Milieu: Elektrische en magnetische velden & Contactstroomhypothese (1999-2013)

Het project onderzocht de oorsprong van contactstromen in Belgische woningen. De meetcampagne werd afgewerkt: in totaal werden er in ongeveer 150 huizen metingen gedaan. Er werd geen correlatie vastgesteld tussen contactstromen en het omgevende magnetische veld geproduceerd door hoogspanningslijnen. De contactstromen in Belgische woningen bleken hun oorsprong voornamelijk te vinden in capacitieve lekstromen uit de binnenhuisbekabeling. Deze nieuwe bevinding wijkt af van de resultaten van gelijkaardige studies uitgevoerd in de VS, maar werd theoretisch bevestigd door computersimulaties en experimenteel door metingen. Er werd aangetoond dat het verschil tussen de Belgische en de Amerikaanse situatie waarschijnlijk vooral veroorzaakt wordt door de verschillende aardingsmethodes die gebruikt worden: het TN-schema in de VS is gevoeliger aan omgevende magnetische velden dan het TT-schema dat in België gebruikt wordt.

JL. Lilien, C. Geuzaine, V. Beauvois, P. Dular, R. Vázquez Sabariego, P.P. Barbier

Tijdens het project werd een uitgebreide meetcampagne uitgevoerd in 150 Belgische woningen.

Stel dat een intern elektrisch veld inderdaad de parameter is die in aanmerking moet worden genomen voor biologische problemen in het menselijk lichaam, dan is contactstroom de voornaamste potentiële bron van hoge interne elektrische velden. Het effect van velden gegenereerd door hoogspanningskabels is in dit opzicht veel kleiner.

De contactstroom is het gevolg van de capacitieve lekstromen typisch voor standaard elektriciteitskabels van een huisinstallatie. Om deze lekstromen te voorkomen, is het dus aanbevolen om de elektriciteitskabels te voorzien van een metalen mantel. Gecombineerd met het gebruik van een aangepaste aarding zal dit ongetwijfeld de bezorgdheid omtrent eventuele gevolgen voor de bewoners opheffen.

JL. Lilien, C. Geuzaine, V. Beauvois, P. Dular, R. Vázquez Sabariego, P.P. Barbier

We hebben digitale tools en rekentools ontwikkeld om de impact (op contactstromen) van capacitieve lekstromen afkomstig van elektriciteitskabels die zich in de nabijheid van waterleidingen bevinden, te bestuderen en te begrijpen. Tijdens onze meetcampagnes in woningen hebben we vastgesteld dat het effect van dit soort kabels de waarden van de opgemeten contactstromen kan rechtvaardigen.

Tijdens deze campagne werden de metingen uitgevoerd in een groter aantal woningen. Het aantal metingen in woningen bij hypersensitieve personen werd verhoogd tot 15% van het totale aantal huizen. De gemiddelde waarden van contactstromen bedragen ongeveer 8µA.

We hebben eveneens de impedantie van het menselijk lichaam voor lage contactspanningen (fractie van volt) onderzocht door bij vrijwilligers contactstromen te injecteren die onder de gevoeligheidsdrempel liggen (en de werkelijk toegepaste spanning te meten). Dankzij dit experiment hebben we de opgemeten waarden kunnen vergelijken met de referentiewaarde (1kΩ) die gebruikt wordt in de meetcampagne.

In samenwerking met de andere teams van de BBEMG zijn we begonnen met simulaties in Petri-schaaltjes, aan de hand waarvan de invloed van het interne elektrische veld op de cellen bestudeerd kan worden.

In de vergelijkingsfase werden twee huizen met elkaar vergeleken, het ene volgens de principes van een passiefhuis en het andere volgens die van een elektrosensitieve persoon. De eerste metingen hebben aangetoond dat de opgespoorde contactstromen uitzonderlijk laag zijn in huizen die gebruik maken van afgeschermde kabels en kabels met een ferrietomhulsel. Gelijktijdig met de meetcampagne zijn we begonnen met de ontwikkeling van software waarmee de capacitieve koppeling tussen de verschillende geleiders in deze huizen nauwkeurig berekend kan worden.

JL. Lilien, C. Geuzaine, V. Beauvois, P. Dular, R. Vázquez Sabariego, P.P. Barbier & R. Lorphèvre

Contactstromen, gevoeligheid voor elektriciteit en elektrische en magnetische velden van 50 Hz

Ons doel is de contactstromen te kwalificeren en te kwantificeren door simulatie en metingen te plaatse.

We hebben numerieke hulpmiddelen ontwikkeld om de invloed van hoogspanningslijnen (HS) in de omgeving van 3D elektrische structuren te bestuderen en te begrijpen. We kunnen kritieke configuraties opsporen die het niveau van contactstromen in een woning of een reeks woningen verminderen of verhogen. Het type net (TT of TN) en de geometrie van de aansluiting zijn even belangrijk als de intensiteit en de richting van het magnetische inductieveld.

Het begrijpen van de oorsprong van deze contactstromen en het kennen van hun statistische waarden binnen het Belgische woonpark waren de twee essentiële aspecten van de meetcampagne (ongeveer 100 bezochte woningen). In plaats van een aselecte steekproef uit te voeren hebben we ervoor gekozen de contactstroom te meten (volgens een strikt en tamelijk uitgewerkt protocol) voor woningen vlakbij lijnen, teneinde een statistiek te verkrijgen om het mogelijke verband te evalueren tussen het omgevende magnetische veld en de contactstroom. Er dient opgemerkt te worden dat het niveau van de contactstromen zeer vaak het elektrische geluid in een woning benadert. De gebruikte apparatuur werd in functie daarvan gekozen. Er zijn overigens veel onderzoeken uitgevoerd om de oorsprong te begrijpen van deze contactstromen, zowel door de analyse van metingen, modelvorming en simulatie.

Een ander belangrijk aspect van ons onderzoek is de bevolking te informeren over onze onderzoeken en, met name de potentiële biologische gevolgen te vergelijken (met behulp van een internationaal erkende indicator) tussen contactstromen en de blootstelling aan het magnetische en elektrische veld vlakbij hoogspanningslijnen.

Om de invloed te begrijpen van de verschillende bronnen die een elektrisch veld in het menselijke lichaam induceren, vergelijken we 15 studies. Dit stelt ons in staat de invloed van deze bronnen in te delen (extern veld E en/of B, contactstroom). De contactstroom is een koploper wat betreft de kwantificatie van de samengaande inwendige belasting.

We hebben ook apparatuur ontwikkeld om een stroom (max. 1mA) te kunnen injecteren in de onderarm van een persoon. Met dit apparaat kan met verschillende protocollen de gevoeligheid van mensen voor elektrische stroom van verschillende frequenties en vormen, maar ook 50 Hz, getest worden. Inderdaad, de literatuur (met name Leitgeb, 2008) heeft een verband aangetoond tussen de gevoeligheid voor elektriciteit en overgevoelige personen. Met dit los apparaat konden we de mensen ter plaatse zelf testen.

Team TDEE
JL. Lilien & B. Mattivi

Ons doel is tot een beter inzicht in onze omgeving op het gebied van elektrische en magnetische velden (nabije bronnen, omgeving) te komen en aan het publiek juiste wetenschappelijke informatie te geven.

Het is noodzakelijk een wetenschappelijk contact te onderhouden met personen die verontrust zijn door elektromagnetische velden op 50 Hz. Deze personen zijn doorgaans zeer tevreden over de hulp (metingen ter plaatse en discussie) die wordt geboden door onafhankelijke wetenschappelijke deskundigen.

Het is zo dat in bepaalde industrieën sterkere velden kunnen voorkomen dan de velden die geïnduceerd worden door hoogspanningslijnen, onafhankelijk van de aanwezigheid van een hoogspanningslijn in de omgeving. De meeste van deze velden zouden gemakkelijk verminderd kunnen worden als hiermee rekening wordt gehouden in de ontwerpfase van het project.

Nieuwe tendensen in de mogelijke verklaringen voor het verhoogd risico van leukemie bij kinderen, zoals werd aangetoond door epidemiologische studies, werden onderzocht en zijn veelbelovend.

Deze nieuwe hypothese is gebaseerd op contactstromen. Deze hypothese moet verder onderzocht worden met betrekking tot leukemie bij kinderen. Dit is de belangrijkste doelstelling van ons onderzoeksproject. Het belangrijkste gevolg van dergelijk inzicht is dat een eenvoudige oplossing zou kunnen worden aangeboden, uitsluitend op basis van aanbevelingen inzake elektrische installaties.

De tweede doelstelling betreft overgevoelige personen. Wij hebben het vermoeden dat aan de hand van het perceptieniveau van stroom de diagnose van overgevoelige personen zou kunnen worden geobjectiveerd. Zij zouden bijgevolg getest kunnen worden op bepaalde biologische parameters en die zouden kunnen bijdragen tot het vinden van geschikte biologische markers. Zou zou een therapeutische behandeling kunnen worden ontwikkeld.

Zoals blijkt uit de literatuur, is het perceptieniveau een belangrijk element en het samenstellen van van onze eigen gegevensbank zou essentieel zijn voor het begrijpen van de invloed van bepaalde parameters (zoals de frequentie, de vorm van het signaal, de duur, de impedantie van het menselijke lichaam …).

Een eerste prototype van een test bij de mens bij verschillende waarden van de stroom en verschillende frequenties (tussen 40 Hz en tot 1 kHz) werd ontworpen en getest. De eerste resultaten die werden verkregen, zijn overtuigend.

Team ACE
C. Geuzaine, V. Beauvois, P. Dular, R. Vázquez Sabariego & R. Lorphèvre

De Eenheid voor Toegepaste Elektriciteit fungeert als technische, logistieke en didactische ondersteuning voor alle biomedische teams. Bijgevolg zijn onze belangrijkste activiteiten het verstrekken van advies en ondersteuning aan alle betrokken partijen, zoals bijvoorbeeld adviezen voor de aankoop van wetenschappelijke instrumenten, metingen, het ontwerp en de ontwikkeling van specifieke instrumenten op vraag van de gebruikers, overzichten van de wetenschappelijke literatuur ….

Ons team ontwikkelt ook numerieke tools (zoals GetDP) die specifiek ontworpen zijn voor de berekening van elektrische en magnetische velden in de nabijheid van elektrische structuren in 3D.

W. Legros, P. Pirotte & JL. Lilien

Ons streefdoel is een duidelijker inzicht te krijgen in de elektrische en magnetische omgeving (gelokaliseerde of omgevingsbronnen). Er werden zowel op het werk als thuis verschillende inductieveldmetingen uitgevoerd, zodat we een duidelijker zicht konden krijgen op de blootstelling van magnetische inductievelden. De metingen thuis hebben betrekking op huizen van mensen die in de buurt van bovengrondse hoogspanningslijnen wonen of die bereid zijn om bouwgrond te kopen onder een bovengrondse elektriciteitsleidingen.

Er werden eveneens metingen uitgevoerd in het kader van de studie die door de universitaire dienst van de afdeling Psychoneuro-endocrinologie (M. Crasson en J.J. Legros) werd geleid. In totaal werden er in vijfennegentig huizen magnetische veldmetingen uitgevoerd in iedere kamer die minstens één uur per dag wordt gebruikt, zodat men een schatting kon opstellen van de totale tijd die men aan het veld wordt blootgesteld. De magnetische velden werden op drie verschillende plaatsen in iedere kamer geregistreerd, vlakbij elektrische toestellen en vlakbij de stroommeter. De onderzoeker noteerde alle specifieke eigenschappen van het huis in kwestie.

Lilien, J.L., Dular, P., Sabariego, R.V., Beauvois, V., Barbier, P.P., & Lorphevre, R. (2009).
Effects of extremely low frequency electromagnétic fields (ELF) on human beings.
In Proceedings of International colloquium – Power Frequency Electromagnetic Fields ELF EMF, June 3-4, 2009, Sarajevo, Bosnia-Herzegovina.

Lilien, J.L., Dular, P., Sabariego, R.V., Beauvois, V., Barbier, P.P., & Lorphevre, R. (2008).
Effects of extremely low frequency electromagnétic fields (ELF) on human beings. An Engineer point of view.
Revue E tijdschrift – 124ste jaargang/124ème année – n°3-2008.

Mattivi, B., Beauvois, V., Dular, P., Lilien, JL., Lorphèvre, R., & Sabariego, R.V. (2006).
Hypersensitivity to Electricity: The effect of the current waveform on the perception level.
4th Int Workshop on biological effects of electromagnetic fields. Crete, Greece, Oct 2006.

Hoeffelman, J., Decat, G., & Lilien, JL. (2004).
Assessment of the Electric and Magnetic field levels in the vicinity of the HV overhead power lines in Belgium.
CIGRE, 2004, CIGRE session papers, Group C3 (8 pages).

Crasson, M., Legros, J.J., Scarpa, P., and Legros, W. (1999).
50 Hz magnetic field exposure-influence on human performance and psychophysiological parameters. Two double-blind experimental studies.
Bioelectromagnetics, 20 (8), p. 474-486.

A summary of standards for human exposure to electric and magnetic fields at power frequencies.
Working Group 36/01 and 06.CIGRE (Joint paper). Electra 1998, August, 179, 51 p.