Muotoilijat yrittävät suunnitella tuulenkestäviä sateenvarjoja. Pulmasta päästään kokonaan, jos suoja syntyy ilmavirrasta.

Julkaistu Tiede-lehdessä 9/2013

Teksti: Petri Forsell

Sateenvarjo on tuhansia vuosia vanha keksintö, eikä se ole päällisin puolin juuri muuttunut olemassaolonsa aikana. Sen tunnistaa helposti niin muinaisen Lähi-idän ja antiikin Kreikan taiteesta kuin 1700-luvun pilakuvista, joissa naureskeltiin varjoa käyttäville miehille. Näennäinen muuttumattomuus lähes piilottaa todellisen tilanteen. Yksin Yhdysvalloissa on rekisteröity kolmisentuhatta sateenvarjoa koskevaa patenttia. Sateenvarjokaupassa liikkuu vuosittain satoja miljoonia euroja, ja joka vuosi sadat ammatti- ja harrastajakeksijät tuottavat satoja uusia malleja.

Useimmat parannusehdotukset eivät   pääse valmistukseen asti. Pieni vähemmistö kuluttajista haluaa­ maksaa suojastaan viittä tai kymmentä euroa enempää. Kun suurin osa innovaatioista sisältää hinnakkaita hienouksia, ne eivät etene piirtopöydiltä tuotantoon.

Sähkö tuli jo

Korealainen Sang-Kyun Park on yhdistänyt sateenvarjoon pari viime vuosisadan keksintöä ja saanut aikaan sananmukaisesti loistavan tuotteen. Varjon kangas on tavallisesti nailonia, mutta Park on korvannut sen polyvinyylideenifluoridilla. Pvdf-kalvo on pietsosähköinen, eli se synnyttää sähkövirran, kun sadepisarat iskeytyvät siihen. Virtaa ei ole paljon, mutta se riittää ledivalon voimanlähteeksi. Pimeällä maantiellä valaistu kupu saattaa pelastaa hengen, ja kaupungissa se voi ainakin vähentää sateen synnyttämää alakuloa.

Sähkönikkarit ovat liittäneet sateenvarjoihin myös tietotekniikkaa. Eräs malli seuraa netin kautta sääennusteita. Jos paikallinen tiedote povaa sadetta, varjon kädensijassa syttyy merkkivalo.

Toinen varjo seuraa omistajansa liikkeitä. Sen kädensijassa on lähetin ja omistajalla taskussaan tai käsilaukussaan vastaanotin, joka hälyttää, jos omistaja ja varjo erkanevat toisistaan liiaksi. Tarkoitus on estää varjoa unohtumasta jonnekin, kun sää yllättäen kirkastuu.

Nyt ratkotaan tuulta

Sateenvarjoilla on taipumus paitsi kadota myös rikkoutua. Sateenvarjo on näet monimutkainen laite – tavallisessakin mallissa on 75–150 osaa – ja se joutuu kestämään kymmenien kilojen voimalla hakkaavaa tuulta ja veden piiskausta.

Tuulenkestävyyttä on parannettu kaksiosaisella kuvulla. Suuressa varjossa on aukko ja sen päällä pieni varjo, minkä ansiosta ilmanpaine ei kuvussa nouse niin suureksi, että varjo kääntyisi ympäri. Rakenne lisää kuitenkin painoa, rikkoutuvien­ osien määrää ja valmistuskuluja. Kaksoisvarjoja näkeekin eniten golfin pelaajilla. Yksi varjo ei juuri lisää mailakassin hintaa tai raskautta.

Englanti on sateenvarjojen luvattu maa, ja yksi tuulenkestävä idea tuleekin sieltä. Lontoon Brunel-yliopiston teollisen muotoilun opiskelija Simon Wame on kehittänyt Brollii-varjon, joka ei voi kääntyä nurin, koska avattuna se muistuttaa torvea, on ikään kuin valmiiksi kiepahtanut.Rakenne tuottaa kuitenkin uuden ongelman: sade valuu varjon keskustaan. Siksi varressa on säiliö, jonne vesi kerätään ja josta se tyhjennetään sopivassa paikassa.

Tuotantoon asti on päässyt malli, jonka keksi hollantilaisinsinööri Gerwin Hoogendoorn kahden toverinsa kanssa jo opiskeluvuosinaan. Senz-nimellä myytävä varjo on epäsymmetrinen: takaosa on pidempi kuin etuosa, ja varjo kääntyy ilmanvirtausten mukana kuin tuuliviiri. Muotoilun ansiosta tuulen paine ei pääse kertymään vahingollisesti kuvun alle.

Opiskelijat ovat asialla myös Taiwanissa, missä suojien on kestettävä myrskytuulia. Lin Min-Wein ja Liu Li-Hsiangin­ ratkaisu on kokonaan uudentyyppinen varjo.

RainShield-konsepti koostuu varresta ja teräskehikosta, johon kupu kiinnitetään. Kuvussa on neljä paneelia, jotka lukkiutuvat toisiinsa sitä tiukemmin, mitä kovemmin tuuli puskee. Paneeleista yksi on muita pidempi ja suojaa vinosti tulevalta sateelta. Varjo ei mene kokoon tavalliseen tapaan vaan taittuu levyksi.

Lopulta suojaa ilma

Sateenvarjo näyttää teknistyvän muun tavaran mukana. Toisaalta monen mielestä varjo on jo nykyisellään ihan tarpeeksi hyvä. Kenties kuluttajat jakautuvat tulevaisuudessa kahteen leiriin sen mukaan, miten mutkikasta tekniikkaa he haluavat.

Yksinkertaisuuden kannattajille on jo tarjolla EcoBrolly, josta on riisuttu kaikki turha. Tässä mallissa ei ole ollenkaan kupua, ainoastaan metallikehikko, johon voi kiinnittää muovipussin, pahvinpalan tai minkä vain käteen osuvan ja kohtalaisen vedenkestävän litteän esineen.

Jos haluaa käydä luonnonvoimia vastaan kehittyneen tekniikan voimin, valinta on Airbrella, moottoroitu näkymätön sateenvarjo, jota työstävät korealaiset Je Sung Park ja Woo Jung Kwon.

Airbrella on putki, jonka alaosa imee ilmaa ja yläosa puhaltaa sitä pois. Käyttäjän päälle syntyy ylipaineesta ilmavarjo, joka ohjaa sadepisarat sivuun. Puhalluksen tehoa ja teleskooppirakenteisen varren pituutta voi säätää sen mukaan, kuinka rankasti vettä tulee ja kuinka monta ihmistä varjon alle pitäisi saada. 

Keksintö on kieltämättä näppärä, mutta vielä ei tiedetä, kuinka hyvin se toimii käytännössä. Laite pitää ääntä, viskoo vettä ympärilleen ja tarvitsee sähköä. Yhden ongelman ratkaisu tuottaa ainakin yhden uuden pulman. Kumpi loppuu ensin: sade vai akku?

Petri Forsell on vapaa tiedetoimittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja.

Suomalaistutkija havaitsi, että maaseudun monimuotoinen luonto saattaa suojata koiria allergialta. Se antaa tukea biodiversiteettihypoteesille.

Kaupunkilaiskoirilla on enemmän allergioita kuin maaseudulla asuvilla. Vähiten allergioita on koirilla, jotka elävät maalla maalaismaiseen tapaan monilapsisessa, muitakin eläimiä omistavassa perheessä ja saavat ulkoilla vapaasti kotipihalla.

Tällaisia asioita koirista Jenni Lehtimäki sai selville väitöstutkimuksessaan, josta Helsingin Sanomat kertoo jutussaan.

Ihmisistä tosin ei samanlaista yhteyttä löytynyt allergioiden ja asuinpaikan väliltä.

Lehtimäki testasi biodiversiteettihypoteesia. Sen mukaan immuunijärjestelmämme häiriintyy ja allergian tapaiset tulehdusperäiset sairaudet lisääntyvät, kun ympäristön monimuotoisuus hupenee ja me altistumme entistä vähemmille luonnon mikrobeille.

Väitöskirja koostui neljästä tutkimuksesta, joista kaksi käsitteli lapsia ja kaksi lemmikkikoiria.

Kummassakaan lapsitutkimuksessa ei löytynyt merkittävää yhteyttä allergioiden ja ihon mikrobien tai luonnon monimuotoisuuden välillä.

Toisin oli lemmikkien laita. Koiranomistajille suunnatun kyslytutkimusken mukaan sairaimpia olivat kaupunkilaiskoirat, joista noin 17 prosentilla oli allergiaa. Maalla osuus oli viitisen prosenttia.

”Kysely osoittaa ensimmäistä kertaa urbaanin ympäristön ja muun nisäkkään kuin ihmisen allergian välisen yhteyden”, Lehtimäki kertoo.

Vielä selvemmän näytön tarjoaa neljäs tutkimus, johon osallistui yhteensä 170 labradorinnoutajaa ja suomenlapinkoiraa.

Se paljasti, että eniten allergioista kärsivät kaupungissa esimerkiksi kerrostalossa asuvat koirat, joilla on ”urbaani elämäntyyli”. Niiden hoidosta vastaa yksi ihminen, joka harrastaa monenlaista ja lenkkeilee paljon koiran kanssa.

Harvinaisimpia allergiat ovat maalaiseen tapaan maalla elävillä koirilla. Niiden iholla on viljalti ympäristöstä peräisin olevia bakteereja.

Lehtimäki ihmettelee, miksi ympäristön ja allergian yhteys tuli ilmi koirilla muttei lapsilla.

”Allergia on monimutkainen sairaus ja ihmiselämä on monimutkaista, mikä saattaa piilottaa ympäristön vaikutuksen”, hän miettii.

Täysin piiloon ihminen ei kuitenkaan jäänyt. Kyselytutkimuksessa paljastui, että jos allergia vaivaa koiraa, omistajakin on todennäköisesti allergikko. Tämä johtuu epäilemättä jostain yhteisestä tekijästä koiran ja omistajan elämäntavoissa tai ympäristössä.

”Maaseutumaisessa ympäristössä koiran ja ihmisen elimistö altistuu mikrobeille, jotka jollakin tavalla tukevat immuunijärjestelmän toimintaa”, Lehtimäki toteaa.

Kysely

Uskotko biodiversiteettihypoteesiin?

Tutustu sisältöön ja lue uusi lehti digilehdet.fi:ssä.

 

Tieteessä 2/2018 

 

PÄÄKIRJOITUS

Kun viha vie

Vihapuhuja ratsastaa alkukantaisella reaktiolla.

 

PÄÄUUTISET

Unissa puhutaan rumia

Myöntisen päiväminän takaa kurkkii
kielteinen yöminä – hyvästä syystä.

Alienkivi on yksi miljoonista

Tähtienvälisiä asteroideja syöksyy
aurinkokunnan läpi jatkuvasti.

Nykyihminen seikkaili
ulos Afrikasta useita kertoja

Yhden ulostulon malli ei enää mitenkään
istu Aasian löytöihin.

Korallit kalpenevat kiihtyvää tahtia

Lämpenevät vedet riistävät
polyypilta elintärkeän kumppanin.

 

ARTIKKELIT

Migreeni vyöryy aivorungosta

Kun sähköt sekoavat hermokeskuksessa,
kipuviestit kiihdyttävät aivot hälytystilaan.

Esinisäkkäät
Maailman valtiaat ennen dinosauruksia

Kehitys kohti meitä käynnistyi jo silloin,
kun maapallon mantereet olivat vielä yhtä.

Siittiöt hukassa

Enää hälytyskellot eivät kilise van kumisevat.
Miesten siittiömäärät ovat romahtaneet.

James Bond
Harmaa agentti hurmasi maailman

Vastoin odotuksia huomaamaton vakooja sai
valtavan huomion. Kohu teki fiktiosta faktaa.

Liikenne jättää tiet

Visio on villi muttei utopiaa. Jokainen sopiva
maapala tarvitaan luonnolle ja ruoalle.

Ennen paras mies oli poikamies

Naiset ja seksi eivät ole aina olleet miehen mitta.
Elämän tärkeät asiat löytyivät pitkään toisaalta.

 

TIEDE VASTAA

Voiko pissa jäätyä kaarelle?

Haudataanko vainajat ilmansuuntien mukaan?

Mikä on puujalkavitsi?

Miksi kuusi kestää lumen painon?

Miten norppa löytää takaisin avannolle?

Voiko avaruusaseman palauttaa Maahan?

 

KIRJAT

Oma dna kantaa suvun historiaa

Marja Pirttivaara teki suomalaisille sukututkijoille uudenlaisen kätevän oppaan.

 

KUVA-ARVOITUS

Klassikkopalsta

kutsuu lukijoita tulkitsemaan kuvia lehden Facebook-sivustolle: facebook.com/tiede.fi

 

OMAT SANAT

Valoa kohti

Entisinä aikoina kantasana tarjosi myös lämpöä.

 

Jos olet Sanoman jonkin aikakauslehden tilaaja, voit lukea uusimman numeron jutut Sanoman Digilehdet-palvelussa.

Ellet vielä ole ottanut tilaukseesi kuuluvaa digiominaisuutta käyttöön, tee se osoitteessa https://oma.sanoma.fi/aktivoi/digilehdet. Aktivoinnin jälkeen pääset kirjautumaan suoraan digilehdet.fi-palveluun.