Bewertung gepulster Magnetfelder

Status:

abgeschlossen 02/2022

Zielsetzung:

Von bestimmten Anlagen ausgehende niederfrequente magnetische Felder können bei Beschäftigten potenziell zu einer Reizung des Nervensystems führen. Die Festlegungen in der Arbeitsschutzverordnung zu elektromagnetischen Feldern (EMFV) des Bundesministeriums für Arbeit und Soziales (BMAS) stellen ein Schutzkonzept dar, welches eine solche Reizung verhindert. Zur Bewertung von gepulsten Feldern führt die EMFV die Methode der gewichteten Spitzenwerte (Weighted Peak Method, WPM) oder andere, dem Stand der Technik entsprechende Methoden auf. In Deutschland ist seit vielen Jahren die sogenannte Zeitbereichsmethode (ZBM) im Arbeitsschutz im Einsatz. Beide Methoden, WPM und ZBM, basieren auf leicht unterschiedlichen Annahmen über die zugrundeliegende Physiologie der Nervenreizung und liefern in manchen Fällen abweichende Bewertungen. Bei der Anwendung der Methoden kann es in solchen Situationen schwerfallen, eine fundierte und sichere Entscheidung zu treffen. Diese Problematik wurde in Zusammenarbeit zwischen dem Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) und der Berufsgenossenschaft für Holz und Metall (BGHM) bearbeitet. Es sollte eine Software entwickelt werden, die bei der Nutzung der beiden Bewertungsmethoden unterstützt. Die Ergebnisse des Projektes fließen direkt in die Überarbeitung der DGUV Information 203-038 zur Bewertung von gepulsten Feldern ein.

Aktivitäten/Methoden:

In dem Projekt wurden die physiologischen Grundlagen der zwei Bewertungsmethoden recherchiert, basierend auf wissenschaftlichen Veröffentlichungen. Es wurden Messungen an gepulsten magnetischen Feldern von Schweißanlagen im Praxisalltag direkt im Betrieb durchgeführt. Dabei kam neueste Messtechnik zum Einsatz, wobei ein eigens am IFA entwickeltes AddOn-Modul genutzt wurde, um die zwei Verfahren mit hoher zeitlicher Auflösung gezielt vergleichen zu können. Anschließend wurden die Ergebnisse der beiden Bewertungsmethoden analysiert und gegenübergestellt. Parallel wurde ein eigenständiges Software-Tool entwickelt, das die Bewertung der gemessenen Felder erleichtert und einen direkten Vergleich der bewerteten Methoden ermöglicht. Das Tool wurde in Zusammenarbeit mit Anwenderinnen und Anwendern entwickelt und dokumentiert, um die Praxistauglichkeit zu gewährleisten. Die Ergebnisse des Projektes sind direkt in die Überarbeitung der DGUV Information 203-038 eingeflossen, welche sich mit der Bewertung von gepulsten magnetischen Feldern befasst.

Ergebnisse:

Zu Beginn des Projekts wurden die physiologischen Grundlagen der zwei Bewertungsmethoden WPM und ZBM untersucht. Mittels des Neurostimulationsmodels SENN (Spatially Extended Nonlinear Node) konnten die beiden Bewertungsmethoden evaluiert werden, wobei die WPM-Evaluation auf der internationalen Tagung BioEM 2021 präsentiert wurde. Durch die Evaluation der Bewertungsmethoden konnte gezeigt werden, dass die ZBM in ihrer jetzigen Form teilweise nicht mehr mit der neuen Arbeitsschutzverordnung zu elektromagnetischen Feldern (EMFV) kompatibel ist. Unter Berücksichtigung mehrerer Faktoren kam man während der Überarbeitung der DGUV Information 203-038 "Bewertung nicht sinusförmiger Magnetfelder" zu dem Schluss, dass in Zukunft die WPM zur Bewertung empfohlen wird.

Im weiteren Verlauf des Projekts entwickelte das IFA in Kooperation mit der BGHM eine anwenderfreundliche Software zur Bewertung magnetischer Felder (BEMF) mittels der WPM, welche nun vom IFA als Download zur freien Verfügung bereitgestellt wird. Die Software wird in der überarbeiteten Fassung der DGUV Information 203-038 berücksichtigt, so dass in Zukunft eine fundierte Beschreibung gemeinsam mit der Software zur Verfügung steht, um eine sichere Bewertung nicht-sinusförmiger Magnetfelder gemäß der EMFV gewährleisten zu können. Die BEMF Software kommt bereits bei Schulungen der BG ETEM zum Einsatz.

Zur Evaluation der Software wurden in einem Unternehmen Werkstücke magnetisiert und sowohl Strom- als auch Magnetfeldmessungen an Spulen durchgeführt. Die Bewertung der ermittelten Messwerte wurde mit der BEMF Software durchgeführt und mit den WPM-Ergebnissen eines käuflich erwerblichen Messgerätes abgeglichen. Die mittels der BEMF Software gewonnenen Bewertungen waren korrekt und die Evaluation somit erfolgreich. Im Projekt "Referenzsystem für die Bewertung magnetischer Felder im Bereich des Widerstandsschweißens" des Deutscher Verbands für Schweißen und verwandte Verfahren wurde ebenfalls eine WPM-Implementierung neu entwickelt. Diese WPM-Implementierung des Forschungszentrums für Elektro-Magnetische Umweltverträglichkeit wurde mit der BEMF-Implementierung des IFA abgeglichen und kommt zu vergleichbaren Ergebnissen. Weiterhin haben die Experten der BGHM die BEMF Software mit alten Datensätzen getestet und mit den dazugehörigen Bewertungen abgeglichen. Die Ergebnisse zeigen, dass die BEMF Software den Erwartungen entspricht. Aus diesem Grund wird BEMF mittlerweile in der BGHM und im IFA eingesetzt, da damit die Bewertung deutlich erleichtert wird und wesentlich schneller ausgeführt werden kann.

Stand: