Salamointia Helsingissä 29. heinäkuuta 2012, jolloin Suomessa iski lähes 20 000 salamaa päivän aikana. Ennätysvuonna 2010 mitattiin noin 42 000 salamaa päivässä. Kuva: Timo Newton-Syms, Wikimedia Commons.
Salamointia Helsingissä 29. heinäkuuta 2012, jolloin Suomessa iski lähes 20 000 salamaa päivän aikana. Ennätysvuonna 2010 mitattiin noin 42 000 salamaa päivässä. Kuva: Timo Newton-Syms, Wikimedia Commons.

Nytkin salamoi. Maapallolla on joka hetki käynnissä 1000–2000 ukonilmaa, joissa ukkospilvet purkavat sähkövaraustaan avaamalla ilmaan salamakanavia. Ukkosenjohdatin suojaa talon salamoinnin aiheuttamalta tulipalolta, mutta se ei riitä. Tietoyhteiskunnan älykodit pursuavat herkkää elektroniikkaa, joka ei siedä salaman aiheuttamia virtapiikkejä. Ukkostekniikka on siirtymässä nanoaikaan.

Asennuttaisinko ylijännitesuojauksen ukkosen varalta? miettii kesämökin omistaja.

Miten varjella nanotekniikka sähköpurkauksilta? pohtii elektroniikan kehittäjä.

Missä mahtaa jyristä? aprikoi kesällä golfin harrastaja, sisävesipurjehtija ja moni muukin, ja katselee salamatietoja kännykän ruudulta.

Ukkostekniikka suojaa ikäviltä yllätyksiltä niin ihmisiä kuin omaisuutta, ja suojaus on edistynyt 250 kehitysvuotenaan valtavasti.

Ukkoskausi kestää toukokuusta syyskuuhun ja on vilkkaimmillaan kesäkuun puolivälistä heinäkuun loppuun.
Runsaimmin ukkostaa Salpausselän alueella ja Keski-Suomessa, vähiten Pohjanmaan rannikolla ja Lapissa.
Kesän mittaan Suomen maasalamapaikantimet rekisteröivät keskimäärin 140 000 salamaa.
Lähde: Ilmatieteen laitos

Ilmatieteen laitoksen fyysikko Tapio Tuomi, joka on seurannut salamointia työkseen, on pitänyt epävirallista tilastoa salamakuolemista. Sata vuotta sitten ukkonen tappoi Suomessa kymmenkunta ihmistä joka vuosi. Nykyään salaman iskuun kuolee yksi ihminen kahdessa vuodessa. On suurempi vaara voittaa jättipotti lotossa kuin joutua salaman uhriksi.

Tulevaisuudessa ukkossuojausta tarvitaan yhä enemmän, koska sähköpurkauksille arka elektroniikka yleistyy koko ajan.

Elektroniikka yhä herkempää salamoille

Salama voi lähettää sähkö- tai tietoverkkoa pitkin kilometrien päähän jännitepiikkejä eli transientteja. Piikit voivat vahingoittaa tietokoneita, musiikkikeskuksia, televisioita, videoita ja muuta elektroniikkaa. Yhä enemmän ukkosherkkää elektroniikkaa tulee myös "yksinkertaisiin" kodinkoneisiin, kuten pakastimiin.

Monien laitteiden on toimittava koko ajan. Töpseliä ei läheskään aina voi vetää irti.

Maalaistalossa riitti ennen ukkosenjohdatin suojaamaan ihmisiä ja taloa. Nyt tarvitaan lisäksi monenlaisia ylijännitesuojia, jotka pitävät ruokinta-automaatit ja lypsyrobotit jatkuvasti käynnissä. Sama tekniikka varmistaa, että marketin kassakoneet kilisevät ukkospäivänäkin.

Salamaniskun ottavat ensimmäiseksi vastaan sieppaustangot, ukkosköydet ja muut salamanvangitsijat, jotka muistuttavat perinteistä ukkosenjohdatinta.

Verkoissa eteneviä lyhyitä jännitepiikkejä poistavat suojakomponentit, joilla on salaperäisiä nimiä: kipinäväli, varistori, kaasupurkausputki ja purkausdiodi. Periaate on kuitenkin yksinkertainen. Suojakomponentti toimii koskettimena, joka normaalisti on poissa päältä mutta jännitepiikin tullessa sulkeutuu ja johtaa virran maahan. Niinpä kipinäväli on kirjaimellisesti väli, johon syntyy johtava valokaari jännitteen noustessa.

Suojakomponentit ovat vikavirtasuojakytkimen tai sulakkeen kokoluokkaa, ja ne asennetaan tavallisesti sähkökaappiin.

Nano-osat suojattava mikroukkosilta

Ukkossuojaus saa lisähaasteita, kun elektroniikan komponentit pienentyvät nanotasolle eli millimetrin miljoonasosien kokoluokkaan.

Sähköstaattisiin purkauksiin erikoistunut tohtori Steven Voldman, joka työskentelee IBM:n tutkimuslaitoksessa Vermontissa, varoitti vuonna 2002 Scientific American -lehdessä, että elektroniikan vuosikymmeniä jatkunut pienenemiskehitys pysähtyy, jos laitteita ei kyetä suojaamaan mikroskooppisilta "ukkosilta".

Siksi insinöörit rakentavat transistoreille ja muille komponenteille nanomitan "ukkosenjohdattimia".

Nanonahasta Faradayn häkkejä

Nanotasolta nousee uusia suojauskeinoja myös jättikoon tekniikkaan, kuten lentokoneisiin.
Lentokoneen perinnäinen metallirunko toimii Faradayn häkkinä, samoin auton metallinen umpikori: sähköinen poistovoima pitää varaukset johteen pinnalla. Koska salama vaeltaa ulkopintaa pitkin, ihmiset voivat istua sisällä rauhallisin mielin.

Talon ukkossuojaus voidaan asentaa joko rakennusvaiheessa tai myöhemmin. Ulkoisen ukkossuojan, joka yleensä on kuparikaapelia, saa asentaa itsekin.
Täytyy vain tietää, mitä tekee.

Kaikki kiinteät ylijännitesuojat, jotka tavallisesti sijoitetaan sähkökaappeihin, on annettava asianmukaisesti valtuutetun ammattilaisen tehtäväksi.

Marketeista saatavat, pistorasiaan työnnettävät ylijännitesuojat ovat asiantuntijoiden mukaan heppoisia ratkaisuja. - Voivat synnyttää väärän turvallisuudentunteen, sanoo tekninen johtaja Esa Tiainen Sähkö- ja teleurakoitsijaliitosta.

Entä mökin suojauksen kokonaiskustannukset? - Muutamasta sadasta eurosta ylöspäin, kertoo Tiainen. - Hyvän ukkossuojauksen pientaloon saa 1 000-2 000 eurolla.

Ukkossuojaus on kuitenkin vaikeutunut, kun lentokoneita on alettu rakentaa eristävistä komposiiteista. Siksi on ehdotettu esimerkiksi johtavien nanosäikeiden lisäämistä komposiittiin.

Materiaalitutkija John Brupbacher yhdysvaltalaisesta John Hopkins -yliopistosta, ehdottaa toista ratkaisua. Lentokoneen päälle kiinnitetään kankaan tavoin kalvo, joka on tehty nanopartikkelien avulla johtavaksi.
Nanotekniikka muuttaa kaikkea. Ehkä talonkin päälle joskus puetaan nanonahkaa ukkosenjohdattimeksi.

Golfkentän salamatilanne kännykkään

Suojauslaitteet edustavat vain pientä osaa tekniikasta, joka on kasvanut ukkosen ympärille. Monia kiinnostaa myös salamoinnin seuranta.

Salamanpaikantimet palvelevat niin tutkimusta ja teollisuutta kuin yksityisiä sään tarkkailijoita. Paikantimet ovat periaatteessa radiosuuntimia, jotka "kuuntelevat" salaman synnyttämää sähkömagneettista pulssia.

Suomessa Ilmatieteen laitoksella on salamanpaikannin, johon kuuluu "vastaanottimia" eli antureita eri puolilla maata: Jokioisissa, Korppoossa, Kuopiossa, Niinisalossa, Rovaniemellä, Upinniemessä, Utajärvellä ja Utissa. Keskusyksikkö suuntii salaman, kun havaintoja saadaan vähintään kahdelta anturilta. Tietoja käytetään laadittaessa tosiaikaisia salamakatsauksia ja ukkosennusteita sähkö- ja puhelinyhtiöille, rautateille ja muille yrityksille.

Yksityishenkilöille Ilmatieteen laitos on kehittänyt Salamavahti-palvelun, joka lähettää tekstiviestillä tiedon, kun valitulle paikkakunnalle iskee salama. Palvelu auttaa esimerkiksi golfin pelaajia välttämään vaarallisia tilanteita viheriöllä. Heidän kännyköihinsä tarjotaan myös Golfsää-palvelua, josta voi tarkistaa ukkosen todennäköisyyden ja muut säätiedot tietyllä golfkentällä. Golfmaila on nykyään samanlainen salaman houkutin kuin heinähanko ennen.

Kalevi Rantanen on teknistä luovuutta tutkiva diplomi-insinööri ja tietokirjoittaja.

Julkaistu Tiede-lehdessä 5/2006.

Lisätietoja salamoista ja  salamariskien torjunnasta:
Ilmatieteen laitos:
http://ilmatieteenlaitos.fi/ukkonen-ja-salamat
Sähkö- ja teleurakoitsijaliitto STUL: http://www.stul.fi/
Sähköturvallisuuden edistämiskeskus STEK: http://www.sahkoturva.info/
Turvatekniikan keskus TUKES:
http://www.tukes.fi/

Näin suojaudut salamalta

Riski kuolla salamaniskuun on pieni: Suomessa siihen kuolee keskimäärin yksi henkilö joka toinen vuosi. Vaaralliset ja turvalliset tilanteet on kuitenkin hyvä tunnistaa.

Parhaassa suojassa olet rakennuksessa, jossa on ukkosenjohdatin. Turvassa olet myös metallikuorissa, jotka Faradayn häkin periaatteella pitävät sähkön vaikutukset ulkopinnallaan; tällaisia ovat esimerkiksi auton metallikori ja metallisen veneen umpihytti.

Kumisaappaat eivät suojaa sinua salamaniskulta, kuten eivät myöskään ajoneuvon kumipyörät.

Älä mene ukkosella uimaan, sillä veteen iskevä salama voi viedä tajun ja johtaa hukkumiseen.

Altistat itsesi salamariskille, jos olet ukkosella osana korkeaa maastonkohtaa. Älä mene yksinäisen puun alle. Vältä kulkemasta ukkosella aukeassa maastossa varsinkaan sateenvarjon kanssa. Vältä myös polku- ja moottoripyöräilyä.

Jos ankara ukkonen yllättää sinut aukeassa maastossa, kyykisty maahan välttääksesi toimimasta salaman houkuttimena.

Salaman etäisyyden kilometreinä saat, kun lasket sekunnit välähdyksestä jyrinän alkuun ja jaat luvun kolmella. Valo nimittäin näkyy käytännössä heti, mutta ääni etenee ilmassa vain 330 metriä sekunnissa.

Jos ukkosella tunnet hiustesi nousevan pystyyn, mene heti kyykkyyn. Hiusten sähköistyminen voi olla merkki siitä, että olet korkea maastonkohta, jonka kohdalta salama etsii purkauskanavaa.

Vatkain
Seuraa 
Viestejä27432
Liittynyt4.3.2008

Ukkostekniikka kesyttää salaman

Ukkosfoobikolle nämä kelit on myrkkyä. Tutkan avulla onneksi pysyy kartalla http://www.liminkaweather.info/wxradar.php Ei pääse yllättämään. Mikähän siinä on, että ukkoset hyytyy aina tutkan kartalla näkyvän vihreän ruksin ylle? Kaartavat pitkiäkin matkoja ruksin luo päästäkseen ja hyytyvät sinne. Ruksi on siis tutkan fyysinen sijainti. Karttaa voi zoomata hiirtä skrollaamalla.
Lue kommentti

Hämmentää.