Infraäänialtistus ei selitä tuulivoimaan liittyvää oireilua – VTT, THL, HY ja TT

Valtioneuvoston yhteisen selvitys- ja tutkimustoiminnan (VN TEAS) rahoittamassa hankkeessa selvitettiin, onko tuulivoimaloiden infraäänillä haitallisia vaikutuksia ihmisten terveyteen. Hankkeen toteuttivat monitieteellisenä yhteistyönä VTT Oy (Teknologian tutkimuskeskus), THL (Terveyden ja hyvinvoinnin laitos), HY (Helsingin Yliopisto) ja TT (Työterveyslaitos).

Pomintoja tutkimuksesta

Pitkäaikaismittaukset osoittivat, että asunnoissa, joissa asukkaiden tiedettiin yhdistäneen oireitaan tuulivoimaloiden infraääniin, infraäänitasot olivat merkittävästi suurempia kuin aiemmissa mittauksissa luonnotilaisilla alueilla. Tuulivoimaloiden aiheuttamat infraäänitasot asunnoissa olivat samaa suuruusluokkaa kaupunkiympäristön infraäänitasojen kanssa.

Tuulivoimaloiden infraäänen haivaitseminen, häiritsevyys ja fysiologiset vasteet

Fysiologisista vasteista sykkeessä, sykevälivaihtelussa tai ihon sähköjohtavuudessa ei todettu eroja sen suhteen, esitettiinkö infraääntä vai ei, tai annettiinko osallistujalle väittämä siitä, että näytteessä oli infraääntä. Fysiologisissa rekisteröinneissä ei todettu eroja myöskään sen suhteen, oliko henkilö ilmoittanut saavansa tuulivoimaloiden infraäänestä oireita vai ei, vaikka yli puolet tuulivoimaloista oireilevista osallistujista koki haittaoireita kokeiden aikana. Fysiologisten vasteiden osalta pieni osallistujamäärä sekä suuri yksilöllinen vaihtelu kokeen aikana ja yksilöiden välillä heikentävät niiden hyödyllisyyttä stressireaktioiden arvioimisessa.

Tunnetut havaitsemiskynnykset ulottuvat taajuuteen 4 Hz (50 % populaatiosta aistii äänenpainetason 107 dB). Havaitsemiskynnys on yksilöllinen ja on todennäköistä, että osa ihmisistä havaitsee suurimmat tuuliturbiinien synnyttämät infraäänitasot, vaikka sitä ei tässä tutkimuksessa voitu osoittaa. 

Äänen havaitsemiskynnys vaihtelee yksilöllisesti perimän, aiemman melualtistuksen ja iän mukaan. Esimerkiksi taajuudella 10 Hz normaalikuuloisille nuorille havaitsemiskynnys on 89 dB ja satunnaisesti valituille 50−60 vuotiaille 103 dB (Leventhall 2007). 

Havaitsemiskynnys 4 Hz:n taajuiselle äänelle äänenpainetasolla 107 dB (Watanabe ja Møller 1990). 

Aiemmissa kansainvälisissä tutkimuksissa (Tachibana ym. 2014), edeltävässä hankkeessa (Tuulivoimaloiden tuottaman äänen vaikutukset terveyteen 2017) ja tässä hankkeessa tehtyjen mittausten perusteella tuulivoimatuotantoalueiden läheisyydessä olevissa asunnoissa tuulivoimaloiden infraäänen äänenpainetasot ovat samaa suuruusluokkaa kuin kaupunkiympäristössä eli 70−80 dB. 

Hetkelliset äänenpainetasot ylittivät alle 2 Hz:n taajuuksilla 100 dB ja olivat siten alle tunnetun havaitsemiskynnystason. Toistaiseksi ei tunneta mekanismia, jolla oireita voisi syntyä näin pienillä infraäänen äänenpainetasoilla.

https://tietokayttoon.fi/documents/1927382/2116852/11-2020-Tuulivoimaloiden+infraääni+ja+terveys.pdf/b5dc1005-24c9-67c3-087c-8846e1e48a18/11-2020-Tuulivoimaloiden+infraääni+ja+terveys.pdf?version=1.0

Panu Maijala TkT (akustiikka) VTT

Anu Turunen FT, THL

Ilmari Kurki FT, Lauri Vainio FT, HY

Markku Sainio LT, TT

Oma käsitykseni

On selvää, että ihmiset oireilevat eri tavalla. Kaikki olemme yksilöitä ja jokaisella voi olla sairauksia, jotka herkistävät erilaisille oireiluille. Enemmän tai vähemmän, infraääniä on joka puolella ja niiden erottaminen toisistaan näyttäisi tämän laajan tutkimuksen valossa olevan lähes mahdotonta. Ihmisen fysiologia on hyvin monimutkainen ja herkkyystasot vaihtelevat. Mutta keskimäärin näyttäisi siltä, että tuulivoiman aiheuttamien infraäänien painetasot sekoittuvat suhteellisen hyvin muihin infraääniin.

20 log10 (p /p0) dB

Kun ihmisen kuulokynnys on luokkaa 20µPa, joka siis vastaa intensiteettiä 1 x 10-12 W/m2 (0dB suhteellinen) ja vastaavasti nykyisten tuulivoimaloiden suositus muutamissa sadoissa metreissä on luokkaa 40dB, se vastaa intensiteettiä 1 x 10-8 W/m2 ja 2 x 103 μPa painetta. Kun nämä arvot sijoitetaan yllä olevaan yhtälöön, saadaan:

20 log10 (2000μPa / 20μPa) dB = 40dB

Eli paine ihmisen korvaan voi nousta 100 kertaiseksi suhteessa kuulokynnykseen, mikä on alle normaalin puheäänen, joka on luokkaa 60 – 70dB. Nykyisten tuulivoimaloiden sijainnit vastaavat hyvin lähelle tuota 40dB:n häiriöetäisyyttä.

Kun roottorin lavat halkovat ilmaa, minkälaisen paineenmuutoksen ne saavat hetkellisesti aikaan, eli minkälainen paine syntyy. Sitä voidaan kuvata paineen gradientilla:

dp / dR = ρ(v2 / R)

Vasen puoli kuvaa paine-eroa kohtisuoraan ilmavirtaukseen nähden. Oikealla puolella ρ = ilman tiheys, v = nopeus ja R = roottorin lavan kaarevuus-säde. Eli mitä suurempi nopeus ja tiukempi kaarevuus-säde, se luo suuremman paine-eron, jolloin suoralle virtaukselle, missä R → ∞, paine-ero on nolla.

Tästä voidaan johtaa roottorin työntövoima:

FT = 1/2 ρv2 ACT = ΔpA

Missä FT = työntövoima, ρ = ilman tiheys, v = maatuulen nopeus, A = roottorin pyyhkäisypinta-ala (m2), CT = työntövoimakerroin, Δp = ilmanpaineen muutos roottorissa.

Ilmanpaineen muutos Δp alkaa ensin nousta ennen roottoria ja roottorin kohdalla paine nousee maksimiin ja heti sen jälkeen tapahtuu voimakas paineen alenema. Tämän suuruus on suoraan verrannollinen työntövoiman FT suuruuteen.

Eli jos Δp muuttuu, FT muuttuu samassa suhteessa.

Hetkellinen paine P = dF/dA, jolloin Δp = FT / A

Ilmanpaineen muutos (Δp) roottorissa on siis työntövoima (FT) suhteessa roottorin pyyhkäisypinta-alaan (A):

Δp = FT / A

Taajuus- ja amplitudimodulaatio (paineen tuntu korvissa)

On paljon käytännön esimerkkejä, kuinka ilmanpaine voi hetkellisesti muuttua. Lentokoneessa, -vuoristossa kulkiessa, -tunneleissa jne. Paineen muutos tuntuu korvissa, jolloin tärykalvo joka ottaa ensimmäisenä vastaan paineen vaihtelut, voi lukittua jompaankumpaan ääriasentoon. Avaamalla suun ja liikuttamalla leukaluiden ja korvien tienoilla olevia lihaksia, paine tasaantuu, jolloin tärykalvo palautuu normaaliin asentoon.

Joitakin poikkeuksia lukuunottamatta, ihmisen korvan fysiologia on lähes jokaisella sama. Sen enempää kiinnittämättä huomiota ihmisen korvan fysiologisiin yksityiskohtiin, eli esim. korvalehden kykyyn kerätä akustista informaatiota tai korvakäytävän värekarvojen tehtävään, tärykalvo on todellakin ensimmäinen elin, joka ottaa vastaan varsinaisen akustisen informaation. Se välittää informaation vasaraan ja siitä alasimeen ja edelleen jalustimen kautta kuulosimpukkaan ja kuulohermoihin. Kuulosimpukan yhteydessä ovat myös kaarikäytävät (x, y, z), joiden sisäinen neste  ja aistinsolut tarkkailevat tasapainoa.

  1. Jos nyt tärykalvoon kohdistuu jatkuva alipaine (amplitudi ei muutu),  mikä esim. lentokoneen sisällä on luokkaa 790 – 850mBar, se ikäänkuin muuttaa tärykalvon biasointia (lepodynamiikkaa). Jos samaan aikaan on aistimassa infraääntä alle 16Hz, jonka dB-taso on riittävän korkea (esim. 100dB), tärykalvo ei silloin kykene värähtelemään täydellä dynamiikalla, jolloin infraäänestä koituvan äänen painetaso ei kykene täysin liikuttamaan tärykalvoa, jolloin aistimus katoaa.
  1. Jos tärykalvoon taustalla vaikuttava paine on jatkuvassa muutoksessa (taajuus- ja amplitudimuutokset) ja jos ihminen aistii samaan aikaan infrataajuuksia (taajuus- ja amplitudimuutokset), silloin tapahtuu sekä amplitudi- että taajuusmodulointia näiden taajuuksien välillä. Jos painetasot ovat riittävät (esim. 100dB), ihminen todennäköisesti kuulee vain häiritsevää melua, mistä on äärimmäisen vaikeaa erottaa infraääniä toisistaan.
  1. Jos tilanne on se, että tärykalvoon taustalla vaikuttava paine on sama (ns. normaali) ja jos ihminen aistii samaan aikaan infrataajuuksia (taajuus- ja amplitumodulaatiot) ja jos painetasot ovat riittävät (esim. 100dB), ihminen todennäköisesti aistii ne. Toisaalta jos painetaso on < 80 – 90dB, nuori terve sukupolvi ei infraääntä aisti, vanhempi sukupolvi vielä vähemmän.

Tutkimus on kaiken kaikkiaan haastavaa, sillä mikä on ns. normaali ihminen ja normaali kuulo- ja tuntoaistimus infraäänissä ja ylipäätään äänimaailmassa, joka on muodostumassa yhä enemmän kakofoniaksi.

  

HannuSinivirta

Työura: (el. vanh. tut. / 2016) FMI / avaruusteknologia ja havaintopalvelut 1990 - 2016 (26v). Eflab Oy - Labsystems Oy / lääketieteellinen teknologia / tutkimus ja tuotekehitys 1980 - 1990v (10v). Nokia Oy / atomivoimalaitostekniikka ja militaaritekniikka 1975 - 1980 (5v). Planar Ky / tietoliikennetekniikka / tutkimus ja tuotekehitys 1968 - 1975 (7v). Kantavia voimia mm. Albert Einsteinin 10 kenttäyhtälöä. Olen tutkinut ilmastonmuutosta n. 5 vuotta ja päätynyt arvioon, että muutos tapahtuu sekä antropogeenisten eli ihmislajin toiminnan seurauksena (A) että luonnollisten eli planetaaristen (L) vaikutusten muutos-vauhdin suhteessa, missä antropogeeninen dominoi (𝝏A / 𝝏t) / (𝝏L / 𝝏t) = paljon suurempi kuin 1. Tutkimukseni ei perustu perinteisiin julkaisu-periaatteisiin, mutta henkilökohtaiseen kokemukseen, havaintoihin ja puhtaaseen matemaattiseen tulkintaan.

Ilmoita asiaton viesti

Kiitos!

Ilmoitus asiattomasta sisällöstä on vastaanotettu