Nro. 9 2025/2 Naaraspuoliset rantataskuravut ovat herkempiä merenalaisten voimajohtojen tuottamille sähkömagneettisille kentille

|

Päätoimittajan kommentti: Tutkijat selvittivät merikaapelin vaikutusta rantataskurapuihin. Tuloksia arvioidessa on hyvä muistaa, että merikaapelit toimivat tasasähköllä (DC), joka vaikuttaa kenttiin.

Merituulipuistojen ja uusiutuvan energian tuotantolaitosten rakentaminen merelle lisää merenalaisten voimajohtojen tuottamia ihmisen aiheuttamia sähkömagneettisia kenttiä, jotka voivat olla yli 2 700 μT. Arvo on korkeampi kuin maan magneettikentän voimakkuus, ja se voi vaikuttaa pohjaeläinten käyttäytymiseen. Kymmenjalkaisten äyriäisten sukupuolikohtainen elinympäristön käyttö ja kausittainen vaellus on tutkimusryhmän mukaan dokumentoitu hyvin, mutta niiden yliherkkyyttä sähkömagneettisille kentille ei ole testattu.

Tätä tukimusta varten kerättiin 120 nuorta rantataskurapua Langstonen satamasta Isosta-Britanniasta ja totutettiin sataman olosuhteita jäljitteleviin merivesialtaisiin. Altaat oli jaettu kolmeen eri vyöhykkeeseen, 500, 1 000 ja 3 200 μT, sähkömagneettisen kentän voimakkuuden mukaan. Siellä naaras- ja koirasravut altistettiin yksitellen magneettikentille Helmholtzin kelojen avulla. 10 minuutin kokeiden aikana tutkijat seurasivat, kuinka kauan ja miten pitkän matkan ravut liikkuivat ja kuinka kauan ne viipyivät eri vyöhykkeillä.

Tutkimusryhmän mukaan naarasravut osoittivat voimakasta kiinnostusta kaikkiin sähkömagneettisten kenttien tasoihin: ne viettivät 131 % enemmän aikaa sähkömagneettisille kentille altistetulla vyöhykkeellä kuin vyöhykkeellä, jossa kentän voimakkuus oli heikompi. Myös naarasrapujen liikkumassa matkassa oli eroja. Koiraat eivät puolestaan osoittaneet yhtenäistä mieltymystä alueeseen, eikä niiden aktiivisuudessa ollut eroa kentän suurimmalla voimakkuudella.

Tässä tutkimuksessa saatiin ensimmäiset todisteet äyriäisten sukupuolikohtaisista reaktioista sähkömagneettisiin kenttiin. Erilaiset reaktiot viittasivat tutkijoiden mielestä siihen, että merikaapeleiden tuottamat sähkömagneettiset kentät voisivat häiritä naaraiden lisääntymiskäyttäytymistä, kuten kausittaista vaellusta ja toukkien kuoriutumista. Myös sukupuolijakauma tai kannan tasapaino voisivat muuttua. Lisäksi tutkijat korostivat sukupuolen merkitystä merellä sijaitsevan infrastruktuurin ekologisten riskien arvioinnissa.

Lähde:
James E, Ghodsi M, Ford A T. Female Crabs Are More Sensitive to Environmentally Relevant Electromagnetic Fields from Submarine Power Cables. Environmental Science & Technology Letters 2025, 12, 11, 1487–1494. https://doi.org/10.1021/acs.estlett.5c00862.

Nro. 8 2025/2 Analyysi induktioliesille altistumisen arviointimenetelmistä

|

Päätoimittajan kommentti: Tutkijat selvittivät menetelmiä, joilla arvioidaan altistumista induktioliesien aiheuttamille magneettikentille. He käyttivät eri standardeissa esitettyjä menetelmiä altistuksen arvioimiseksi. Sen jälkeen he vertasivat näillä saatuja tuloksia keskenään ja edelleen vertasivat saatuja tuloksia kansainvälisiin ohjearvioihin. Standardeilla saaduissa tuloksissa oli kirjoittajien mukaan eroavaisuuksia.

Kattiloita kuumennettaessa induktioliesiin syötetyt nopeasti muuttuvat sähkövirrat muodostavat nopeasti muuttuvia magneettikenttiä, jotka ovat voimakkaimmillaan keittoastian pohjalla. Kauempanakin olevat hajakentät voivat olla merkittäviä. Kirjoittajien mukaan yleensä kansainvälisissä ICNIRP 1998-, ICNIRP 2010- ja IEEE 2019 turvallisuusohjeistuksissa määritetyt sähkömagneettisen altistuksen viitetasot ylittyvät, mikä ei tarkoita kuitenkaan perusrajoitusten ylittymistä.

Tässä tutkimuksessa arvioitiin uusimman sukupolven induktioliesien aiheuttamia altistuksia käyttämällä edistyksellisiä mittalaitteita ja erilaisia menetelmiä, joihin sisältyivät IEC:n kodinkoneita varten kehittämät prosessit (IEC 62233), induktiivisia langattomia tehonsiirtojärjestelmiä varten kehitetty nelitasoinen lähestymistapa (IEC 63184) ja niiden johdannaiset.

Ensin tutkimusryhmä arvioi menetelmät, joilla määritettiin eniten altistusta tuottavat tilanteet. Sen jälkeen he mittasivat ja analysoivat syntyneen magneettikentän 3D-jakauman ja arvioivat kosketusvirrat. Lopuksi he suorittivat numeerisia dosimetrisiä analyyseja anatomisilla malleilla, jotta he saivat määritettyä mitattujen syntyneiden kenttien malleihin muodostamat enimmäiskentät suoraan tai mitatuista kentistä muunnettujen vastaavien käämimallien avulla.

Tutkimustulokset paljastivat merkittäviä, jopa yli 26 dB:n eroja altistuksessa eri liesien välillä suhteessa tehoon, käämin kokoon ja käämin läheisyyteen. Tutkijoiden mielestä olisikin mahdollista suunnitella liesiä, joiden yhteydessä altistuminen olisi vähäisempää eikä keittotehosta tarvitsisi tinkiä.

Tämä tutkimus myös vahvisti aiemmissa tutkimuksissa saatuja tuloksia, joiden mukaan IEC-standardi 62233 saattaisi aliarvioida lieden vieressä seisovan henkilön altistumisen verrattuna siihen, että testit suoritettiin ICNIRP:n ja IEEE:n standardien mukaisten altistumisrajojen perusteella. Näin ollen turvallisuus ei tutkijoiden mielestä olisi taattu. He totesivat kuitenkin kaikkein tarkimman menetelmän eli dosimetrisen analyysin olevan suhteellisen kallis. Siksi tarkasteluun kannattaisi heidän mielestään ottaa vaihtoehtoisia IEC-standardista johdettuja lähestymistapoja, jotka eivät olisi niin kalliita eivätkä liian konservatiivisia.

Lähde:
Xi J, Kühn S, Fortunato C, Ofli E, Kuster N. Evaluation of Exposure Assessment Methods and Procedures for Induction Hobs. Bioelectromagnetics, 2025; 46:e70024. https://doi.org/10.1002/bem.70024.

Nro. 7 2025/2 Analyysi suurjännitteisten sähköasemien sähkö- ja magneettikentistä – mallin kehittäminen turvallisuuden ja määräystenmukaisuuden arviointiin

|

Päätoimittajan kommentti: Italialainen tutkija on opinnäytetyössään mallintanut ja analysoinut sähköaseman sähkö- ja magneettikenttiä. Tarkoituksena on ollut löytää kohtia, joissa kentille altistumiset ovat suurimpia. Työssä on käytetty esimerkkinä 380/150 kV:n sähköasemaa, jota on tutkittu tarkemmin. Tutkijan mukaan hänen kehittämäänsä mallia voidaan hyödyntää, kun suunnitellaan sähköasemia.

Tässä opinnäytetyössä kirjoittajan tavoitteena oli analysoida erittäin suurjännitteisten ja suurjännitteisten sähköasemien muodostamia sähkö- ja magneettikenttiä keskittyen tämänhetkisiin kansainvälisiin ja italialaisiin säännöksiin, jotka suojaavat väestöä altistumiselta sähkö- ja magneettikentille.

Opinnäytetyön laatija kehitti MATLAB-ohjelmistolla joustavan ja helppokäyttöisen numeerisen mallin, jonka avulla voidaan mallintaa tarkasti ja tehokkaasti sähköasemien tärkeimmät rakenteet ja kenttien alueellinen jakautuminen. Tuloksena syntyneessä työkalussa voidaan syöttämällä rajallinen määrä tietoa kuvata lähteen geometria kokonaisuudessaan. Kirjoittajan mukaan työkalusta onkin hyötyä niin alustavassa suunnitteluvaiheessa kuin olemassa olevien sähköasemien analyysissä.

Kirjoittajan käyttämä malli perustuu perinteisiin sähkömagneettisia kenttiä kuvaaviin yhtälöihin ja soveltaa itsenäistä lähestymistapaa. Mallin avulla saadut tulokset auttavat tunnistamaan mahdolliset kriittiset vyöhykkeet. Näin voidaan kirjoittajan mielestä parantaa sähkölaitteistojen turvallisuutta lähellä sellaisia alueita, jotka ovat avoimia väestölle tai työntekijöille.

Opinnäytetyössä tarkasteltiin myös yksinkertaistettua lähestymistapaa, jonka avulla voidaan nopeasti arvioida minimiturvaetäisyyksiä. Kirjoittaja analysoi kriittisesti tuloksia, jotta hän pystyi tunnistamaan mallien rajoitukset ja potentiaalin sekä arvioimaan niiden käyttöä käytännöllisenä ja määräystenmukaisena vaihtoehtona.

Opinnäytetyössä kirjoittaja esitti myös teoreettisen tapausselostuksen 380/150 kV:n sähköasemasta. Tämän sähköaseman simulaation avulla hän pystyi tarkastelemaan muodostuvia sähkö- ja magneettikenttiä ja vertailemaan ehdottamiaan malleja. Näin saatiin hänen mukaansa sähkö- ja magneettikenttien turvallisuuden kannalta arvokasta tietoa sähköasemien suunnittelun tueksi.

Lähde:
Pito G. Evaluation of Magnetic and Electric Fields in High Voltage Substations – Development of a model for Safety Assessment and regulatory compliance. Rel. Aldo Canova. Politecnico di Torino, Corso di laurea magistrale in Ingegneria Elettrica, 2025. http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/35809

Nro. 6 2025/2 WebNIR-alusta: verkkotyökalu riskien arviointiin sähkömagneettisille kentille altistuvilla työntekijöillä, joilla on aktiivisia implantoitavia lääkinnällisiä laitteita

|

Päätoimittajan kommentti: Italiassa eri organisaatiot ovat tehneet jo pidempään yhteistyötä sen suhteen, miten työantajat voivat arvioida sähkömagneettisille kentille altistumisen riskiä niiden työntekijöiden osalta, joilla on aktiivisia implantoitavia lääkinnällisiä laitteita. He ovat yhdessä kehittäneet WebNIR-alustan, jolla työnantajat voivat tehdä arviointia. Hanke vastaa EU-direktiivin 2013/35/EU velvoitteisiin siitä, että työnantajien tulee laatia riskianalyysi sellaisia työntekijöitä varten, joilla on aktiivisia implantoitavia lääkinnällisiä laitteita. Päätelmissään kirjoittajat toteavat, että jos kansainvälisen säteilysuojelutoimikunnan ICNIRP:n määrittämät väestöaltistuksen viitearvot eivät ylity, työpaikkaa voidaan pitää kohtuullisen turvallisena työntekijälle, jolla on aktiivinen implantoitava lääkinnällinen laite.

Italian kansanterveyslaitos (ISS) ja Italian kansallisen tutkimusneuvoston sovelletun fysiikan laitos Nello Carrara (CNR-IFAC) ovat vuodesta 2017 lähtien tehneet yhteistyötä Italian kansallisen työtapaturmavakuutuslaitoksen INAIL:n Collaborative Research Calls (BRiC) –tutkimusprojektissa. Tarkoituksena on tukea työnantajia heidän arvioidessaan sähkömagneettisille kentille altistumisen riskiä niiden työntekijöiden osalta, joilla on aktiivisia implantoitavia lääkinnällisiä laitteita, kuten rytmihäiriö- tai sydämentahdistimia. Sähkömagneettisilla häiriöillä näissä laitteissa voi olla vakavia seurauksia niiden käyttäjille, sillä häiriöt voivat aiheuttaa jopa hengenvaarallisia rytmihäiriöitä.

EU-direktiivi 2013/35/EU velvoittaa työnantajat laatimaan riskianalyysin sellaisia työntekijöitä varten, joilla on aktiivisia implantoitavia lääkinnällisiä laitteita. Riskianalyysin tulee sisältää syvällinen analyysi ja tarkka luonnehdinta työpaikan sähkömagneettisten kenttien lähteistä. Tässä tutkimusprojektissa olikin tavoitteena laatia työkaluja ja tukimateriaaleja asianmukaisen riskianalyysin suorittamiseen työpaikoilla.

Tutkimuslaitosten yhteistyön tuloksena kehitettiin verkkoportaali https://webnir.eu, joka tarjoaa erilaisia verkkotyökaluja työperäisen ionisoimattomalle säteilylle altistumisen arviointiin. Tässä julkaisussa kirjoittajat kuvasivat interaktiivisen prosessin, jonka avulla riskianalyysi voidaan suorittaa teknisessä standardissa EN 50527-1:2017 kuvattujen vaiheiden mukaisesti. Heidän mukaansa tämän prosessin avulla voidaan tunnistaa mahdolliset tarvittavat toimenpiteet.

Jos kansainvälisen säteilysuojelutoimikunnan ICNIRP:n määrittämät väestöaltistuksen viitearvot eivät ylity, työpaikkaa voidaan kirjoittajien mukaan pitää kohtuullisen turvallisena työntekijälle, joilla on aktiivinen implantoitava lääkinnällinen laite. Heidän mielestään verkossa WebNIR-alustalla saatavilla oleva ohjattu prosessikuvaus toimii käytännön apuna työnantajille EU-direktiivin vaatiman riskianalyysin suorittamisessa.

Lähde:
Comelli M, Vivarelli C, Mattei E, Calcagnini G, Falsaperla R. The WebNIR platform: a web tool for the risk assessment of workers with active implantable medical devices exposed to electromagnetic fields. 2025 URSI Asia-Pacific Radio Science Conference, Sydney, Australia, 17.–22. elokuuta 2025.

Nro. 5 2025/2 Erityyppisten ajoneuvojen tuottamien magneettikenttien mittaaminen

|

Päätoimittajan kommentti: Tutkijat olivat jo aikaisemmin mitanneet erityyppisten ajoneuvojen tuottamia magneettikenttiä. Tällä kertaa he tekivät mittaukset IEC:n standardin 62764-1:2022 mukaan. Mittauksia tehtiin japanilaisille sähkö-, lataushybridi- ja polttomoottorimalleille testiradalla. Kenttätasot olivat pysyneet ennallaan verrattuna aikaisempiin mittauksiin. Tutkijoiden mukaan olisi hyvä jatkossa raportoida tällaisia mittaustuloksia säännöllisesti.

Sähköajoneuvojen tultua markkinoille vuosituhannen vaihteessa jotkut ihmiset ovat huolestuneet magneettivuon tiheyden voimakkuudesta ajoneuvon sisällä. Tutkimusryhmä oli vuonna 2013 suorittanut magneettivuon tiheysmittauksia sähkö-, hybridi- ja polttomoottoriajoneuvoille ja raportoinut niiden tuloksista. Tuolloin he olivat käyttäneet mittauksissaan alustadynamometriä, eikä mittauksia ollut tehty varsinaisen ajon aikana.

Koska sähköajoneuvot ja lataushybridit ovat viime vuosina yleistyneet nopeasti ympäri maailmaa, IEC on julkaissut standardin 62764-1:2022, jossa määritellään henkilö- ja pakettiautojen sähkölaitteiden tuottamien magneettikenttien mittausmenetelmät. Tutkijoiden mukaan uuteen standardiin perustuvia tutkimuksia on kuitenkin julkaistu Japanissa vain muutamia, joten uutta tietoa kaivattiin. Sen lisäksi tarkoituksena oli saada tärkeää tietoa ajoneuvon sisällä muodostuvista magneettikentistä ja vertailla löydöksiä viitetasoihin, jotta sähkömagneettisten kenttien riskeistä voitaisiin tiedottaa väestölle.

Tässä tutkimuksessa suoritettiin uusia, standardin IEC 62764-1:2022 mukaisia magneettikenttämittauksia nykyaikaisille japanilaisille sähkö-, lataushybridi- ja polttomoottorimalleille testiradalla. Lisäksi tutkimusryhmä mittasi magneettivuon tiheyden voimakkuuksia ja tunnisti sen lähteitä eri puolilta ajoneuvoa, eri tilanteissa ja tällä kertaa myös ajon aikana.

Tutkijoiden mittaamat magneettivuon tiheydet alittivat kansainvälisen säteilysuojelutoimikunnan ICNIRP:n suosittelemat yleisen altistumisen viitetasot kaikissa ajoneuvotyypeissä. Suorittaessaan vertailumittauksia vuonna 2013 saatuihin tietoihin magneettikentistä he vahvistivat, että magneettikenttätasot olivat pysyneet samoina. Nämä tulokset olivat tutkijoiden mukaan arvokkaita, kun halutaan tiedottaa sähkömagneettisiin kenttiin liittyvistä riskeistä koko väestölle ja erityisesti niille, jotka ovat huolissaan magneettikenttäaltistuksesta sähköajoneuvojen sisällä.

Tulevaisuudessa altistuminen magneettikentille todennäköisesti vain lisääntyy, koska sähköajoneuvojen moottoreiden tehot ja akkujen kapasiteetti kasvavat. Siksi tutkijoiden mielestä olisi erittäin tärkeää julkaista tällaisia mittauksia tulevaisuudessa säännöllisesti.

Lähde:
Fukui H, Minami N, Tanezaki M, Muroya S, Ohkubo C. Magnetic Field Measurement of Various Types of Vehicles, Including Electric Vehicles. Electronics 2025, 14, 2936. https://doi.org/10.3390/electronics14152936.