Sähköautoa lukuun ottamatta meluntorjunnan keinot ovat koeteltuja: parasta on meluta vähemmän. Liikenteen hiljentämiseen tarvitaan rajoituksia, mutta koneita on mahdollista mykistää vastamelulla. Se puree jopa tuulivoimaloiden meluun.

Liikenteen hiljentämiseen tarvitaan rajoituksia, mutta koneita on mahdollista mykistää vastamelulla. Se puree jopa tuulivoimaloiden meluun.

Meluntorjuntatekniikka jakautuu kahteen selvästi erottuvaan osaan. On kauan sitten tunnettuja keinoja. Sitten tulee pitkä väli, jonka takana, vuosien päässä, ovat tulevaisuuden tekniikat. Onneksi tutuillakin tekniikoilla voidaan tehdä paljon.

- Kun kaikki vain muistaisivat käyttää olemassa olevaa tietoa, sanoo tekniikan tohtori Seppo Uosukainen Valtion teknillisestä tutkimuskeskuksesta VTT:stä. Hän on tutkinut ääniasioita koko työuransa ajan.

Muistamista helpottaa, että nyt on pakko taistella hiilidioksidipäästöjä vastaan. Keinot, joilla vähennetään päästöjä, alentavat usein myös melua. Eniten vaikuttaa liikenteen sähköistäminen.

Aja hiljaa, aja vähemmän

Sähköauto on niin hiljainen, että ääntä pitää jopa lisätä, jotta ihmiset kuulisivat ajoneuvon tulon.

Liikenteessä voidaan tehdä paljon muutakin. Vaikka moottorit jäisivät ennalleen, autojen nopeuksien alentaminen auttaa. Jos nopeus putoaa viidestäkymmenestä neljäänkymmeneen kilometriin tunnissa, melu vaimenee keskimäärin 1,4 desibelillä.

Liikenteen määrää vähentämällä voidaan melua poistaa vielä enemmän. Jos määrä pienenee puoleen, melu vähenee noin kolmella desibelillä. Jos liikennemäärä putoaa 8 000 ajoneuvosta 2 000 ajoneuvoon tunnissa, melusta häviää kuusi desibeliä.

Kaupunki tarvitsee tunneleita

Tehokas mutta ristiriitainen tapa on suunnitella liikenne kauas asutuksesta. Karkea sääntö sanoo, että etäisyyden kaksinkertaistuessa liikennemelu vähenee kolmella desibelillä.

Ristiriita syntyy siitä, että etäisyyksien kasvattaminen lyö korvalle pyrkimystä tiivistää taajamia. Tiivistäminen vähentää matkustamistarvetta ja päästöjä, kun taas meluntorjunta vaatisi harventamista.

Sähköliikenne on yksi, mutta ei ainoa ratkaisu ristiriitaan. Kun asutusta tiivistetään, tulee kannattavaksi rakentaa meluaitoja ja viedä liikenne, varsinkin raskas liikenne, tunneleihin. Helsingin kokoisiin ja vähän pienempiinkin kaupunkeihin on jo syntynyt maanalainen huoltokerros tunneleineen.

Akustiikka vaatii ammattilaisen

Liikenne on tavallisesti pahin melulähde, mutta asuntojen akustiikassakin riittää tekemistä. Myös tässä tarvitaan tiedon levittämistä.

Rakennusinsinöörien Liiton julkaisema akustiikkasuunnittelun opas kertoo esimerkin ongelmasta, jollaisiin nykyään voidaan törmätä - rakentamisessa tapahtuneesta edistyksestä huolimatta.

Perhe hankki arvokkaan rivitaloasunnon hiljaiselta alueelta, mutta juuri melu osoittautui ongelmaksi. Naapurien puhe kuului seinän takaa. Isännöitsijän esittämän mittaustiedon mukaan väliseinä kuitenkin täytti ääneneristyksen vaatimukset. Asiaa tutkittaessa selvisi, että normaali ääneneristys toimi huonosti alueen hiljaisuuden takia: puheäänet erottuivat poikkeuksellisen äänetöntä taustaa varten.

Opas sanoo, että rakennuttajan olisi pitänyt käyttää akustista suunnittelijaa. Ammattilainen olisi osannut ottaa poikkeusolot huomioon ja valita esimerkiksi paremmin ääntä eristävät rakenteet. Tai poistoilmanvaihto olisi voinut tuottaa "tasaisen miellyttävän taustaäänen, jonka ylitse naapurin puheäänet eivät ulotu".

Rakentamisessa, kuten muussakin tekniikassa, nousee usein esiin jokin yksittäinen muoti. Nyt puhutaan talojen energiankulutuksesta ja lämpöeristyksestä. Akustiikka ja monet muut, yhtä tärkeät asiat tahtovat unohtua, mistä koituu kalliita jälkiselvittelyjä.

Fysiikka tarjoaa peruskonstit

Perinnäiset tavat alentaa melua perustuvat äänen fysikaalisiin ominaisuuksiin, jotka on tunnettu kauan.
Melu on pitkittäistä aaltoliikettä ilmakerroksessa. Ääniaallon edetessä ilma vuoroin tiivistyy, vuoroin harvenee. Melu on samalla myös ilman osasten liike-energiaa.

Tila voidaan eristää äänestä tiiviillä ja tiheällä materiaalilla, kuten kivellä tai betonilla. Ääni heijastuu seinästä takaisin.

Toinen tapa on imeyttää ääni huokoiseen aineeseen, kuten erilaisiin akustisiin levyihin. Melu muuttuu huokosissa lämmöksi.

Radikaalisti poikkeava keino on tappaa melu melulla. Jos kaksi ääniaaltoa kohtaa toisensa niin, että tiiviit ja harvat kohdat menevät päällekkäin, melua katoaa. Vastaääni toimii näkymättömänä äänenvaimentimena.

Meluntorjunnan tutkimuksessa vastamelu on yksi kestokohteista. Jo 1931 romanialainen keksijä ja aerodynamiikan tutkija Henri Coandă sai ensimmäisen patentin vastamelutekniikalle. Saksalainen fyysikko Paul Lueg, joka usein mainitaan ensimmäisenä keksijänä, haki patenttinsa hiukan myöhemmin.

Vastaääni vaimentaa moottoreita

Vastamelun ideat jäivät vuosikymmeniksi paperille. Puuttui tekniikka, jolla pystyttäisiin kehittämään ääniaallolle tarkoin vastakkaisessa vaiheessa kulkeva pari. Digitekniikan kehittyessä vastamelun idea tuli muotiin, mutta kaupallisia tuotteita on yhä niukasti.

- Kolmiulotteisessa avaruudessa leviävää melua ei vielä kyetä torjumaan tilaan lähetettävällä vastaäänellä, sanoo tekniikan tohtori Seppo Uosukainen. Verraten säännönmukaista ääntä sen sijaan pystytään torjumaan.

- Yksinkertaisissa akustisissa järjestelmissä, kuten ilmanvaihtokanavissa, joissa ääni voi kulkea vain yhteen tai kahteen suuntaan, on ollut kaupallisia sovelluksia jo pitkään, Uosukainen tarkentaa.

Myös säännöllistä koneääntä, esimerkiksi muuntajan tai lentokoneen moottorin melua, on mahdollista vaimentaa vastamelulla.

Dresdenin Fraunhofer-instituutin tutkijat ovat tohtori André Illgenin johdolla kehittäneet vastamelutekniikkaa, joka puree ajankohtaiseen ongelmaan, tuulivoimaloiden meluun. Voimalan siipien ja vaihdelaatikon hammaspyörien värähtely mitataan tarkasti, ja pietsosähköisten elementtien avulla synnytetään tarkoin vastakkaisessa vaiheessa etenevää värähtelyä, joka sammuttaa melun.

Kalvo hellii korvia

Suomalainen Panphonics on kehittänyt uudentyyppistä vastameluratkaisua, joka perustuu sähkömekaanisiin kalvoihin. Kalvon ideoi suomalainen keksijä Kari Kirjavainen jo 1980-luvulla.

Sähkömekaaninen eli emfikalvo koostuu kahdesta polypropeenikerroksesta, joiden välissä on ilmakuplia. Kalvossa on pysyvä sähkövaraus. Kun kalvoon johdetaan vaihtojännite, sähköinen energia muuttuu värähtelyksi. Jos taas kalvoa puristetaan kokoon, varaus muuttuu. Sama kalvo voi toimia sekä mikrofonina että kaiuttimena.

Toisin kuin perinnäiset kaiuttimet, joissa ääni lähtee yhdestä pisteestä kaikkiin suuntiin, muovikalvo lähettää ääntä suurelta tasopinnalta yhteen suuntaan. Pankin tai vakuutusyhtiön palvelupisteessä puhe saadaan tasoäänilähteellä kuulumaan hyvin, mutta ympärillä on silti hiljaista.

Muita käyttökohteita ovat kaupat ja kauppakeskukset, museot, näyttelytilat, videokonferenssitilat, toimistot, pelastuskeskukset - ylipäänsä kaikki tilat, joissa pitää pystyä kuuntelemaan puhetta tai musiikkia häiritsemättä muita. Myös kodin sisustajalle ohut tasokaiutin antaa uusia vapauksia.

Luonnollisesti kehittäjät ovat ideoineet myös vastaäänen toteuttamista saman sähkömekaanisen kalvon avulla. Periaate on houkuttelevan yksinkertainen.

Vaimentimessa olisi kahdenlaisia kerroksia. Sensorikerros "kuuntelee" ääntä. Ohjauslaite muokkaa tiedon äänestä ja lähettää signaalin toimielimeen eli aktuaattorikerrokseen. Kerros, joka toimii kaiuttimena, tuottaa vastaäänen.

Kalevi Rantanen on diplomi-insinööri, tietokirjoittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja.

 

 

Nopeusrajoitus hiljentää tehokkaimmin

Tiemeluun vaikuttavat liikenteen määrä, etäisyys tiestä ja autojen nopeus.
Melutaso puolittuu, jos liikennemäärä puolittuu. Koska desibeliasteikko on logaritminen, kaksinkertaistuminen tai puolittuminen tarkoittaa noin kolmen desibelin muutosta.

Melutason saa puolittumaan myös alentamalla nopeutta esimerkiksi 80 kilometristä 60 kilometriin tunnissa. Tällöin melutaso alenee jo 3,5 desibeliä.

Espoosta tulee Helsinkiin Länsiväylän moottoritie, joka kulkee kahden kilometrin matkan lähes 20 000 asukkaan Lauttasaaren läpi. Jos moottoritien pätkä muutettaisiin kaduksi, jonka no-peusrajoitus nykyisen 80 sijaan olisi 50 kilometriä tunnissa, melutaso vähenisi peräti 5,6 desibeliä eli noin neljäsosaan.

Nopeuksia rajoittamalla vähenisivät myös päästöt ja liikenneturvallisuus paranisi. Matka saaren läpi tosin kestäisi 54 sekuntia kauemmin.

Nopeusrajoituksien alentaminen kaupunkien sisääntulomoottoriteillä kohtaa tietysti vastustusta. Silti rajoitukset saattaisivat olla realistisempi keino puolittaa melutaso kuin olettaa, että puolet autoilijoista hyppää polkupyörän selkään tai junaan. Väyliä reunustavien rakentamattomien alueiden tuplaaminen ainakin on epärealistista, kun paineet kaavoittaa uusia asuinalueita uhkaavat ainakin Helsingissä jo puistojakin.

Marko Hamilo

 

Julkaistu Tiede -lehdessä 3/2010

Hyvä harrastus – ja helppo. Lukemista löytyy aina. Kuva: Shutterstock

Kieli rikastuu, ajattelu syvenee ja sosiaalinen taju kehittyy.

Tietokirjan järki on selvä: saa tietoa, jolla jäsentää maailmaa ja vaientaa mutuilijat. Riittävästi tietoa hankkimalla tulee asiantuntijaksi, ja sillä on selvä hyötyarvo.

Entä missä on fiktion lukijan tulosvastuu? Mitä itua on kuluttaa aikaansa tuntitolkulla hatusta vedettyjen ihmisten hatusta vedettyihin edesottamuksiin? Paljonkin: romaani tai novelli opettaa toimimaan muiden ihmisten kanssa.

Fiktio simuloi sosiaalista maailmaa, esittää asiaa tutkinut Toronton yliopiston psykologian professori Keith Oatley. Niin kuin lentosimulaattori opettaa lentotaitoja, sosiaalisten tilanteiden simulaattori – romaani – opettaa sosiaalisia taitoja.

Kokeet vahvistavat, että fiktiota lukeneet tajuavat paremmin so­siaalisia kuvioita kuin tietotekstiä lukeneet. 

Suvaitsevaisuus kasvaa

Kuvitteellisesta tarinasta on sekin ilo, että pääsee väliaikaisesti jonkun toisen nahkoihin. Samastuminen tarinan henkilöön voi muuttaa lukijan käyttäytymistä ja pistää asenteet uusiksi, ovat kokeillaan osoittaneet Ohion yliopiston tutkijat.

Samastumisella on vaaransa. Romaanin aiheuttama itsemurha-aalto koettiin 1700-luvun lopulla, kun nuoret onnettomat miehet matkivat Johan Wolfgang von Goethen päähenkilön tekoa Nuoren Wertherin kärsimyksissä.

Ohiolaistutkimuksessa vaikutus oli rakentavampi: kun nuoret aikuiset olivat lukeneet tarinan miehestä, joka meni äänestämään, he menivät hanakammin vaaliuurnille vielä viikon kuluttua lukemisesta. He olivat saaneet kansalaishyvetartunnan.

Valkoihoisten suvaitsevaisuutta taas kasvattivat tarinat, joissa päähenkilö osoittautui homoseksuaaliksi tai afroamerikkalaiseksi. Lukijoilta karisi myös stereotypioita. Tämä kuitenkin edellytti, että päähenkilön ”erilaisuus” paljastui vasta tarinan myöhemmässä vaiheessa ja lukijat olivat ehtineet asettua hänen nahkoihinsa.

Stressi väistyy

Kun uppoutuu lukemaan, maailman meteli jää kauas ja paineet hellittävät. Tuttu tunne, josta on myös tieteelliset näytöt: lukeminen poistaa stressiä.

Terveystieteen opiskelijat saivat Yhdysvalloissa tehdyssä tutkimuksessa lukeakseen netistä ja aikakauslehdestä poimittuja artikkeleita, jotka käsittelivät historiallisia tapauksia ja tulevaisuuden innovaatioita. Aihepiirit olivat siis kaukana tenttikirjojen pakkolukemistosta.

Puolentunnin lukutuokio riitti laskemaan verenpainetta, sykettä ja stressin tuntua. Huojennus on yhtä suuri kuin samanpituisella joogahetkellä tai televisiohuumorin katselulla. Mikä parasta, apu löytyy helposti, lukemista kun on aina saatavilla.

Sanasto karttuu

Kirjoitettu kieli on ylivoimaisesti suurempi uusien sanojen lähde kuin puhuttu. Erot lasten sanavaraston runsaudessa voi johtaa suoraan siihen, miten paljon he altistuvat erilaisille teksteille, vakuuttavat lukemisen tutkijat Anne Cunningham ja Keith Stanovich.

Tiuhimmin uutta sanastoa kohtaa tieteellisten julkaisujen tiivistelmissä: tuhatta sanaa kohti harvinaisia on peräti 128. Sanoma- ja aikakauslehdissä harvinaisten sanojen tiheys nousee yli 65:n ja aikuisten kirjoissa yli 50:n.

Lastenkirjakin voittaa sanaston monipuolisuudessa televisio-ohjelman mennen tullen. Lapsilukija kohtaa kirjassa yli 30 harvinaista sanaa tuhatta kohti, kun aikuisten telkkariviihdettä katsoessa niitä tulee vastaan 23 ja lastenohjelmissa 20.

Juttelukaan ei pahemmin kartuta sanavarastoa. Aikuispuhe sisältää vain 17 epätavallista sanaa tuhatta kohti.

Syntyy omia ajatuksia

Ihmisen aivoja ei ole ohjelmoitu lukemaan. Kun taito kehittyi 5 500 vuotta sitten, näkemiseen, kuulemiseen, puhumiseen ja ajatteluun rakentuneet alueet alkoivat tehdä uudenlaista yhteistyötä.

Nyt olemme jälleen uudenlaisen lukukulttuurin alussa. Verkkolukeminen on tullut jäädäkseen, ja jotkut pelkäävät, että tyhmistymme, kun totutamme aivomme ärsyketulvaan ja pikaselailuun netissä. Tiedonvälitys on lisääntynyt räjähdysmäisesti mutta niin myös häly.

Syventyvän lukemisen kohtalosta kantaa huolta professori Maryanne Wolf Tufts-yliopistosta. Tapaa näet kannattaisi vaalia. Aivokuvaukset paljastavat, että paneutuva lukija käyttää laajasti molempia aivopuoliskojaan. Hän ei vain vastaanota kirjoittajan sanomaa vaan vertaa sitä aiemmin hankkimaansa tietoon, erittelee sitä ja rakentaa omaa ajatteluaan. Pintalukijalla ei tähän ole aikaa.

Mikko Puttonen on Tiede-lehden toimittaja.

Julkaistu Tiede-lehdessä 12/2012 

Täysin raittiiden suomalaisnuorten osuus on moninkertaistunut vuosituhannen alusta.

Nuoruus raitistuu, kertoo Helsingin Sanomat jutussaan.

Nuorten alkoholin käyttö kasvoi vuoteen 1999, joka oli myös kaikkein kostein vuosi. Silloin vain joka kymmenes yhdeksäsluokkalainen ilmoitti, ettei ollut koskaan käyttänyt alkoholia.

Sittemmin täysin raittiiden osuus on moninkertaistunut, ilmenee vuoteen 2015 ulottuneesta eurooppalaisesta, nuorten päihteidenkäyttöä käsittelevästä Espad-tutkimuksesta.

Jopa muut eurooppalaiset jäävät jälkeen. Suomessa täysin raittiita 15–16-vuotiaista nuorista on joka neljäs, kun Euroopassa heitä on keskimäärin joka viides.

Terveyden ja hyvinvoinnin laitoksen THL:n erikoistutkija Kirsimarja Raitasalo kollegoineen on ­koettanut tunnistaa niitä nuoruuden muutoksia, jotka voisivat selittää humalan hiipumista.

Ratkaisevaa näyttää olleen ainakin se, että alaikäisten on yhä vaikeampi saada alkoholia. Nykynuoret kokevat sen selvästi hankalammaksi kuin aiemmat ikäpolvet.

Kauppojen omavalvonta on osaltaan tehonnut. Kassoilla kysytään kaikilta alle 30-vuotiaan näköisiltä papereita.

Vanhemmat ja muutkin aikuiset ovat tiukentaneet asenteitaan nuorten juomiseen.

”Tietoisuus alkoholin haitoista on ehkä lisääntynyt. On tullut paljon tutkimustietoa esimerkiksi siitä, miten alkoholi vaikuttaa nuorten aivojen kehitykseen”, Raitasalo pohtii.

Nuorten omakin maailma on muuttunut toisenlaiseksi. Älylaitteet, pelit ja sosiaalinen media kyllästävät arkea. Pussikaljoittelu joutuu kilpailemaan monen muun kiinnostavan ajanvietteen kanssa ja on ehkä osittain hävinnyt niille.

Juovuksissa olemisesta on ehkä tullut myös tyylirikko. Nuoret eivät enää näytä arvostavan kännissä örveltämistä.

Kysely

Mikä mielestäsi raitistaa nuoria?

Neutroni
Seuraa 
Viestejä25798
Liittynyt16.3.2005

Viikon gallup: Mikä mielestäsi raitistaa nuoria?

Käyttäjä4809 kirjoitti: Eiköhän syy ole -90 luvulla alkaneen laman menetetyt työpaikat ja samalla supistettu koulutus, minkä seurauksena vuodestä -99 alkaen vanhemmilla ei enää ole ollut niin paljon rahaa annettavaksi nuorisolle. Sekä myös nuorisolle soveltuvien työpaikkojen vähentyminen ja samaan aikaan tapahtunut kohtuuton vuokrien nousu, vasinkin pääkaupunkiseudulla. En tiedä, mutta en usko rahaan. Esimerkiksi kilju, 10 % juoma joka maksaa joitain senttejä litralta, tuntuu olevan...
Lue kommentti
molaine
Seuraa 
Viestejä1189
Liittynyt3.8.2011

Viikon gallup: Mikä mielestäsi raitistaa nuoria?

En kyllä usko, että rahalla on iso merkitys ja veikkaan, että käytettävissä olevat rahat on vain kasvaneet, jos verrataan vaikka omaan nuoruuteen. Ei viina suomessa ole niin kallista, etteikö köyhälläkin olisi varaa dokailla. Oma junnu ei läträä lainkaan viinan kanssa. Iso osa kavereistakaan ei, vaikka osa ilmeisesti jonkin verran lipittelee. Kyllä nuorten asenteet on mielestäni muuttuneet ihan selkeästi. Ehkä alkoholipolitiikka on toiminut? Kotoa ei meillä kyllä tällaista ole opittu...
Lue kommentti

Panterarosa: On selvää, että "Partitava kisaa kurupati-kuvaa" ei oikein aukene kehitysmaalaisille N1c- kalmukinperseille.