WIFI-ruuteri ja sülearvuti raadiosageduslik elektromagnetväli

Tarmo, 3.11.12
Mikko Ahoneni ja Tarmo Koppeli artikkel “Mobiilne õppimine ja terviseriskide haldamine pulseeriva mikrolainetehnoloogia puhul” sai sooja vastuvõtu ja tunnustuse osaliseks Helsinkis 16-18.10.2012 toimunud 11ndal Mobiilse ja Kontekstilise Õppimise Maailmakonverentsil. Konverentsi programmikomitee juht Marcus Specht nimetas ettekannet konverentsil eriti oluliseks, märkides ära, et mobiilsete õpilahenduste hangete läbiviimisel, tuleb arvestada ka terviseküsimustega. Uurimuse esitas konverentsil Mikko Ahonen (Tampere Ülikool).

Uuring oli eesmärgiga mõõta raadiosageduslike WIFI-võrkude võimsused tegelikus kasutuskeskkonnas. Mõõdetavateks seadmeteks olid raadiosageduslikke(WIFI)elektromagnetvälju tekitavad seadmed: 1) WIFI-ruuterid ja 2) sülearvutid. Mõõtmistulemused aitavad hinnata, milline on ekspositsioon nende seadmete kasutajatele, aga ka seadmete mõjualas viibivatele isikutele.

Joonis. WIFI-ruuteri tekitatav raadiosageduslik elektromagnetväli. Mõõtmistulemused on viie ruuteri (eri tüübid) peale keskmised.

 

Joonis. Sülearvuti (laptopi) WIFI-antenni tekitatav raadiosageduslik elektromagnetväli on 20cm kaugusel antennist kaks korda nõrgem kui WIFI-ruuteril. Mõõtmistulemused on viie sülearvuti (eri tüübid) peale keskmised.

Autorid tõdevad, et mõõdetud WIFI-väljade võimsustihedused on kooskõlas kehtivate normatiivaktidega, jäädes kõvasti allapoole kehtestatud piirnormidele. ELi direktiiv 1999/519/EC kehtestab referentstasemeks 10W/m² (so 10 000mW/m²) RMS.

Samas, autorid tõdevad, et kuna piirnormid võtavad arvesse vaid raadiosageduslike elektromagnetväljade poolt tekitatavat termoefekti, siis on arvestamata viimasel ajal avastatud uued bioloogilised mõjumehhanismid. Seega, isegi kui WIFI-seadmed jäävad piirnormide sisse, ei saa välistada muid tervisemõjusid.

Mikrolainete kahjulikke tervisemõjusid on tuvastatud juba aastakümneid tagasi. 1970ndatel diagnoosisid nõukogude arstid mikrolaine sündroomi, millega iseloomustati mikrolainete mõjul nõrgenenud inimese immuunsüsteemi. Mikrolained käivad samuti raadiosageduslike lainete alla.

Viimastel aastatel rohkelt viidatud uurimuste kogumik on BioInitiative Raport (2007), mis soovitab, võttes arvesse uurimuste poolt tuvastatud bioloogilisi mõjusid, uueks piirnormiks seada 1mW/m². Uute piirnormide vajadust põhjendatakse loomkatsete tulemustega, mis näitavad kroonilisest ekspositsioonist põhjustatud kahjulikke mõjusid tasemetel alla 10mW/m².

Mainides uuemaid uurimusi, näiteks on leitud 6,8mW/m² tasemel WIFI-kiirgus sülearvutitest pärssivat inimese sperma elujõulisust ning suurenenud DNA-ahelate katkemisi (Avedano jt 2011). Sama mõju (reproduktiivorganitele) on täheldatud ka loomkatsetel.

Uute piirnormide kehtestamist ELi tasemel tuleb veel aga oodata, sest mitmete bioloogiliste mõjude katsete korratavus on kehva; ka ei ole üheselt aktsepteeritavat füsioloogilist või patogeenset mehhanismi, mis seletaks need mõjud. Vaja on lisauurimusi, et mõista raadiosageduslike- ja mikrolainete mõjumehhansime bioloogilistele süsteemidele (st ennekõike inimesele).

Seetõttu on ka Euroopa institutsioonid soovitanud järgida ettevaatlikkuse printsiipi ning minimeerida ekspositsiooni elektromagnetväljadele seal kus võimalik. Eriti aga rõhutatakse vajadust kaitsta lapsi, sest teaduslik pagas leitakse olevat piisav, et hetkel kasutusel olevad WIFI ja mobiilside elektromagnetväljad mõjuvad neile kahjulikult (Euroopa Nõukogu komitee 2011).

Autorite soovitatud põhimõtted ohutute õpikeskkondade loomiseks haridusasutustes:

  • Hoida distantsi: asetada kiirgavad WIFI-seadmed eemale õppuri peast ja kehast;
  • Minimeerida ekspositsiooniaeg: õpperuumidesse mitte paigaldada tugijaamu, ruutereid;
  • Vältida pidevat andmeedastust, eelistada sünkroniseerimislahendusi, off-line teenuseid.
  • Ühendus alati, igalpool ei ole vajalik. Lülita WIFI välja, kui seda ei vaja.
  • WIFI leviala ainult selleks määratud aladele. Vähendada WIFI-ruuterite saatevõimsust.

Konverentsijärgselt on autoreid innustatud teemat edasi arendama ning esitatud kutseid samal teemal järgmisteks konverentsiettekanneteks ja publikatsioonideks.

Konverentsi organiseerijad:

Rubriigid: elektromagnetväljad | 1 kommentaar

Dünaamiline sisevalgustus põhjala-laiuskraadidel

Tarmo, 21.10.12
Selle ajaveebi autor Tarmo Koppel tutvustas uut tüüpi sisevalgustussüsteemi Riia Tehnikaülikooli 53ndal Teaduskonverentsil ja Maailma Inseneride 1. kongressil Riias 10-12.10.12. Uus dünaamilise sisevalgustuse süsteem on mõeldud põhjala inimeste töösuutlikkuse tõstmiseks. Ettekanne leidis tunnustamist ja poolehoidu teiste töökeskkonnateadlaste seas.

Kaasaegne valgustusteadus nimetab parimat võimalikku sisevalgustust “dünaamiliseks valgustuseks”. Teisisõnu ei ole tegemist tüüpilise valgustussüsteemiga, mis tööpäeva alguses lülitakse sisse ja tööpäeva lõpus välja. Dünaamiline valgustus on valgustus muutlikku karakteristikaga tööpäeva jooksul. Muutuvad kolm parameetrit:

valgustuse spekter

valgustuse värvustemperatuur

valgustuse tase

Koppeli poolt lisatud geograafiline parameeter seob need muutused geograafilise laiuskraadiga. See täiendus dünaamilise valgustuse kontseptsioonis võtab arvesse ka asjaolu, et inimesed erinevates laiuskraadidel, on kohanenud erineva valguskarakteristikaga.

Fotobioloogia – teadus, mis uurib valgustuse mõju iniemesele – on leidnud valgusel olevat tähtsa mõju inimese enesetundele ja töövõimele. Parim lahendus on loomulik päevavalgus ja kehveim lahendus on staatiline tehislik valgus. Loogika seisneb selles, et inimene on arenenud miljonite aastate jooksul loodusliku päikesevalguse all, ja seega kõige enam kohanenud seda tüüpi valgusega.
Enamgi veel – mõni aasta tagasi avastatud uus fotoretseptor inimsilmas, seletab et valgusel on ka tähtis roll reguleerimaks inimese bioloogilist kella. Valgus annab teada kehale, millal hommik ja millal õhtu – vastavalt mobiliseerub ka keha. Samuti teatab valgus organismile aastaaja, et keha saaks kohaneda klimaatilistele tingimustele sellel laiuskraadil. Kui see bioloogiline kell saab vale signaali, näiteks puudulikust sisevalgustusest, võib see sassi ajada ka bioloogilised tsüklid, mis sätivad paika, mis ajal on inimene kõige reipam ja millal vajab puhkust. Ööpäevarütmil on palju laiem mõju kui alguses arvata, omades kehale ka füsioloogilist ja käitumuslikku mõju, reguleerides une- ja ärkvelolekutsüklit, tähelepanuvõimet, töösuutlikkust, kehatemperatuuri, hormoonidetootlikkust jm.
Samuti omab valgus rolli organismi immuunsüsteemi käitamises.

Fotobioloogid väljendavad olukorda, kus inimene ei saa kätte täiel määral valguse kõiki häid omadusi kui “alavalgustatust” (ing.k malillumination), mida võrreldakse kroonilise väsimuse sündroomiga.

Koppeli artikli uurimus selgitas välja valguse spektri ja värvustemperatuuri tasemed, mille ulatuses need parameetrid peaksid muutuma päeva ja aasta jooksul, Eesti laiuskraadil. Seega võimaldab artiklis esitatud määrade üleviimine sisevalgustusele jäljendada päikesevalgust parimal moel, Eesti töökohtade jaoks.

Üldiselt on ettekirjutused sellise ergonoomilise valgustussüsteemi jaoks järgnevad.
Muutus päeva jooksul,
värvustemperatuur on:
– hommikul kollakam,
– keskpäeval sinakam ja
– õhtul tumekollakam.
Muutus aasta jooksul,
päeva kõrgeim värvustemperatuur on:
– talvel on kollakam,
– suvel sinakam.
Joonis. Aasta igale kalendripäevale on omane kindel valguse värvustemperatuuri dünaamika: sõltuvalt aastaajast saavutab keskpäevaks valgus erineva värvustemperatuuri tipu. Sisevalgustus peaks seda järgima, et olla inimesele bioloogiliselt kõige sobivam.

Lisaks värvustemperatuurile on vajalik päikesevalgusele võimalikult lähedase spektri saavutamine. Tänapäeva enimkasutatud valgustite (säästupirnid, päevavalguslambid) suureks puuduseks on  katkendlik spekter erinevalt päikesevalguse täisspektrist. Sellised puuduliku spektriga valgustid jätavad küll inimsilmale mulje valgest valgusest, kuid tegelikult on tegemist vaid pseudovalge valgusega. Pseudovalgega jäetakse inimsilmale petlik mulje valgest valgusest, kuid tegelikult on sellisest valgusest puudu enamus päikesevalguse lainepikkusi. Saada kätte lai valik valguse erinevaid lainepikkusi on vajalik organismi bioloogiliste protsesside stimuleerimiseks, ütleb fotobioloogia.

Praktilised lahendused käsitletud sisevalgustussüsteemi koostamiseks, kuuluvad mõne järgmise uurimuse koosseisu.

Rubriigid: valgus ja valgustus | Kommenteeri

Saastelekter arvutitöökohtadel

Tarmo, 19.10.12
Käesoleva ajaveebi autor Tarmo Koppel esitas samal teemal ettekande rahvusvahelisel teaduskonverentsil “Electromagnetic Disturbances 2012”, Vilniuses 20-21.09.12. Uurimuse kaasautor oli Jaan Niitsoo TTÜ Energeetikateaduskonnast. Uurimus leidis konverentsil elavat diskussiooni nii Leedu, Läti, Iraani kui Jaapani teadlaste poolt. Autori osavõttu konverentsist finantseeris Euroopa Sotsiaalfond SA Archimedese vahendusel.

Saastelektriks (ing.k dirty electricity) loetakse elektrivõrgus ning elektriseadmetes liikuvat kesksageduslikku voolu vahemikus u 2-400kHz. Seda on võimalik mõõta kahel moel: 1) elektrijuhtmetes liikuva vooluna ja 2) töökeskkonnad elektromagnetväljana. Tervise huvides tuleks huvi tunda eelkõige viimase vastu, sest kui inimese keha satub elektromagnetvälja, hakkab see, sõltuvalt väljatugevusest, mõjutama ka organismi.

Puhta, sinusoidse elektri rikuvad ära tüüpiliselt need seadmed, mis sisaldavad kesksagedustel toimivaid komponente, näiteks impulsstoiteadaptereid. Peaaegu kõik kaasaegsed seadmed, sh energiatõhusad seadmed, saavad toite sellistelt sisseehitatud või välistelt adapteritelt. Kesksageduslikud adapterid tekitavad hoone elektrisüsteemi (juhtmestikku) kesksageduslikku müra ning harmoonikume. Sellega ongi loodud saastelekter. Vooluvõrgusagedus (50Hz) on kandjasignaaliks ning kõrgsageduslik võnge “rändab” kaasa selle sees.

Joonis. Säästupirn, (impulss)toiteadapter, arvuti, plasmateler jms seadmed moonutavad majapidamise elektrivõrku kesksagedusliku müraga. Tekib saastelekter (ing.k. dirty electricity).

Samas ei ole kõik sellise koostisega seadmed ilmtingimata hälvetega elektri tootjateks. Kasutades kvaliteetseid komponente ning lisades EMI-filtreid (ing.k. electromagnetic interference) on võimalik moonutatud signaal minimeerida.

Saastelektri allikateks võib pidada kõiki elektriseadmeid, kus vooluvõrgu 230V muundatakse madalamaks pingeks (näiteks 12V madalvoolusüsteemides ja lauaarvuti toiteplokkides, 19V sülearvuti toiteplokkides jne). Samuti võib nimekirja lülitada televiisori (eriti plasmateler), induktsioonelektripliidid, lähedalasuvad tuuleturbiinid, säästupirnid, päevavalguslambid, arvutimonitorid ja kehvasti hooldatud elektriliinid.

Saastelektri teema on aktuaalseks tõstnud Euroopa Liidu poliitika hõõglampide keelustamise osas, mis on säästupirnid muutnud üheks enamlevinud valgustustehnoloogiaks. Viimased on aga samuti ühed suuremad saastelektri allikad, mida ei uurita mitte üksnes inimese tervisemõjude osas, vaid ka elektrivõrgu toimivuse osas. Nii nagu kõik teised voolualaldid, tekitab ka säästupirn vooluvõrku kesksageduslikke häireid (ehk saastelektrit), mis läbi elektrijuhtmete võib levida üle terve majapidamise. Sellisel juhul, kui elektriseadmetes puuduvad vastavad häirefiltrid, kumab terve elektrijuhtmestik ja kasutuses olevad elektriseadmed seda saastelektrit edasi, kiirgab seda töökeskkonda.

Võrreldes sülearvutite toiteadaptereid võib täheldada suuri erinevusi saastelektri tasemetes. Kord, ühe arvuti puhul mõõdeti nelja erinevat toiteadapterit, mis kõik kandsid sama mudelinumbrit, kuid olid erinevate tootjate poolt: 1) originaaladapter, 2) originaaladapter üle 7a vana, 3) rikkis originaaladapter, kuid mis töötas, 4) hiinas järeletehtud koopia samast adapterist.

Joonis. Sülearvuti poolt tekitatud saastelekter on väikseim aku pealt toitel ja siis kui kasutatakse originaaladapterit. Vanem originaaladapter ja hiina-koopia-adapter tekitavad palju suurema saastelektri taseme. Mõõdetud vahemik 2-400kHz, RMS-väärtused.

Järeldada võib, et odav hiina adapter tekitas kõige suurema saastelektri taseme, mis kordades suurem teistest. Samuti tekitas suure saastelektri taseme originaaladapter mis juba üle 5a vana. Kõige väiksem saastelektri tase oli aga muidugi, kui sülearvuti töötas akude pealt.

Uurimuses vaatluse all olnud kümned arvutitöökohad olid siiski enamus suhteliselt madala saastelektri tasemega, enamusel magnetväli alla 50nT ja elektriväli alla 10V/m. Töökohad, kus mõõdeti keskmisest oluliselt kõrgemaid saastaelekter elektromagnetväljas kasutati läheduses enamasti mõnda rikkis või kehva kvaliteediga elektriseadet.

Joonis. Uurimuses mõõdetud 36 töökoha jaotus elektri- ja magnetvälja tugevuse järgi. Suur osa arvutitöökohtades langes nn rohelisse tsooni, kus saastelektri taseme oli madal. Umbes sama suur osa töökohti langeb kollasesse tsooni, mille saastelekter on suhteliselt madal, kuid juba võib täheldada mõne elektriseadme mõju. Mõõdetud vahemik 2-400kHz, RMS-väärtused.

Elektrijuhtmetes mõõdetud saastelektri tasemed näitasid, et suuremad panustajad sellesse olid:
– rikkis lauaarvuti toiteplokk (samas oli arvuti töökorras),
– infrapunalüliti valgustile (hiinas tehtud),
– viis säästupirni,
– tööruum kahekümne lauaarvutiga,
– invertertehnoloogial õhksoojuspump,
– odav sülearvuti adapter (hiinas tehtud).
Üks rikkis lauaarvuti toiteplokk tekitas rohkem saastelektrit kui terve toatäis (20 töökohta) lauaarvuteid, korras toiteplokkidega. Samas ilma elektromagnetvälja mõõtmata ei ole võimalik tuvastada, kas arvuti toiteplokk tekitab saastelektrit või mitte.
Esitatud nimekirja puhul ei piirdunud saastelekter vaid seadme läheduses asuva elektripistikuga, vaid oli mõõdetav üle terve töö- või elamispinna.

Joonis. Ühe säästupirni (CFL) saastelektri tasemed on üldisest foonist oluliselt kõrgemad kuni paari meetri peale. Halogeenpirn (230V) seejuures saastelektrit ei tekita, vaid kiirgab vahetus läheduses edasi seda, mis juba vooluvõrgus liikumas. Joonisel mõõtmistulemused RMS-väärtustena.

Mõistlik on järgida ELi poolt soovitatavat ettevaatlikkuse printsiipi – vähendada elektromagnetvälju seal kus vähegi võimalik ja mõistlik. Teadlased ei ole teadlikud veel kõikidest võimalikest elektromagnetväljade tervisemõjudest, eriti kesksageduslike elektromagnetväljade suhtes (saastelekter) ning uurimistöö sellel suunal veel käib.

Kesksageduslikke elektromagnetvälju (saastelektrit) on võimalik vähendada mitmel moel: minimeerides pingemuundurite (sh toiteadapterite) arvu, paigutades need inimestest eemale, vaadates üle elektrijuhtmete paigutuse, kasutates häirefiltreid, kasutades kvaliteetseid ja mitte liiga vanu seadmeid jm. Näiteks saab saastelektri laualambist elmineerida, kui valida selline laualamp, millel pole eraldi toiteadapterit, vaid mille pirn töötab 230V peal. Samuti, asendades valgustites säästupirni halogeenpirniga (230V), on neis punktides (valgustites) saastelekter elimineeritud.

Joonis. Uurimuses mõõdetud kaks sülearvuti kasutamisviisi: 1) kasutades sülearvuti sisseehitatud klaviatuuri (vasakul) ja 2) kasutades välist klaviatuuri (paremal). Saastelektrit tekitab sülearvuti oma keerulise elektroonilise skeemiga igal juhul. Samas, ekspositsiooni sülearvuti saastelektrile on võimalik tunduvalt vähendada, kui kasutada välist klaviatuuri (soovitatavalt juhtmega klaviatuuri). Mõõdetud vahemik 2-400kHz, RMS-väärtused.

Siin kirjutises viidatud teadusartiklit võib küsida e-maili teel autorilt.

Rubriigid: elektromagnetväljad | Kommenteeri

Elektromagnetväljade koolituspäev 5.okt.

Tarmo, 27.09.12

Veel on mõned vabad kohad 5.oktoobril toimuvale Elektromagnetväljade koolituspäevale. Koolitus korraldatakse töötervishoiuspetsialistidele, kuid vabade kohtade olemasolul saavad osa võtta ka teised töökeskkonna inimesed. Koolituse lektor Tarmo Koppel.

KOOLITUSE KAVA

LOENG1-Mis on elektromagnetväljad?
Mis neid välju tekitavad ja kuidas need inimeseni jõuavad? Madal-, kesk- ja kõrgsageduslikud elektromagnetväljad; staatilised elektri- ja magnetväljad. Tüüpilised ametid, kus töötaja puutub kokku tugevate elektromagnetväljadega. Milliseid elektromagnetvälju oodata üldlevinud elektri- ja elektroonikaseadmetest.

LOENG2-Elektromagnetväljade mõju inimesele
Kuidas inimene aru saab, et ta on elektromagnetväljade mõjualas – sümptomid. Mida ette võtta, kui kahtlustad elektromagnetväljade mõju. Kas on võimalik diagnoosida elektromagnetväljade mõju? Näiteid terviseuuringutest.

LOENG3-Elektromagnetväljade lubatud piirmäärad. Õigusaktid.
Eesti ja Euroopa õigusaktid: 1) töökohtadele ja 2) avalikele kohtadele. Nõuded töökohale elektromagnetväljade osas. Erivajadustega inimesed ja riskirühmad. Mida on kohuseks pandud tööandjale. Milliste elektromagnetväljade mõjude eest kaitsevad õigusaktid ja milliste eest mitte?

LOENG4-Kuidas kaitsta inimest elektromagnetväljade eest?
Millist nõu anda inimesele? Elektromagnetväljade ekraneerimine, summutamine. Räägime, milliseid ettevaatusabinõusid saab rakendada töötaja ja millised on jõukohased tööandjale.

 

Rubriigid: elektromagnetväljad | Kommenteeri

28.sept. teadlaste ööl Elektromagnetväljadest ja Valgustusest

Tarmo, 11.09.12
28.09.12 Teadlaste Ööl tehtud ettekandeid saatis rohke huvi linnarahva seast.

 

28.09.12 toimuval üleeuroopalisel teadlaste ööl teeb käesoleva ajaveebi autor Tarmo Koppel Tallinna Tehnikaülikooli Ergonoomialaboris esitlused teemadel:

KODUELEKTROONIKAST LÄHTUVAD ELEKTROMAGNETVÄLJAD JA NENDE MÕJU TERVISELE, kl 18-18.45 ja kl 20-20.45
Igapäevased elektri- ja elektroonikaseadmed ning nendest lähtuv nähtamatu elektromagnetkiirgus. Kas ja millist mõju omavad need seadmed tervisele?
Kuidas vähendada elektromagnetilist kiirgust kodus ja tööl – millist tüüpi seadmeid eelistada? Demonstratsioonid. TASUTA bioelektriliste parameetrite mõõtmine esinemise lõpus.

MILLINE VALGUSTI MÕJUB INIMESELE KÕIGE KASULIKUMALT? kl 19-19.45
Millest koosneb valgus ja kuidas see meid mõjutab? Mille poolest on tehisvalgus kehvem loomulikust päevavalgusest? Milline on inimesele sobivaim valguse tugevus, spekter, värvustemperatuur, värelus ja dünaamika? Demonstratsioonid, kuidas nende parameetrite mõõtmine käib.

Akadeemia tee 3 Tallinn,
TTÜ Majandusteaduskond
X-211B (II k)
Töökeskkonna ja -ohutuse õppetool
Ergonoomialabor

Osalemine tasuta.

Teadlaste Öö on Euroopa Komisjoni initsiatiivil loodud üleeuroopaline erinevaid teadusringkondi- ülikoole, akadeemiaid, teaduskeskusi, muuseume, laboratooriume jt akadeemilisi organisatsioone- ühendav suurüritus, kus ühe ööpäeva jooksul toimub palju erinevaid teadust ja teadlasi ühiskonnale tutvustavaid ja lähendavaid üritusi atraktiivses ja lõbusas võtmes. Eesmärgiks on laiemale publikule tutvustada nii teadlasi kui ka nende tegemisi.

Rubriigid: elektromagnetväljad, valgus ja valgustus | Kommenteeri

Elektrostaatiline laeng kehal põhjustab stressi

Tarmo, 11.07.12

Tark on minimeerida elektrostaatilisi välju nii tööl kui kodus. Kui inimesed on tööl vähem pinges, on sellel ka positiivne mõju töötootlikkusele. Elektrostaatilistest väljadest hoidumiseks tehtavad muudatused on tõenäoliselt mitu korda väiksemad, kui nende tagajärgedest tingitud otsesed kulud (vähenenud tootlikkus) ja alternatiivkulud (saamata jäänud tulu).

Selle ajaveebi autor Tarmo Koppel esines 8.juunil samal teemal ettekandega rahvusvahelisel teaduskonverentsil “Earth fields and their influence on organisms”. Käesolev kirjutis on lühiülevaade esitatud artiklist.

Elektromagnetväljadest rääkides, mõeldakse tavaliselt vahelduvaid (amplituudilt ajas kõikuvaid) elektri- või magnetvälju. Vähem on juttu olnud staatilistest elektriväljadest (püsiva amplituudiga). Elektrostaatilised väljad on tuttavad näiteks kilekottides, kui neid käes kandes edasi-tagasi viibutades on tunda jalakarvade kaasaliikumist. Samuti on elektrostaatiline väli omane kineskoopteleviisoritele. Teinekord saavad inimesed üksteist puudutades “särtsu”, mis väljendab suurt elektrostaatilist välja ühel neist. “Säsrts” on seejuures laengukandjate (inimeste) vahel laengu ühtlustumine. Sarnast särtsu võib täheldada ka teinekord kuiva ilma korral autode metalpindadelt.

Elektrostaatiliste väljade tervisemõjud on väheuuritud valdkond. Ometi need uurimused, mis tehtud, mitmed leiavad neil mõju olevat tervisele. Enamasti on uurijate seisukohaks, et sellised väljad indutseerivad inimkehas nõrke voole, mis panustavad üleüldise stressi kuhjumisse. Mitmed uurijad ehitavad oma argumentatsiooni üles asjaolule, et inimene kui liik on miljonite aastate jooksul arenenud Maal, olles pidevalt ühenduses maaga (maandatud). Seega elektrostaatilise laengu kasvamine inimkehal on bioloogiliselt talle uus nähtus, alates suuremalt jaolt 1950ndatest aastatest koos sünteetiliste materjalide (jalanõud, riided, furnituur jne) kasutuselevõtuga. Uurijad toovad esile ka umbes samast ajajärgust “kaasaegsete tervisehädade” sagenemise. Mõjumehhanismina siinjuures nähakse elu- ja töökeskkonna elektrostaatilisi väljasid mõjutavat ja häirivat inimkeha bioelektrilist toimimist. Bioloogilist efekti seletatakse närvisüsteemi ülestimuleerimisena ja rakkudevahelise bioelektrilise kommunikatsiooni häirimisena. Sümptomid leitakse olevat stress, unehäired, selja- ja liigesevalud, lihaste kangus.

Elektrostaatilistel väljadel on leitud olevat mõju ka ajulainetele (EEG-mõõtmised). See omakorda viitab mõju inimese kognitiivsetele protsessidele – informatsiooni vastuvõtmine, töötlemine, ülesannete sooritamine jpm võivad olla mõjutatud elekstrostaatilistest laengutest inimese kehal ja keskkonnas.

Joonis 1. Elektrostaatilise laengu tekkimist kehal mõjutavad mitmed tegurid ja nende tegurite eripära. Eripära määrab peaasjalikult, kas vastav materjal aitab elektrostaatilise laengu kasvamisele kaasa või vastupidi hajutab/juhib selle ära. Ainsaks aktiivseks komponendiks joonisel 1 toodud teguritele on elektroonika, mis võib otseselt muuta elektrienergia elektrostaatiliseks laenguks, mis omakorda võib kanduda üle inimestele.

Joonis 2. Elektrostaatilise laenguga põrandakate või põrandakate, mille hõõrdumisel (peal käimisel) tekib elektrostaatiline väli, kandub üle inimkehale. Sellisest põrandakattest võivad märku anda sagedased “särtsud” inimestel üksteist puudutades või kokkupuutel metalpindadega. Elektrostaatilise põrandakatte tüüpnäiteks on sünteetilised vaibad, kuid siiski mitte kõik neist ei tekita elektrostaatilist laengut. Elektrostaatiline väli võib tekkida ja lakitud põranda peal käies, eriti jalgu lohistades.

Joonis 3. Antistaatiline põrandakate juhib inimkehale kogunenud elektrostaatilise laengu maasse või hajutab selle põrandakattesse. Juhul kui põrandakate on ainult hajutav, siis see kogub laengu enda kanda, kuni laeng on piisavalt suur, et hakata seda tagasi andma inimestele (mittesoovitatav lahendus). Tähele tasub panna, et kõik tooted, mida nimetatakse “elektrostaatiliseks” ei pruugi sellist efekti, mis laengu inimkehalt  maha laeb siiski anda.

______________________________________________________________
VIITED
Chevalier, G., Mori, K., Oschman, J.L. (2006), “The effect of earthing (grounding) on human physiology.” European Biology and Bioelectromagnetics, Jan 31, 2006, 600-621.
Ober, A. (2003), “Does grounding the human body to earth reduce chronic inflammation and related chronic pain?”, European Bioelectromagnetics Association annual meeting

 

Rubriigid: elektromagnetväljad | Kommenteeri

Töötootlikkuse tõstmine õige valgustusega

Tarmo, 9.05.12
Samal teemal esitas selle ajaveebi autor Tarmo Koppel artikli-ettekande rahvusvahelisel teaduskonverentsil “Intelligent Technologies in Logistics and Mechatronics Systems”. Konverents toimus 3-4.mail 2012 Panevezyses Leedus, mille peakorraldaja oli Kaunase Tehnikaülikool. Autor tänab Euroopa Sotsiaalfondi ja Sihtasutust Archimedes konverentsist osavõtu finantseerimise eest.

Selleks, et tagada valgustuse kohalt parimad töötingimused tuleb esmalt teada, et parim valgustus inimesele on loomulik päevavalgus. Loogika on siinjuures üsna ilmselge – inimese evolutsioon miljonite aastate jooksul on kulgenud just loomuliku päevavalguse all – seega on inimene kõige paremini kohanenud selle valgusega. Teadusuurimused näitavad, et valgustuse roll ei seisna üksnes selles, et teha inimese ümber nähtavaks tema keskkond, vaid valgus reguleerib inimese bioloogilisi protsesse ja on kehale energiaallikaks. Vähene või teatud parameetrites puudulik valgustus aga vähendab inimese mugavustunnet, kahandab töötootlikkust, tõstab tööõnnetuse riski jm.

Fotobioloogia isaks nimetatud John Ott on valgustuse olulisust võrrelnud järgnevalt: nii nagu automootor vajab töötamiseks kütust, hapnikku ja sädet, vajab ka inimene toitu, hapnikku ja energiat (valgus) et töös hoida ainevahetuse protsessid. Samuti ta ütleb, et vitamiinide sissevõtmine ei lahenda probleeme, mis tingitud teatud valguse lainepikkuste vajakajäämisest.

John Otti töö jätkaja Jacob Liberman, O.D., Ph.D., nimetab kaaseagseid töökeskkondi valgustuse aspektist tervist kahjustavateks, sest tehislik valgus tekitab inimestes kroonilise alavalgustatuse, mida võib võrrelda alatoitumisega – lüües tasakaalust välja inimese võime funktsioneerida täielikult ja tervislikult.

Autori mudel võimaldab hinnata valgustusallikate vastavust loomulikule päevavalgusele võttes arvesse kõik valgustuse ergonoomilise kvaliteedi aspketid:
1) valgustihedus (illuminance level),
2) värelus (flicker),
3) spekter (spectrum),
4) värvustemperatuur (color temperature),
5) EMI (electromagnetic interference),
6) dünaamilisus (dynamic lighting).

Joonis 1.  Enimlevinud valgusallikate vastavus loomulikule päevavalgusele, autori mudeli põhjal. Parima vastavuse saavutas halogeenpirni testitud mudel.

Valgustatuse tase on peamine mõõdetud parameeter valgustuse kvaliteedi hindamisel. Soovituslik minimaalne valgustatuse tase on 500luxi õppe- ja büroohoonetesse. Uuemad avastused fotobioloogias näitavad et valgustustihedusel on lisaks töökoha valgustamisele ka oluline roll stimuleerida inimese bioloogilisi protsesse, olles kehale energiaallikaks.

Flikker on valguse värelemine. Valgustusallikad värelevad erineva sagedusega ja erineva intensiivsusega. Loomulik päikesevalgus on aga värelusvaba. Seega mida kõrgem on flikkeri sagedus ja väikseim modulatsiooniindeks, seda ergonoomiliselt kvaliteetsem see valgus on. Probleemiks võib pidada värelevaid valgusteid, mille flikker on sagedusel alla 50 Hertzi, sest sinnamaani on täheldatud migreenihoogude esinemist flikkerist põhjustatuna. Flikker võib samuti põhjustada silmade üleväsimust. Epileptikutele on ohtlikud sagedused alla 18Hz.
Kuigi töökorras valgustid tavaliselt nimetatud nähtusi ei põhjusta, võivad need esineda siiski, kui valgusti on tööea ületanud (amortiseerunud) või praak või odavat kehvakvaliteedilist päritolu.

Spekter väljendab, kuivärd hästi on tehisvalgustis esindatud kõik need lainepikkused, mis esinevad päikesevalgusel. Fotobioloogide kohaselt vajab inimese organism kõiki loomuliku päevavalguse lainepikkusi (kokku 1500) et tagada organismi normaalne funktsioneerimine. Ükski tehisvalgusti aga ei vasta täielikult päevavalguse spektrile, mõned neist jõuavad küll ligilähedale, nagu metallhalliid ja spetsiaalgaasiseguga fluorestsents valgustid. Enamus valgustitest kaasaegsetes töökeskkondades on aga puuduliku spektriga (vt artiklit Säästupirnidega ei kaasne säästev areng).
Kuigi inimene tajub selliste valgustite valgust “valgena”,nimetatakse sellist valgust “pseudovalgeks”, sest tekitab inimsilmale ainult illusiooni “valgest” valgusest.

Joonis 2. Halogeenpirni spekter vastab vaid 45% ulatuses päevavalguse spektrile. See on siiski parem kui päevavalguslambil või säästupirnil. Autori mudelis kasutatakse erinevate valgustite spektrite võrdlemiseks linear unmixing metoodikat.

Värvustemperatuur väljendab kas valgus on sinakama või punakama varjundiga. Ka poodides tasub valgusteid ostes tähelepanu pöörata, kas pakendile on märgitud “cool white” või “warm white”. Viimased sobivad puhkeruumidesse ja esimene sobib tööruumidesse. Mis juhtub aga kui tööruumides kasutada valgustit värvustemperatuuriga 3000 Kelvini kanti (warm white) – selline valgustus annab töötaja organismile märku, et nüüd võib lõõgastuda ning puhkerežiimi asuda – ilmselgelt ei ole siis töötootlikkus niivõrd kõrge kui “cool white” valgustite puhul, mis motiveerivad organismi olema ärkvel ja ergas. Töökeskkondadele on soovituslikud kõrgemad värvustemperatuurid, mis aktiveerivad inimese psühholoogilisi aktiivsust, stimuleerides autonoomset närvisüsteemi.
Autori mõõtmiste põhjal on selgunud, et värvustemperatuuri märgistus valgustite pakenditel ei pruugi aga vastata valgusti tegelikule värvustemperatuurile.

Elektromagnetväli võib osade valgustite puhul olla märkimisväärselt kõrgem kui teistel. Näiteks säästupirnid, päevavalguslambid ja kõik muud valgustid mis kasutavad elektroonikat või magnetilist ballasti tekitavad elektromagnetvälja, mis üksikvalgusti puhul pole kuigi suur, kuid mitu valgustit kokku tekitavad ka samaväärselt suurema elektromagnetvälja. Näiteks säästupirni laualambil või hõõglamp timmerlülitil, juhul kui see lamp on töötaja peale lähedal võib hakata mõjutama töötaja mõttetegevuse teravust, mõjudes ajurütmidele.

Dünaamiline valgustus on kaasaegseima valgustuse tunnussõna. Sellised valgustussüsteemid üritavad parimal võimalikul moel imiteerida päikesevalguse kulgu taevavõlvil: päeva jooksul muutub valguse värvustemperatuur ning valgustatuse tase. Värvustemperatuur on sobiv kõrgeim keskpäevaks ja madalam päeva lõpuks – selliselt on valgus kõige paremini vastuvõetav inimese organismile. Samuti kasutatakse nippi tõsta valgustuse taset umbes kolmandiku võrra pärastlõunal, et sel viisil kompenseerida energiapuudujääki inimese kehas.

Kokkuvõttes, uus mudel võimaldab aru saada valgustuse erinevatest aspektidest, ilma et peaks teadma, mida tähendavad, luksid, Kelvinid, Hertzid, Voltmeetrid, spektraalkõverad jm. Kogu info on esitatud lihtsa teemantdiagrammina, kus iga parameeter skaalal 0-100 väljendab kuivõrd see parameeter vastab loomuliku päevavalguse omale. Arvutades iga hinnatava valgustiliigi kohta kuue parameetri keskmise, on võimalik reastada ka need valgusallikad ergonoomilise kvaliteedi pingereal.

Tabel 1. Autori poolt mõõdetud valgustiliikide kvaliteedi pingerida – mida suurem punktiskoor, seda inimsõbralikum (produktiivsust soodustav) valgusti.
loomulik päevavalgus 100p
LED 70p
halogeenpirn 63p
hõõglamp 61p
päevavalguslamp (toru) 59p
säästupirn 54p
hõõglamp timmerlülitil 48p
Rubriigid: valgus ja valgustus | Kommenteeri

Magnettormidest ülevaade ajakirjas Kodutohter

Tarmo, 30.04.12

Ajakiri Kodutohter avaldas 2012.a. aprillikuu numbris selle ajaveebi autori abiga ülevaate magnettormide mehhanismist ja tervisemõjudest. Viide artiklile

Rubriigid: looduslikud väljad | Kommenteeri

Säästupirnidega ei kaasne säästev areng

Tarmo, 1.04.12
Selle ajaveebi autori posterartikkel “Säästupirnidega ei kaasne säästev areng” valiti Talveakadeemial publiku lemmikuks. Taveakadeemia on Eesti noorteadlaste igaaastane teaduskonverents, mida korraldavad Eesti Maaülikool, Eesti Kunstiakadeemia, Tallinna Tehnikaülikool, Tallinna Ülikool ja Tartu Ülikool. Talveakadeemia toimus 2012. aastal 2-4.aprillil Narva-Jõesuu sanatooriumis, millest võtis osa 140 noorteadlast.
Autor Tarmo Koppel räägib artiklist ka 4.03.12 Vikerraadio saates Labor
Järgnevalt kokkuvõte artiklist.

Säästupirnide problemaatilised aspektid

Saastelekter
Saastelektriks nimetatakse kõrgsageduslikku müra elektrivõrgus, mis tuleneb kõrgsagedusrežiimil töötavatest impulssadapteritest ning vooluvõrgu sageduse (50Hz) harmoonikutest. Viimaseid genereerivad säästupirnid üsna intensiivselt, erinevalt mitmetest teistest valgustiliikidest

Üks säästupirn ei pruugi tekitada märkimisväärset EM-välja, kuid kümmekond pirni tekitavad kümme korda suurema välja, mis võib juba rolli omada. Samuti tekib töökeskkonna integraalne elektromagnetväli kümnetest, võib-olla sadadest eri allikatest. Seega kui töökeskkonna elektromagnetväljadel saab olema mõju töötaja tervisele, tuleb tähelepanu osutada ka valgustitele.

Valguse tekitamiseks on võimalik kasutada erinevaid tehnoloogiaid, mis on erinevad ka genereeritud elektromagnetvälja suuruse osas. Näiteks hõõglamp ja halogeenpirn tekitavad suhtelised madala EMV. Säästupirn ja päevavalguslamp omavad ehituses elektroonilisi komponente, transformaatoreid, mis tekitavad märkimisväärselt kõrgema EMV kui eelmainitutel.

Valguse spekter
Inimesele mõjub kõige soodsamalt valguse täisspekter ehk päikesevalgus. Päikesevalguse spekter on alati ühtlane täisspekter

Parimad ja ka kallimad valgustustehnoloogiad üritavad jäljendada päikesevalgust. Mõni tehnoloogia jõuab sellele üsna lähedale (metallhalogeniidpirn ja mõned täisspekter päevavalgustorud). Enamkasutatavatest valgustiliikidest esitab kõige kehvema spektri aga just säästupirn. Säästupirni poolt tekitavat valgust nimetatakse pseudovalgeks. See termin väljendab valgust, mis jätab inimsilmale valge valguse mulje, kuid tegelikult ei ole seda.

Fotobioloogia põhimõtete järgi aga vajavad elusorganismid normaalseks funktsioneerimiseks kõiki loomuliku valguse lainepikkusi. Nende puudujäägil tabab aga organismi loomuliku valgustuse puudulikkus, mis võib väljenduda SAD-sündroomina (ing.k. Seasonal Affective Dissorder).

Säästupirnide spekter on hüppeline, üksikute „piikidega”, elavhõbeda või teiste gaaside lainepikkusel, mis jätab silmale petliku mulje valgest valgusest. Inimesed võivad leida ebamugava olevat selliste lampide valguses töötada, eriti lugeda (joonis). Ka silmad võivad sellises mitteharjumuspärases valguses väsida kiiremini.

Suurtes avatud kontorites väsivad inimesed kiiremini ning töötootlikkus on madalam – kõikidel töökohtadel pole tagatud päevavalgus. Akna all istuvad töötajad teevad vähem vigu ning on emotsionaalselt tasakaalukamad.

Vähene päevavalgus (täisspekter valgus) nõrgestab keha loomulikku kaitsesüsteemi. Kaasneb nii füüsiline kui psüühiline stress. Näiteks talveperioodil langeb inimeste immuunsüsteem, viljakus, üleüldine tervis, kasvab väsimus. Ülesannetega ei tulda hästi toime ning instiktiivselt üritatakse olukorda tasakaalustada süsivesikute, alkoholi, kofeiini ja suhkrurikaste toitudega.

Kehv valgustus põhjustab disharmooniat ka inimese ööpäevarütmi tajus. Tulemuseks on päevasel ajal väsimus, uimasus jms nähud; öisel ajal võib aga probleeme olla uinumisega.

Joonis. Valgusallikate spekter – inimesele kõige loomulikum on Päikese valgusspekter, sest paljude teiste valgustite puhul jääb inimesel suur osa eri lainepikkusi saamata.

Valguse värvustemperatuur
Valgustusdisainis on pikka aega aluseks olnud Kruithofi mugavusdiagramm, mis väljendab valguse värvustemperatuuri suhet valgustustihedusse (Kruithof 1941); selle järgi tunnevad inimesed end paremini kõrgematel värvustemperatuuridel, kui ka valgustustihedus on kõrgem.

Värvustemperatuuri mõju inimesele uurides on leitud, et mida kõrgem värvustemperatuur, seda tugevam mõju psüühilisele aktiivsusele: kõrgemad sagedused erutavad rohkem autonoomset närvisüsteemi. Nüüdseks on hästi teada, et täisspekter-valgusti, mis sisaldab ka rohkeim sinise valguse lainepikkusi, parandab inimese töövõimet ja sooritust, kus nägemisvõimel on tähtis roll. Hõõglamp toodab kollakama tooniga valguse, mis sobib hästi eluruumidesse. Enamus säästupirne on nn külma valgusega (ing.k. cool white), mis jätab kalgi ilme ja ei sobi seetõttu kodudesse jm ruumidesse, mis on mõeldud puhkamiseks.

Valguse värelus
Väga vähe on uurimusi tehtud valguse väreluse kohta. Kuid uurimuste andmetel võib siiski üsna kindlalt öelda, et kui valgus väreleb, siis mõjub see negatiivselt inimese kognitiivsetele protsessidele. Eriti peetakse siinjuures silma madalsageduslikku värelust (alla 100 Hertzi). Lisaks sagedusele on tähtsaks näitajaks väreluse modulatsiooniindeks, mis iseloomustab, kui intensiivne värelus on (0 kuni 100%).

Hõõgniidiga lampide värelus on väiksem kui päevavalguslampidel, sest hõõgniidi soojusmahtuvus silub võnke ära. Inimsilmaga pole värelus sagedusel 100Hz nähtav, enamikel juhtumitel isegi mitte sagedusel 50Hz.

Inimestel, kes kannatavad aeg-ajalt migreeni all, võivad neid hooge esile kutsuda ka värelevad valgustid. Migreenihooge võivad põhjustada sagedused kuni 50Hz. Päevavalguslambid võivad lisaks peavaludele põhjustada ka üleväsimust silmade.

Korpus
Vähemärgatav asjaolu säästupirnide juures on pirni korpus. Enamik säästupirne ületavad mõõtudelt hõõglampe. Hõõglampide mõõtmeid arvestades on aga disainitud ja toodetud enamik praegu kodudes ja töökohtades olevaid valgustussüsteeme ja lambikupleid. Säästupirnide kasutuselevõtuga tuleb päevakorda ka nimetatud lambikuplite väljavahetamine, mis omakorda nõuab lisa tootmisvõimsust, rahalisi kulutusi, vanade kuplite utiliseerimist ning seeläbi koormust keskkonnale.

Elavhõbe
Säästupirnide valgustitehnoloogia põhineb peamiselt elavhõbedaaurudel. Kuigi normaalse kasutuse jooksul ei tohiks need gaasid pirni korpusest välja pääseda, võib siiski esineda pirnide purunemisi, mis saastavad elu- või töökeskkonda mürgiste kemikaalidega. Lohutavaks asjaoluks võib siiski pidada, et elavhõbeda kogus säästupirnis on väga väike – neli kuni viis milligrammi.

Elavhõbeda ja teiste mürgiste kemikaalide esinemine säästupirnis seab selle kasutajale ka kohustuse  pärast kasutuse lõppu see utiliseerida ohtlike jäätmete kogumispunkti.

Hõõglamp tootis soojust
Hõõglambi keelustamise peamine argument – energiasääst ei ole pädev meie põhjamaises kliimas, kus tuba pole vaja kütta vaid kolm kuud aastas. Ülejäänud üheksa kuud aastast panustas hõõglamp lisaks valgusallikana ka küttekehana. Seega ei läinud see energia kaotsi.

Kuigi säästupirn tundub möödapääsmatu valik meie kodudes ja töökohtadel, võib käesoleva artikli toel soovitada pigem kahte muud valgustit, mis vabad säästupirnide nõrkustest: halogeenpirn ja LED-lamp. Halogeenpirnid näevad hõõglambi moodi välja, kuid on tehnoloogiliselt arenenumad, võimaldades umbes 30-protsendilist energiasäästu. Halogeenpirnid jagavad hõõglambiga sama spektrit ja värvustemperatuuri ning ei tekita liigseid elektromagnetvälju. Samuti on halogeenpirnid suhteliselt vähese värelusega. Halogeenpirnide ainukeseks miinuseks võib pidada punase tooni poole kalduvat spektrit, mis ei ole sobilik töökohtade valgustamiseks.

Perspektiivika tehnoloogiaga on LED-lambid, millest võib oodata väärikat asendajat hõõglampidele. Enamgi veel, LED-lambid ületavad hõõglampe mitme näitaja poolest: 1) on kõikidest siin räägitud valgustitest kõige energiasäästlikumad; 2) analoogtehnoloogiaga LED-lambid ei tekita saastelektrit; 3) on väga madala värelusindeksiga. LED-lampide ainukeseks miinuseks on ebatäiuslik spekter, mis pole siiski pooltki nii puudulik kui säästupirnil.

Rubriigid: elektromagnetväljad, valgus ja valgustus | 1 kommentaar