Freien zu ermitteln. Da diese Frage international von großem Interesse ist, werden Kooperationen mit ausländischen Partnern angestrebt.

IFA-Projekt 4228: Auswertung der Messkampagnen "UV-Strahlungsexposition bei Tätigkeiten im Freien" mit GENESIS-UV

Führt man großangelegte Messkampagnen durch, die viele Berufe und Tätigkeiten umfassen, dann ist die Strukturierung der arbeits- und tätigkeitsrelevanten Informationen problematisch. Auf der einen Seite muss sichergestellt werden, dass eine ausreichende Datenbasis für jede untersuchte Personengruppe gewonnen wird, auf der anderen Seite darf das Zusammenfügen von Beschäftigten zu Auswertegruppen aber nicht dazu führen, dass die zugrunde liegenden tätigkeitsrelevanten Informationen zu sehr verallgemeinert werden. Letzteres birgt die Gefahr, dass der ermittelte Wert für eine bestimmte Berufs- oder Tätigkeitsgruppe in der Praxis keine Anwendung mehr findet.

In Bezug auf die solare Exposition von Beschäftigten bei Tätigkeiten im Freien existiert noch keine solche Kodierungsmöglichkeit. Da die Genauigkeit der Messungen mit GENESIS-UV (IFA-Projekte 4207, 4221, 4227) aber bis auf die Ebene der Teiltätigkeiten hinunter geht, muss eine neue Kodierung geschaffen werden. Diese sollte mehrstufig sein, um auf oberster (Berufs-) Ebene eine Anschlussmöglichkeit an OMEGA (Organisationssystem zur Ermittlung und Nutzung von Messdaten zur Exposition gegenüber Gefahrstoffen am Arbeitsplatz) oder ISCO (International Standard Classification of Occupations) zu haben.

Ansprechpartner

Dr. Marc Wittlich

Fachbereich 4: Arbeitsgestaltung, Physikalische Einwirkungen

Tel: 02241 231-2862
Fax: 02241 231-2234


Benjamin Strehl, B. Sc.

Fachbereich 4: Arbeitsgestaltung, Physikalische Einwirkungen

Tel: 02241 231-2603
Fax: 02241 231-2234


Martin Schmitz

Fachbereich 4: Arbeitsgestaltung, Physikalische Einwirkungen

Tel: 02241 231-2505
Fax: 02241 231-2234