ELEKTROMANYETİK ALAN ÖLÇÜMÜ

Elektrik Alan
  
Elektrik yüklü bir cismin, elektrik yüklü başka bir cisme uyguladığı çekme veya itme kuvveti uzaklığın karesi ile ters orantılı olduğundan azalarak sonsuza kadar devam eder. Dolayısıyla belli bir bölgenin dışında etki ölçülemeyecek kadar az olur. O halde bir yükün etkisini gösterdiği bölgeye o yükün elektrik alanı denir. Elektrik alan büyüklüğü ve doğrultusu olan vektörel bir büyüklüktür. Elektrik alanı meydana getiren elektrik yüklerinin varlığıdır. Her elektrik yükü bir elektrik alan oluşturur. Bir cihazın beslenme gerilimi yükseldikçe elektrik alan değeri de yükselir. Elektrik alanın birimi V/m‟dir. Elektrik alan şiddeti, kaynağa olan uzaklıkla ters orantılıdır.

Tablo 1. Elektrik Alan ile Manyetik alanın karŞılaŞtırılması

ELEKTRİK ALAN	MANYETİK ALAN
1-Elektrik    alan    şiddeti,   voltaj    ile    doğru orantılıdır.	1-Manyetik alan şiddeti, akım ile doğru orantılıdır.
2-Ölçü birimi (V/m)‟dir	2- Ölçü birimi (A/m) veya Tesla‟dır
3-Cihazların acma kapama düğmeleri kapalı konumda iken bile elektrik alan oluşur.	3-Manyetik alan oluşumu icin ortamda elektrik akımı oluşması gerekir. Yani cihazın açık konumda olması gereklidir.
4-Elektrik alan şiddeti kaynaktan uzaklaştıkça azalır.	4-Manyetik        alan        şiddeti                          kaynaktan uzaklaştıkça azalır.
5-Bina yapı malzemelerinin büyük çoğunluğu elektrik alan icin yalıtım etkisi yapabilir	5-Manyetik alan şiddetini azaltan malzeme sayısı son derece sınırlıdır.
6-Elektrik alanlar duvarlardan geçemez; hatta insan derisinden bile geçerken şiddeti çok düşer.	6-Manyetik alanlar, özel olarak üretilmiş kimi maddeler     dışında,    hemen     hiçbir     engel tanımaz.
7-Elektrik alanlar insan bedeninin yüzeyinde zayıf akımlar oluşturur.	7-Manyetik alanlarsa Resim 4‟te de görüldüğü gibi bedenin içine girerek bu tür zayıf akımların iç organlarda bile oluşmasına yol açarlar. Gerçekte değişken manyetik alanlar, çevrelerinde bulunan tüm iletkenlerde (insan bedenini de bir iletken olarak düşünebiliriz)akım oluştururlar. Bu akımların yönü manyetik alana diktir.

Radyasyon
  
Radyasyon, elektromanyetik dalgalar veya parçacıklar biçimindeki enerjinin emisyonuveya aktarımıdır. Bilindiği gibi maddenin temel yapısını atomlar meydana getirir. Atom ise proton ve nötronlardan oluşan bir çekirdek ile bunun çevresinde dönmekte olan elektronlardan oluşmaktadır. Eğer, herhangi bir maddenin atom çekirdeğindeki nötronların sayısı, proton sayısına göre oldukça fazla ise bu maddeler kararsız bir yapı göstermekte ve çekirdeğindeki nötronlar dönüşerek β- (negatron) yayarlar. Eğer protonlar, nötronlardan fazla ise protonlar dönüşerek  β+  (positron)  yayarlar.  Resim  5‟te  de  görüldüğü  gibi  atom  çekirdeğinden  ayrılan nöronlar ve protonlar kararlı olmayan atom çekirdeği gama(γ) ışını yayar. Ağır çekirdekler alfa(α) ışını (helyum çekirdekleri) yayabilir veya fizyon reaksiyona maruz kalabilirler. Bu tepkimelere maruz kalarak parçalanan maddelere „radyoaktif madde‟, çevreye yayılan alfa, beta ve gama gibi ışınlara ise „radyasyon‟ adı verilmektedir.

Elektrik ve elektromanyetik alanlar doğada kendiliğinden ortaya çıkmaktadır. Doğal elektromanyetik alan, yer küre etrafında kuzey-güney doğrultusunda mevcut olup kuşlar ve balıkların yön bulmalarına yardımcı olan ancak gözle görülemeyen dalgalardan oluşmaktadır. Doğal elektrik alan ise atmosferde meydana gelen yıldırım, şimşek oluşumları ile lokal olarak ortaya çıkmaktadır. Doğal elektrik ve elektromanyetik alanların yanı sıra insan yapımı kaynaklardan yayılan elektrik ve elektromanyetik alanlar günlük hayatta tüm çevreyi kaplamış

 
bulunmaktadır. İnsan yapısı kaynaklar arasında X ışınlarının kaynağı olan röntgen cihazları, düsük frekanslı elektromanyetik dalga kaynağı olan elektrik soketleri, yüksek frekanslı radyo dalgaları yayan TV anteni, radyo istasyonu veya mobil telefon istasyonları gibi veri iletim hatları yer  almaktadır.  Resim  6‟da  da  görüldüğü  üzere  bir  iletken  üzerinden  geçen  akım  siddeti  ve gerilim seviyesine bağlı olarak, bu iletkenin bulunduğu ortama elektrik alanve manyetik alan yayılmaktadır (1).
 
Elektromanyetik Spektrum
 
 
Elektromanyetik spektrum (EMS), evrenin herhangi bir yerinde fizik kurallarınca mümkün kılınan tüm elektromanyetik radyasyonu, gama ışınlarından radyo dalgalarına kadar bütün elektromanyetik dalgaları içeren dizilimdir. Bir cisim tarafından etrafına yayılan karakteristik net elektromanyetik radyasyon, o cismin elektromanyetik spektrumudur. En yüksek frekanslı dalgaların enerjisi en büyüktür.
  

Gama IŞınları: 0,01 nanometreden daha küçük dalga boylu ışınlar olup bir atom çekirdeğinin çapından daha küçük dalga boylu dalgalar içerirler. Elektromanyetik spektrum içinde en yüksek enerjili ve frekanslı bölgede yer alırlar.
 
X IŞınları: 0.01 ile 10 nanometre (bir atomun boyu kadar) arasında dalga boyuna sahip ışınlardır.
 
 
Morötesi (UV) Radyasyon: 10 ile 310 nanometre (yaklasık olarak bir virüs boyutunda) arasında dalga boyuna sahip ışınlardır. A, B ve C olmak üzere üç kısımda incelenirler. Kısa dalga boylu morötesi ışınlarzararlı olabilirler.
 
Görünür IŞık: 400 ile 700 nanometre (bir molekül ile tek hücreli arası boyda) dalga boyları arasındaki ışınları kapsar. Işık olarak tanımlanmakta olan elektromanyetik spektrumun bu küçük bölümü insan gözü ile görülebilir. Bu bölümde mor ile başlayan ve kırmızıyla  biten renkler vardır.
 
Kızılötesi (IR) Radyasyon: 710 nanometreden 1 milimetre arası (iğneucu ile küçük bir tohum kadar boyda) dalga boylarına sahip ışınları kapsar.
 
Mikrodalga Radyasyonu: 1 mm ile  1 metre arası dalga boylarına sahip ısınları kapsar. Radarlarda kullanılan çok kısa dalga boyuna sahip radyo dalgalarıdır. Aynı zamanda mikrodalga fırınlarda ve kablo gerektirmeyen uzak mesafe iletisimlerde kullanılır.
 
Radyo Dalgaları:1 milimetreden uzun dalgalardır. En uzun dalga boyuna sahip olduklarından en düşük enerjiye ve sıcaklığa da sahiplerdir. Radyo dalgaları her yerde bulunabilir. Bu dalgaların kaynakları elektrik titresimleridir. Telefon, televizyon ve radyoda bağlantı kablosu gerektirmeden kullanımı sağlar (1).
 
Elektromanyetik spektrumda;
 
 
•  3 Hz - 3 kHz arası çok çok düşük frekans bölgesi
•  3 kHz - 30 kHz arası çok düşük frekans bölgesi

•  10¹² Hz‟ lere kadar olan bölge radyo dalgaları diye anılır.
•               10¹² Hz‟ler kızıl ötesi ışıma bölgesidir. Bütün nesneler bu frekanslarda ışınım yaparlar.  Örneğin; vücut ısısının yaklaşık %60'ı kızıl ötesi ışınım ile dışarı atılır. Isıl kamera denen cihaz kızıl ötesi frekanslara duyarlı bir alıcıdan başka bir şey değildir.
•   Görünür  ışık  frekansları  10¹⁴Hz‟  lerdir.  Bu  frekansların  üstü  iyonlaştırıcı  radyasyon  bölgesi olup mor berisi, x ve gama ışınları bu bölgededir.
 
İyonlaştıran ve iyonlaştırmayan ayrımının gerisindeki temel yaklaşım şu fiziksel olgudan anlaşılabilir: Bir atomu iyonlaştırmak için son yörüngesinden bir elektronu kopartacak düzeyde enerji aktarılması gerekmektedir. 12 eV‟dan daha yüksek enerjili dalgalar atomu iyonlaştıracak enerjiye sahiptir. ODTR (Office of the Director of Telecommunications Regulations in Ireland) elektromanyetik spektrumda, iyonlaştıran radyasyon kısmını 2,425 10¹⁵ Hz‟in üzeri olarak kabul etmektedir (1).
 
İyonlaŞtırıcı EM Dalgalar
 
 
Hücrelerdeki molekülleri bir arada tutan atomik bağları iyonlaştırmaya yani atomlardaki pozitif ve negatif yükleri bir arada tutan yüksüz nötrona etki ile atomun yapısını bozmaya yetecek foton enerjisine sahip yüksek frekanslı (10¹⁴ Hz‟ den yukarısı) EM dalgalardır. Örneğin, Rontgen (X  ışını)  ve  Gama  ışınları.  Minimum  12  eV’tan  başlayan  enerji  değerlerine  sahiptir.  Fazla maruz kalmak, canlı hücrelerdeki organellerin hasara uğraması ve DNA zincirinin bozulması gibi tehlikeli durumlara yol açabilmektedir (2).
 
İyonlaŞtırmayan EM Dalgalar
 
 
Atomik bağları kırmak için gerekli enerjiye sahip olmayan fotonların oluşturduğu EM dalgalardır. Bunlar, görünür ışık, kızılötesi, RF(Radyo Frekans), mikrodalga, statik ve manyetik alanlardır. Yani frekans tayfının 1 Hz (Hertz=frekans birimi-saniyedeki dalga sayısı)‟ den başlayarak yaklaşık 1000 GHz‟ lik bölümüdür. Ölçülen enerji değeri ise mesela 300 GHz de 0,00125  eV olup,  iyonlaştırma  yapacak  seviyeye  göre çok düşük  değerdir.  Ancak  bu  alanlar
mesafe, güç ve maruz kalma zamanı gibi faktörlere bağlı olarak vücutta ısıl etkiye sebep olduğu

 
gibi bazı biyolojik etkilere de sebep olabileceği öne sürülmektedir. Kanserojen etkisi ise henüz ispatlanmamıştır (2).
 
Bu dalgaların etkisinde kalan canlılarda ısıl ve ısıl olmayan iki tür etki oluşmaktadır. Vücut tarafından emilen elektromanyetik enerji ısıya dönüşür ve vücut sıcaklığını arttırır. Elektrik alanlar vücutta bulunan yüklü parçacıklara kuvvet uygulayarak hareket ettirirler. Vücutta bu hareketlere karşı direnç göstererek ısınır. Bu sıcaklık artışı kan dolaşımı, ter vs. ile vücuttan atılarak denge sağlanana kadar devam eder. Isıl olmayan etkiler ise kimyasal ve psikolojik riskler olup bu konudaki araştırmalar devam etmektedir.
 
SAR (Specific Absorption Rate)
 
 
Özgül Soğurma Hızı SAR (Specific Absorption Rate), elektromanyetik enerjinin vücut dokuları tarafından soğurulma hızıdır. Birimi W/kg'dır. Bugüne dek yapılan araştırmalar insan vücudunun bir derecelik sıcaklık artışını düzenleyemediğini ve sorunlar yarattığını göstermektedir. İnsan vücudunda bir derece sıcaklık artışı için bir kilogram doku başına 4W güç soğurulması gerekmektedir. İnsanların genel yaşam alanlarında bu değerin 50'de biri olan 0,08 W/kg SAR sınır değeri olarak kabul edilmiştir. Özgül soğurma hızının doğrudan ölçülmesi hemen hemen olanaksızdır. Bundan dolayı, sınır değerlerin belirlenmesinde kolay ölçülebilen veya gözlemlenebilen parametreler kullanılmaktadır. Bu parametreler, elektrik alan şiddeti, manyetik alan şiddeti ve güç yoğunluğudur (3).
 
Cihazların üzerinde insan sağlığı için önem arz eden SAR değerlerini belirten uyarıcı bir unsur bulunmalıdır. Dünya Sağlık Örgütü (WHO) tarafından yürütülen ElektromanyetikAlan Projesi'nde cep telefonu SAR değerleri için en fazla 0,1 W/kg SAR değeri önerilmektedir. Ancak Türkiye‟de satılan cep telefonlarının SAR değerleri 0,1 ile 1,11arasında değişmektedir.
 
Birçok kuruluş tarafından oluşturulan standartlarda “ortalama insan vücudunda vücut sıcaklığını bir derece artıracak elektromanyetik enerjinin soğurulmasının zararlı olduğu” ifadesinden yola çıkılarak 4W/kg değeri sınır değeri olarak kabul edilmiştir. Avrupa ülkelerinde halk için baş bölgesi SAR limit değeri 2 W/kg iken, Amerika'da 1,6Watt/kg olarak kabul edilmektedir. Ayrıca

 
kol ve bacak bölgeleri için SAR üst limiti 4 W/kg „dir. Güvenlik payları esas olarak işyerleri için 10 kat, genel meskûn yerler için 50 kat esas alınmıştır. Buna gore temel limitler işyerleri için 0,4 W/kg ve halka açık genel yerler için ise 0,08 W/kg SAR değeri kabul edilmiştir.
 
Elektromanyetik GiriŞim (Electromagnetic Interference, EMI )
 
 
Elektromanyetik girişim, bir cihaz ya da sistemden kaynaklanan ve başka bir cihaz ya da sistemin normal çalışmasını olumsuz yönde etkiyen elektromanyetik yayınımdır. Gerilimin var olduğu, elektrik akımının geçtiği her yerde elektromanyetik gürültü (interference, disturbance, noise) meydana gelir. Bu gürültü, hastanelerde kullanılan medikal cihazlarda olduğu gibi, radyo dalgalarının kullanıldığı cihazlar söz konusu olduğunda elektromanyetik gürültü daha yüksek olur ve daha fazla korunma önlemleri gerektirir. Bir elektromanyetik gürültü diğer elektronik cihazların çalışmasını engelleme riskiyle birlikte hastane içinde bulunan medikal cihazları etkilemekle kalmayıp insan sağlığı için büyük sorun teşkil etmektedir. Radyo, TV gibi tek yönlü haberleşme sistemleri ile telefon, radar gibi iki yönlü sistemler haber işaretlerinin bir yerden bir başka yere elektromanyetik dalgalarla iletilmesi ile gerçeklenir. Haber taşıyan EM işaretlerin başka EM işaretlere karışmasına EM Girişim (EMI, Electromagnetic Interference) adı verilir (4). Günlük hayatta elektromanyetik girişim olaylarına örnek olarak;
   Cep telefonlarına gelen çağrılarda bilgisayar ya da TV ekranın titremesi,
   Ortak şebeke enerji hattı kullanımında gürültü üreten motorların diğer sistemleri etkilemesi,
   Havaalanındaki radar sistemlerinin ve uçakta çalıştırılan taşınabilir bilgisayarların yada cep telefonlarının ekranını bozması ve karşılıklı olarak uçuş kontrol sisteminin bozularak uçuş güvenliğini tehdit etmesi,
   Yüksek  Gerilim  Hatları  (YGH)‟nın  yakınından  geçerken  arabanın  radyosunun  parazit yapması ya da bozulması,
   Radyo istasyonunun yakınından geçen bir helikopterde kontrolün aniden yok olması,
   Telsizlerin hastane gibi hassas ortamlardaki diğer medikal cihazlarla etkileşmesi gibi olaylarla açıklanabilir.

 
Bütün bu etkileşimler, EM girişim olarak bilinmektedir ve günlük yaşantımızda ortaya çıkan ve zaman zaman çok tehlikeli olabilen etkileşimlerdir
 
Elektromanyetik Uyumluluk (Electromagnetic Compatibility, EMC)
 
 
Elektromanyetik uyumluluk, bir sistem veya cihazın bulunduğu elektromanyetik bir ortamda amaçlanan performansta çalışabilmeleri ve işlevlerini yerine getirebilme yeteneği olarak tanımlanır.
 
Eğer bir cihaz, diğer elektronik cihaz ya da sistemlere girişimde bulunmuyor, diğer elektronik sistemler tarafından kaynaklanan girişime bağışıksa ya da kendi içinde girişime yol açmıyorsa elektromanyetik uyumlu demektir.
 
Örneğin; aynı elektromanyetik ortamda bulunan bir televizyon, bir cep telefonu, bir telsiz telefon, bir bilgisayardan kaynaklanan elektromanyetik dalgalar birbirlerine zarar vermeden yani girişim yapmadan uyum içinde çalışabilecekleri şekilde düzenlenmesi gerekir.
 
Bir cihaz;
   Kendi içinde girişime yol açmamak (öz uyumluluk),   Diğer elektronik cihazlarla girişimde bulunmamak,
   Diğer elektronik cihazlardan kaynaklanan girişime karşı bağışıklı olmak şartlarını taşıyorsa elektromanyetik uyumludur.
Elektromanyetik uyumluluğun olmadığı yerlerde oluşan bazı olaylar aşağıdaki gibidir:
 
   1967 yılında ABD silahlı kuvvetlerine ait USS Forrestal uçak gemisindeki gemi radarından kaynaklandığı belirlenen anormal bir gürültünün uçaklarda birine takılı MK-
32 roketini elektromanyetik girişim nedeniyle büyük bir yangın ve durdurulamayan yangınlar meydana gelmiştir. Bu kazada 134 kişi ölmüş, 21‟i tamamen kullanılamaz hale gelen toplamda 27 uçak hasar görmüştür ve yaklaşık 72 Milyon USD zarar meydana gelmiştir.

 
   1982  yılında  İngiltere  Falkland  Savaşı‟nda  haberleşme  için  kullanılan  bir  destroyerini kaybeder. Destroyerin radyo sisteminin, geniş anti füze algılama sistemi çalışıyorken bu iki sistem arasındaki elektromanyetik girişim nedeniyle uygun çalışmadığı ortaya çıkınca bu girişimin önlenmesi için anti füze sistemi geçici olarak kapatılır. Bu sırada da karşı kuvvetler tarafından fırlatılan bir Exocet füzesi destroyerin batmasına neden olmuştur.
   Almanya‟da otoyol yakınında bulunan 100 kW gücünde ve 1,5 MHz frekansında çalışan, 250-300 V/m‟lik alan oluşturan bir AM radyo istasyonunun yakınından geçen Elektronik ateşlemeli veenjeksiyonlu modern araçların arızalandıkları görülmüştür.
   Tokyo‟daki  bir   fabrikada  elektromanyetik  dalgalar  robotlarda   fonksiyon  bozukluğu oluşturduğundan 10 kişinin ölümüne neden olmuştur. Buna benzer birçok insan ölümlerine varan olaylardan kurtulmak için EMC gereklidir.

 
EM ALAN KAYNAKLARI
 
Elektromanyetik alanlar elektrik ve manyetik alanların biraraya gelmesiyle oluşur. Elektromanyetik alan kaynakları radyokomünikasyon alanında doğrudan RFsinyalleri üzerinden haberleşme sağlamak için kullanılan cihazlardan yayılan dalgalar ile birlikte, amacı ortama herhangi bir elektromanyetik dalga yaymak olmayan ancak işleyişi için gerekli enerjinin kullanımı nedeniyle oluşan ve cihaz dışına yayılması önlenemeyen istenmeyen dalgaları yayan tüm cihazları içine alan geniş bir tanım olarak karşımıza çıkmaktadır (5).
 
Günlük hayatta elektromanyetik kirlilik, çevrede mevcut olan elektromanyetik dalgaların yoğunluğu ile oluşur. Elektromanyetik kirliliğin nedenleri:
 
1-TV ve radyo yayınları: AM, FM, TV
 
2-  İletişim yayınları: Telekom, uydu, GPS, radar
 
3-Elektrik dağıtımı: Elektrik iletim hatları, elektrikli trenler 4-Yüksek gerilim hatları
5-Yüksek frekanslı endüstriyel, medikal, araştırma cihazları: X-Ray, ısıtıcılar
 
Teknolojinin gelişmesi sonucu EM dalgaların kullanımı her geçen gün biraz daha artmaktadır. Teknolojileri gereği düşük güçlü ancak birçok istasyonun kurulması sonucu insan sağlığına olan olumsuz etkileri kamuoyunda tartışılmaktadır. Elektrik ile çalışan cihazlar çevrelerinde elektromanyetik alan oluştururlar. Alıcılar, vericiler, yayın istasyonları, uydu antenleri, TV ve radyo alıcı ve vericileri, bilgisayar, televizyon, buzdolabı, mikrodalga fırın, çamaşır makinesi, elektrik süpürgesi, saç kurutma makineleri, su ısıtıcıları ve tüm elektrikli ev aletleri elektromanyetik alan oluşturmaktadır. Ayrıca insanlarda bazı görünemeyen ışımalar yapmaktadır. Vücut ısısı sabit tutulurken çok düşük boyutlarda IR ışınlar yayılmaktadır. Ancak bu doğal ortam teknolojik gelişmelerle bozulmuştur ve çevre doğal ışıma miktarlarının üzerindeki ışıma miktarlarında bulunmaktadır.

 
Günlük kullanılan buzdolapları, saç kurutma makineleri, floresan lambalar ve benzeri elektrikli cihazlar ortalama 1-25 miligaus (mG) arasında manyetik alan yaymaktadır. Bunların içinde saç kurutma makinası ise en fazla (25 mG) manyetik alan yayan cihazdır.
 
Dünya sağlık örgütü WHO verilerine göre evlerde kullanılan bazı elektrikli alet ve elektronik cihazların   neden  olduğu   elektrik   alan  şiddetleri  Tablo   2‟de   verilmektedir.   Elektrik   iletim hatlarının hemen altında (10kV/m) gibi yüksek değerlere ulaşan elektrik alan şiddeti evsel kullanım cihazları için 30 cm mesafede çok daha yüksek seviyelere çıkmaktadır. Aşağıdaki tablo dikkate alındığında günlük hayatta çevrede bulunan pek çok cihazın insan sağlığı üzerinde tehdit oluşturduğu görülmektedir.

 
 
 
Tablo 2. Bazı elektrikli ev aletlerinin oluŞturdukları elektrik alan Şiddetleri

Elektrikli cihaz	Elektrik alan siddeti (V/m)
Stereo radyo	180
Ütü	120
Buzdolabı	120
Mikser	100
Tost makinesı	80
Saç kurutma makinası	80
Kahve makinası	60
Renkli TV	60
Elektrikli süpürge	50
Elektrikli fırın	8
Ampul	5

 
GSM MenŞeli RF Kaynakları
 
 
Son yıllarda sayıları hızla artan GSM hücresel haberleşme sistemi 900 MHz ve 1800MHz‟de  kapsama  ve  trafik  yükü  beklentileri  bakımından  istenen  kullanım  etkinliğinin sağlanabilmesi bakımından çok sayıda GSM Baz İstasyonu (BaseTransmitting Station - BTS)ile işletilmektedir. Bu da ortamda özellikle de yerleşimalanları içinde yoğun bir elektromanyetik alan oluşumuna sebep olmaktadır. Baz istasyonları RF olmaları sebebiyle elektromanyetik dalga spektrumun iyonlaştırmayan bölgesinde bulunurlar.
 
Türkiye‟de  GSM  hücresel  haberleşme  sistemleri  GSM  900,  1800  MHz  ve  UMTS  2100  MHz frekanslarda faaliyet göstermekte olup, cihaz yayılım güçleri ise Tablo 3‟te gösterildiği gibi kullandıkları bölgelere göre farklılık göstermektedir.
 
 
Tablo 3. Hücresel Sistem ÇıkıŞ Güçleri
 
 

Kaynak)	ÇıkıŞ gücü (w)	Güvenlik mesafesi (m) (GSM 900) (G:1dBi ve E:10,23 V/m)
Baz İstasyon (Kırsal alan)	40-60	3,8 –4,65
Baz İstasyon (Kentsel alan)	5-10	1,34 – 1,9
Bina içi /Mobil İstasyon	0,5 - 3	0,42 - 1
Mobil Telefonlar	0,25-2	0,3 – 0,85

 
 
GSM sektöründe gün geçtikçe artan abone talebi ve çeşitlenen hizmetler nedeni ile hücresel sistemler içinde RF yayan nitelikteki birim ve sistemlerin sayıları yerleşim alanları içi ve yakınında her geçen gün artmaktadır. Bunun sonucunda ortamda elektromanyetik alan kaynakları veyoğunluk oluşumuna sebep olmaktadır. GSM hücresel sistemde kapsama alanına göre makro, mikro ve piko olmak üzere üç tip BTS donanımı bulunmaktadır. Bu cihazlardan ortama yayılan güç; cihaz çıkış gücü olarak 2-10 Watt arasında değişmekte olup, ana yayılım yönünde ise

 
Perp=400 W‟a kadar çıkmaktadır. Kullanıcı sayısı arttıkça çevrede baz istasyonlarının sayısının artması kaçınılmazdır (5).
 
Genel olarak baz istasyonları 10-30 m yükseklikte bulunan kulelere yerleştirilir. Genelde her kulede 120°'lik yatay açıyı kapsayan üç anten bulunur. Her anten düşeyde tipik olarak 5-6°'lik hüzmeye sahiptir. Bu hüzme yataydan biraz aşağı yöneltilerek kuleye en yakın 50 m' de yere değmektedir. Her anten birkaç konuşma kanalına (tipik olarak 2-4, en fazla 16) sahiptir.Bir kule ile 30-40 km'lik yarı çaplı bir alanın kapsanabilmesi için her kanal ortalama 40-60 W çıkış gücüne ve antenler 15-18 dB kazanca sahiptir. 60 W güç ile 10 m yüksekliğindeki bir kuleden 50 m ötede ölçülecek alan şiddeti 4-6 V/m civarında olacaktır. Bu değer çevredeki yakın binalardan ya da balkonlardan yansıma durumunda artabilir (5).
 
Radyo ve TV Vericileri
 
 
Radyo ve TV vericileri RF ile yayın yapması sebebiyle EMD Spektrumun iyonlaştırmayan bölgesinde bulunmaktadır. İstasyon tipi, kullanılan anten çeşidi, anten yüksekliği, antene olan uzaklık ve antene verilen güç radyo ve TV vericilerinin yaymış olduğu enerjiyi etkiler.
 
Çoğunlukla radyo ve TV verici antenleri yerleşim alanlarından uzak yerlere kurulduğu için yaydıkları elektromanyetik alan değerleri limit değerlerin altında kalmaktadır. Ancak büyük şehirlerde hızlı nüfus artışı sebebiyle kaçınılmaz bir şekilde radyo ve TV verici antenleri yerleşim sınırları içerisinde kalmıştır. Bu durumda 100 W ile 50 kW arasındaki çıkış güçlerine sahip olması nedeniyle, uzun süreli maruziyet düşünüldüğünde insan sağlığı açısından önemli bir risk oluşturabilir.
 
Radyo ve TV vericileri 108 MHz FM bandında, 174 – 230 MHz VHF bandında ve 470 – 854 MHz UHF bandında yayın yapmaktadır. Tablo 4 „te Radyo ve TV verici antenlerinin çıkış güçleri verilmektedir.

 
Tablo 4. Radyo ve TV verici antenlerinin çıkış güçleri
  

Kaynak	ÇıkıŞ gücü (kW)	Güvenlik Mesafesi (m) (G:1dBi)
UHF (300 – 3000 MHz) TV	30	152 – 70,96
VHF (30 – 300 MHz) Radyo TV	40	175
HF (3 – 30 MHz)	500	343 – 620,79

 
 
Diğer Elektromanyetik Alan Kaynakları
 
 
Elektrik ile çalışan birçok cihaz ya da sistem kullanıldıkları sürece ortama değişik miktarlarda elektromanyetik enerji yaymaktadır. EM alan yayan sistem ve cihazların bir kısmı aşağıdaki gibidir:
 
a)  Enerji Nakil Hatları (ENH) ve trafo istasyonları,
b)  Elektrikli trenler,
c)  TV ve bilgisayarlarda kullanılan Katod Işını Tüplü (Cathode Ray Tube – CRT) ekranlar,
d)  Endüstride kullanılan indüksiyon fırınları ve kaynak makineleri,
e)  Tedavide kullanılan elektrikli/elektronik tıbbi cihazlar,
f)   Evlerimizde kullanılan her türlü elektrikli ev aletleri (ütüler, mikrodalga fırınlar, kablosuz telefonlar, elektrikli battaniyeler, buzdolapları, vs.),
g)  Sanayide RF frekansında çalışan çeşitli sistemler
h)  Radar sistemleri (sürekli ve darbeli) ı) Uydu iletişim sistemleri
i)  Telsiz iletişim sistemleri (role, el telsizi, telsiz telefon, wifi, Bluetooth, vs.) Çalışma gerilimi=110 V, Çalışma frekansı=60 Hz, uzaklık = 30 cm
 
Yukarıda   bahsedilen,   elektromanyetik    alan    oluşturan   cihaz    ve    sistemlerin    çevrelerinde oluşturdukları elektromanyetik kirlilik seviyeleri ve kaynakları Tablo 5‟te gösterilmiştir (6).

 
Tablo 5. Çevremizdeki elektromanyetik kaynakların elektrik alan değerleri
 

Cihaz İsmi	OluŞan Max. Elektrik Alan (V/m)
Yıldırım esnasında oluşan doğal elektrik alanı	20 000
380 kV'luk iletim hattı	6000
110 kV'luk iletim hattı	2000
10 kV'luk iletim hattı	500
Elektrikli battaniye	500
Doğal elektrik alanı	500
Elektrik ütüsü	200
Elektrikli tıraş makinesi	100
Saç kurutma makinesi	50
Ev içindeki elektrik kabloları	5

 
Tablo 6. Çevremizdeki elektromanyetik kaynakların manyetik alan değerleri

Cihaz İsmi	OluŞan Max. Manyetik Alan (A/m)
Fırınlar ve saç kurutma makineleri	2000
Elektrikli tıraş makinesi	1000
Matkap	500
Elektrikli süpürge ve tost makinesi	100
Yer kürenin doğal manyetik alanı (statik)	30
380 kV'luk iletim hattı	30
110 kV'luk iletim hattı	15
10 kV'luk iletim hattı 10	10
Ev içindeki elektrik kabloları	5

 
 
  
 
İNSAN SAĞLIĞI İÇİN SINIR DEĞERLER VE ULUSLARARASI KURULUİLAR
 
 Günlük hayatta elektromanyetik radyasyon (EMR) elektriksel cihazlar, yüksek gerilim hatları veya trafolardan yayılan düşük frekanslı elektromanyetik alanlar ve baz istasyonları, cep telefonları ve radyo ve TV vericilerinden yayılan radyo dalga frekansları olmak üzere iki ayrı frekans bandından oluşur. Bu iki bandın insan vücuduna etkisi farklı fiziksel mekanizma ile olmaktadır. Bu konuda birçok ülkede oluşturulan standart ve güvenlik sınır değerleri mevcuttur. Bu kurumlar;
 
   Uluslararası İyonlaştırmayan Radyasyondan Koruma Komitesi (International Committee on Non-ionizing Radiation Protection – ICNRP)
   Uluslararası Kanser Araştırmaları Enstitüsü (International Agency For Research On Cancer – IARC)
   Dünya Sağlık Örgütü (World Health Organization – WHO)
   Elektrik ve Elektronik Mühendisleri Enstitüsü (The Institute of Electrical and Electronics Engineers – IEEE)
   Radyasyondan  Korunma  ve  Ölçme  Ulusal  Konseyi    (National Council on Radiation Protection – NCRP) olarak verilebilir.
 
Uluslararası alanda ICNIRP tarafından belirlenen sınır değerler birçok Avrupa ülkesinde ve dünyanın farklı ülkelerinde en yaygın kabul gören değerler arasındadır. ICNIRP, Dünya Sağlık Örgütü (WHO) ve Dünya Çalışma Örgütü (ILO) tarafından resmen tanınan bağımsız bir kuruluştur.    ICNRP‟nin    amacı    iyonlaştırmayan    radyasyon    etkisiyle    oluşabilecek    sağlık risklerinden korunmak amacıyla bu konudaki limit değerleri belirleyerek tavsiyelerde bulunmaktır. ICNIRP Kılavuzu'nda yer alan çalışmalar üniversiteler ve araştırma kuruluşları ile işbirliği yapılarak, çok sayıda mühendis, biyolog, fizikçi, epidemiolojist ve ilgili başka bilim adamlarından oluşan bir ekip tarafından yürütülmüştür. 1998 yılında ICNRP, 0 Hz – 300 GHz frekans aralığındaki elektromanyetik alanların yalnızca ısıl etkilerini göz önüne alınarak tavsiye kararı yayımlamıştır. Bu tarihten sonra da EM alanların sağlık üzerindeki etkilerinin incelendiği birçok çalışma yapılmaktadır.

 
Elektromanyetik alanın insan sağlığına etkileri ile ilgili temel limitler ve türetilmiş limitler olarak iki tip limit değer belirlenmiştir. Sadece ısıl etkileri dikkate alınarak vücut sıcaklığını 1º C arttıracak EM enerjisinin soğurulmasının zararlı olduğu temel limit olarak kabul edilerek kilogram başına dokuların soğurbileceği en yüksek güç 4 W olarak benimsenmiştir. Temel limitler 24 saat yaşanan çalışılan işyerleri için 10 kat ve umuma açık ortamlar için 50  kat güvenlik payları alınarak 0,4 W/kg ile 0,08 W/kg SAR (Özgül Soğurma Oranı)olarak kullanılmaktadır.  
 

ICNRP  tarafından  belirlenen  işyerleri  için  türetilmiş  sınır  değerler  Tablo  9‟da,  genel  halk  için üretilmiş sınır değerler ise Tablo 10‟da verilmektedir.

 
Tablo 9. Sürekli maruziyet durumunda iŞyerleri için türetilmiŞ sınır değerler
 
 

Frekans Aralığı (MHz)	E- Elektrik Alan İiddeti (V/m)	H- Manyetik Alan İiddeti (A/m)	B- Manyetik akı Yoğunluğu (µT)	S-EŞdeğer Düzlem Dalga Güç Yoğunluğu (W/m²)
0,00082 – 0,065	610	24,4	30,7	-
0,065 – 1	610	1,6 /f	2.0/f	-
1 - 10	610/f	1,6 /f	2.0/f	-
10 - 400	61	0,16	0,2	10
400 - 2000	3*f½	0,008*f½	0,01*f½	f/40
2000 - 300000	137	0,36	0,45	50

 
 
 
 
Tablo 10. Sürekli Maruziyet Durumunda Genel Halk için türetilmiŞ sınır değerler
 
 

Frekans Aralığı (MHz)	Elektrik Alan İiddeti (V/m)	Manyetik Alan İiddeti (A/m)	Manyetik akı Yoğunluğu (µT)	S-EŞdeğer Düzlem Dalga Güç Yoğunluğu (W/m²)
0,003 – 0,150	87	5	6,25	-
0,15– 1	87	0,73/f	0,92/f	-
1 - 10	87/f½	0,73 /f	0,92/f	-
10 - 400	28	0,073	0,092	2
400 - 2000	1,375*f½	0,0037*f½	0,0046*f½	f/200
2000 - 300000	61	0,16	0,20	10

 
 
SAR   değerlerinin    ölçülmesinin    zor    olması    nedeni   ile    kolay   ölçülebilen,    gözlenebilen parametrelerle birbirine basit katsayılarla bağlı elektrik, manyetik alanlar ve güç yoğunluğu

 
kavramları türetilmiş sınır değerler olarak benimsenmiştir. Yani Elektrik alan (E), Manyetik alan
(H) ve güç yoğunluğu (S) değerleri birbirine basit katsayılarla bağlı olduğundan birini ölçmek diğerlerini bulmak anlamına gelir. (H=E/377 A/m, S=E²/377 W/m² )
 
Avrupa Elektroteknik Standardizasyon Komitesi (European Committee for Electrotechnical Standardization (CENELEC)) (1995) ve IEEE (1999), ICNRP tarafından oluşturulan sınır değerler kabul edilmiştir. 1999  yılında  Avrupa Birliği, elektromanyetik  alanlar  için ICNRP‟nin genel meskun mahal maruziyet sınır değerlei benimsemiş ve Avrupa ülkelerinin çoğunluğu tarafından da bu değerler kabul görmüştür. ICNRP‟nin belirlemiş olduğu sınır değerler Almanya, Fransa ve İngiltere tarafından da benimsenmiştir. Ancak İtalya, Polonya, İsviçre, Rusya ve bazı Avrupa ülkeleri bu değerleri yüksek bularak kendi standart değerlerini belirlemişlerdir. Bu ülkeler daha çok toplum baskısını azaltmak üzere ihtiyati tedbir yaklaşımı çerçevesinde daha düşük değerleri benimsemişlerdir. Örneğin İsviçre, ortam için ICNRP değerini kabul etmekle beraber, cihaz başına elektromanyetik alan şiddeti için bir sınırlama getirmiştir. Tablo 11‟de bazı ülkelerin türetilmiş sınır değerleri bulunmaktadır (6).

 
Tablo 11. Bazı ülkelerin GSM için kabul etiiği sınır değerler

KuruluŞ / Ülke	Frekans	Elektrik Alan Değeri
ICNRP (1998), CENELEC(1995)	900	41
	1800	58
İngiltere	900	46,4
	1800	61,4
Türkiye	900	41 (Tek cihaz için 10)
	1800	58 (Tek cihaz için 14)
Belçika	900	10,2
İtalya	900	6,1
Rusya	900	6,1
Macaristan	900	6,1
Polonya	900	6,1
Bulgaristan	900	6,1
Slovenya 1.Bölge	900	12,9
Slovenya 2. Bölge	900	41
Yunanistan	900	32,9
İsveç	900	4
Lüksemburg	900	4
Çin	900	12
İsviçre	900	4
	1800	6

 
 
ABD‟de de bu sınır değerler FCC (Federal Communications Commission – Federal Komünikasyon Komisyonu) tarafından belirlenmektedir. Bu sınır değerlerin belirlenmesinde IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers – Elektrik ve Elektronik Mühendisleri Enstitüsü) ve ANSI (American National Standarts Institute – Amerikan Ulusal Standartlar Enstitüsü) tarafından oluşturulan standart değerler temel olarak alınmaktadır. IEEE/ANSI

 
standartları da sınır değerlerin belirlenmesinde yaygın olarak kabul gören ve temel alınan değerlerdir.
 
Elektromanyetik alan sınır değerleri frekansa göre değişiklik gösterir. Örneğin, baz istasyonlarının çalışmafrekanslarını içine alan 400-2000 MHz frekans bandında genel yaşam alanları  için  ICNIRP  Kılavuzu‟nda  yer  alan  sınır  değerler  elektrik  alan  şiddeti  için  1,375*f^1/2 V/m; manyetik alan şiddeti için 0,0037*f ^1/2 A/m ve elektromanyetik güç yoğunluğu için f/200 W/m2 „dir. Bu sınırdeğerler altı dakikalık ölçüm sonucunda elde edilecek ortalama değerlerdir.
Bunun yanında IEEE ve FCC standartlarında yer alan güç yoğunluğu üst sınırı 300-1500 MHz frekans aralığında f/150 W/m2, 1500-100 000 MHz frekans aralığında10,0 W/m2 olarak verilmiştir. Bu ifadelerle verilen sınır değerler otuz dakikalık ölçüm sonucunda elde edilecek ortalama değerler içindir. Buna göre genel yaşam alanlarında, GSM 900 ve DCS 1800 sistemleri için kontrolsüz etkilenme için sınır değerler Tablo 12‟de verilmiştir.

 
Tablo 12. Kontrolsüz etkilenme için sınır değerler
 

	ICNIRP	IEEE/FCC
Elektrik Alan İiddeti	41,25 V/m (900 MHz)	-
	58,33 V/m (1800 MHz)
Manyetik Alan İiddeti	0,111 A/m (900 MHz)	-
	0,157 A/m (1800 MHz)
Güç Yoğunluğu	4,5 W/m² (900 MHz)	6,0 W/m² (900 MHz)
	9,0 W/m² (1800 MHz)	10,0 W/m² (1800 MHz)

 
  
Türkiye‟de OluŞmuŞ Standartlar ve Sınır Değerleri
 
 
Teknolojinin gelişmesiyle tüm dünyada olduğu gibi Türkiye‟de de mobil-sabit haberleşme ve iletişim kaynakları hücresel sistemlerin yaygınlaşmasıyla artış göstermiştir. Buna paralel olarak bu kaynakların etrafında oluşan elektromanyetik alan değerlerinde de artış gözlenmektedir. Bu artış halkın büyük bir bölümünde endişe yaratmıştır. Bu endişelerin giderilmesi, insan ve çevre sağlığı açısından bazı kamu kuruluşlarınca birtakım standartlar belirlenmeye çalışılmıştır. Bunun üzerine Türkiye‟de bu konu ile ilgili aşağıdaki resmi belgeler yayımlanmıştır;
   Nisan    1996‟da,    Türk    Standartları    Enstitüsü,    TS    ENV    501666-2    Sayı    ve “İnsanlarınElektromanyetik Alanlara Maruz Kalması – Yüksek Frekanslar (10 kHz- 300 GHz)” isimli bir standart,
   Çevre ve Şehircilik Bakanlığı‟nın 11 Mayıs 2000 tarihli genelgesi,
   21.04.2011 tarihinde BTK tarafından “ Elektronik Haberleşme Cihazlarından Kaynaklanan Elektromanyetik Alan Şiddetinin Uluslararası Standartlara Göre Maruziyet Limit Değerlerinin Belirlenmesi, Kontrolü ve Denetimi Hakkında Yönetmelik” (36),
   Bilgi Teknolojileri Kurumu (BTK) tarafından 12.07.2001 tarihli resmi gazetede yayınlanan “10 kHz-60 GHz Frekans Bandında Çalışan Sabit Telekomünikasyon Cihazlarından Kaynaklanan Elektromanyetik AlanŞiddeti Limit Değerlerinin Belirlenmesi, Ölçüm Yöntemleri ve DenetlenmesiHakkında Yönetmelik