5. helmikuuta 2016

Magneettikenttä : osa tuulivoimalaitoksen elektromagneettista myrkkycocktailia ?



Vuonna 1831 englantilainen Michael Faraday osoitti, että sähkövirran synnyttää liikkuva magneettikenttäFaradayn koe oli yksinkertainen. Hän pudotti magneetin kuparista kierretyn kelan läpi ja todisti, kuinka kuparijohtoon syntyi jännite.

Jo aikaisemmin oli osattu ottaa talteen ja hyödyntää lyhytaikaisia sähkönpurkauksia salamoista ja alkeellisista paristoista. Vasta liikkuvan magneetin avulla opittiin syöttämään johtimeen jatkuvaa virtaa. Koko meidän nykyinen, jatkuvasta sähkönsaannista riippuva elämänmenomme on saanut alkunsa Faradayn havainnosta.

Faradayn induktiolain myötä magneettien valmistuksesta tuli priorisoitu, tarkoin varjeltu teollisuudenala. Nykyäänkin magneetteihin liittyy paljon liikesalaisuuksia. On vaikea löytää tietoa siitä, paljonko modernin tuulivoimalaitoksen PMS -sähkögeneraattorissa on magneetteja. Wikipedia arvelee, että noin 600 kg megawattia kohden. Lappeenrannassa on suunniteltu 6MW offshore -tuuligeneraattori. Jotta sillä voidaan tehdä sähköä, generaattoriin tarvitaan magneettia 4,5 tonnia.

Tuulivoimalaitosten generaattoreissa käytetään neodymium -magneettikappaleita. Kunkin kappaleen mitat ovat ilmeisesti vain muutamia senttimetrejä. Kuitenkin niillä saadaan aikaan noin 20 000 kertaa Maan magneettikenttää voimakkaampi kenttä. Maapalloa ympäröi magneettivuo, jonka tiheys on 20-60 ut (mikroteslaa). Maan pinnalla suurimmat arvot, noin 22 uT, mitataan suurjännitelinjojen alla. Luonnontilaisessa ympäristössä tausta-arvo on vain noin 0,03 uT. Tuulivoimalaitoksen generaattorin sisällä magneettivuon tiheys voi ilmeisesti olla jopa 1,0 - 1,4 T (teslaa). Suora kontakti tällaiseen kenttään on tappava. Magneettien välinen vetovoima voi murskata luut kahden tällaisen magneetin väliin joutuvalta ihmiseltä.

Vielä vaikeampi on löytää tietoa siitä, mikä on magneettivuon tiheys tuulivoimalaitoksen nasellissa tai sen ympärillä. Nämä ovat myös työturvallisuusasioita, joten niistä ei juuri huudella. Magneettikentän voimakkuuksia on mitattu tuulivoimalaitosten juurella Kanadassa ja Bulgariassa. Kanadassa voimalaitokset olivat teholtaan 1,8 MW ja Bulgariassa 3 MW. Kummassakin tutkimuksessa mitattiin voimalaitosten alapuolella mitättömän pieniä, jopa luonnon raja-arvoja pienempiä magneettivuon
tiheyksiä riippumatta siitä, olivatko voimalaitosten generaattorit toiminnassa vai ei. Tutkimuspapereista ei käy ilmi, oliko generaattoreissa kesto- vai sähkömagneetit. Maallikolle tulokset vaikuttavat joka tapauksessa oudoilta. Pohjois-Ruotsin kaivosalueilla on magnetiittiesiintymien yläpuolella havaittavissa magnetismipiikki vielä 2 km korkeudessa.

Linnuilla on tunnetusti magneettiaisti, jonka avulla ne pitkillä matkoilla määrittävät suunnan ja sijainnin. Maan magneettikenttä on voimakkain lähellä napoja, missä kenttä laskeutuu lähelle maanpintaa. Lintu aistii oikean suunnan sen mukaan, missä kulmassa magneettikenttä on maanpintaan nähden. Kuten ihminen, joka yrittää suunnistaa magneettiselle pohjoisnavalle kompassin avulla. Lähellä napaa kompassineula on hyödytön, koska se osoittaa alaspäin. Pohjois-Ruotsissa seurattiin tutkalla muuttolintuparvien lentoa voimakkaan magnetiittiesiintymän yli. Esiintymän kohdalla 70 % muuttoparvista yhtäkkiä pudotti lentokorkeuttaan. Alenema oli keskimäärin 100 metriä. Jopa lähes 2 km korkeudessa lentävä kuoviparvi reagoi malmiesiintymään korkeutta alentamalla. Onneksi magnetismipiikin aiheuttaja ei ollut tuulivoimalan generaattori. 

Sijainnin lintu aistii magneettikentän voimakkuuden avulla. Jos lintu on lähempänä Maan magneettista napaa kuin sen kuuluisi olla, se ottaa suunnan kohti heikkenevää magneettikenttää.

Kallioperän tai sähköntuotannon synnyttämät voimakkaat paikalliset magneettikentät voivat sekoittaa lintujen lentosuunnan, jos muita suunnistuskeinoja ei sillä hetkellä ole käytettävissä. Em. tutkimuksessa Ruotsissa erään kahlaajaparven magneettiaisti petti ja parvi jäi pyörimään magnetiittiesiintymän päälle tuntikausiksi. Vaikka muuttosää oli muuten hyvä, sumun takia linnut eivät voineet turvautua näköaistiinsa.

Luonnonympäristössä Maan magneettikenttä on hyvin vakaa. Päivittäinen vaihtelu on vain 30–100 nT. Princetonin yliopiston tutkimuksessa lepakot, joilla myös on magneettiaisti, menettivät lentosuuntansa saatuaan vain 320 uT:n suuruisen lyhyen magneettipulssin. Kenttä, jolle lepakot altistettiin, oli eri suunnassa Maan kentän kanssa.

Myös nisäkkäät suorittavat rutiininomaisia toimintojaan Maan magneettikentän suuntaisesti. Paikallisen kentän voi tarkistaa märehtijöiden avulla. Jos lehmät makaavat nurmella kaikki päät samaan suuntaan kääntyneinä, Maan magneettinen napa on siinä suunnassa ja kenttä on OK. Jos lehmät ovat asettuneet makuulle sikin sokin eri suuntiin, jotakin häikkää on silloin ilmassa. 



1 kommentti:

  1. Täällä aihetta hiukan sivuava pitkä artikkeli: https://sateileeko.wordpress.com/2017/01/01/sahkoherkkyys-uusia-tieteellisia-artikkeleita-ja-hoitosuosituksia/

    VastaaPoista