Välkkyvä (meille) näkymätön vihollinen

Välkyntä: mitä se on ja miksi sillä on merkitystä

Keinovalo on olennainen osa nykyelämää. Samalla tieteessä kiinnitetään yhä enemmän huomiota keinovalon vähemmän näkyvään mutta kuormittavaan piirteeseen: välkyntään. Välkyntää esiintyy erityisesti sähköisissä valonlähteissä, kuten LED-lampuissa, ja vaikka sitä ei tietoisesti havaittaisi, se voi vaikuttaa ihmisen näköjärjestelmään ja neurologiseen järjestelmään.

Mitä välkyntä on?

Välkyntä tarkoittaa valon voimakkuuden nopeita, jaksottaisia vaihteluita ajan kuluessa. Vaihtelut ilmaistaan yleensä taajuutena (hertseinä, Hz) ja modulaatiosyvyytenä (asteena, jolla valo vaihtelee vähimmäis- ja enimmäisvoimakkuuden välillä). Lyhyesti sanottuna: valo syttyy ja sammuu yhden sekunnin aikana todella monta kertaa.

Vaikka jotkin välkyntätavat ovat näkyviä (esimerkiksi viallisissa lampuissa), suuri osa välkynnästä tapahtuu ihmisen silmän tietoisen havaitsemiskynnyksen ylittävillä taajuuksilla. Tätä kutsutaan näkymättömäksi välkynnäksi. Tieteelliset tutkimukset osoittavat, että näköjärjestelmä käsittelee näkymätöntäkin välkyntää (Wilkins et al., 1989; IEEE, 2015).

Miksi välkyntää syntyy?

Välkyntä syntyy pääasiassa siitä, miten sähkövirta muunnetaan valoksi. Monissa nykyaikaisissa valonlähteissä, erityisesti LED-valaistuksessa, tarvitaan elektroninen ohjain vaihtovirran (AC) muuttamiseksi tasavirraksi (DC).

Heikompilaatuisissa ohjaimissa:

• virtaa ei vakauteta täysin;

• valon voimakkuus seuraa vaihtovirran taajuutta (yleensä 50 tai 60 Hz);

• valon voimakkuudessa syntyy nopeita vaihteluita.

Tämä aiheuttaa välkyntää, jonka taajuus on usein 100–120 Hz tai enemmän (IEEE, 2015). Mitä suurempi modulaatiosyvyys on, sitä suurempi mahdollinen kuormitus kohdistuu näköjärjestelmään.

Miksi välkyntä voi kuormittaa?

Ihmisen näköjärjestelmä ei ole passiivinen. Vaikka välkyntää ei tietoisesti havaittaisi, verkkokalvo ja näköaivokuori reagoivat valon ajallisiin muutoksiin (Roberts & Wilkins, 2013).

Tieteelliset tutkimukset osoittavat, että välkyntä voi lisätä hermoston aktiivisuutta ja aiheuttaa visuaalista kuormitusta, koska aivot joutuvat jatkuvasti kompensoimaan valon syötteen epävakautta (Wilkins et al., 2010). Vaikutus voi voimistua pitkäaikaisessa altistuksessa, kuten työskenneltäessä tai rentouduttaessa keinovalossa iltaisin.

Tieteellisesti raportoidut oireet

Tutkimuksissa välkyntä on yhdistetty useisiin oireisiin, mutta sen ei ole todettu tarkoittavan sairautta tai pysyvää haittaa. Johdonmukaisimmin raportoidut vaikutukset ovat:

• Päänsärky ja migreenin kaltaiset oireet
  Useat tutkimukset osoittavat yhteyden valon välkkymisen ja päänsäryn ilmaantumisen tai pahenemisen välillä, erityisesti visuaalisille ärsykkeille herkillä henkilöillä (Wilkins et al., 1989; Noseda & Burstein, 2011).

• Silmien väsyminen (astenopia)
  Välkyntä voi lisätä silmien visuaalista väsymistä mukauttamis- ja silmänliikejärjestelmään kohdistuvan suuremman rasituksen vuoksi (Sheedy et al., 2003).

• Keskittymisvaikeudet ja henkinen väsymys
  Tutkimukset viittaavat siihen, että epävakaa valo voi lisätä kognitiivista kuormitusta, mikä voi johtaa nopeampaan henkiseen väsymiseen ja heikentyneeseen tehtäväsuoriutumiseen (Veitch & McColl, 1995).

• Lisääntynyt herkkyys neurologisesti herkissä ryhmissä
  Migreenistä tai valoherkkyydestä kärsivät henkilöt reagoivat todistetusti voimakkaammin valon ajalliseen modulaatioon, jopa tietoisen havaitsemisen ylittävillä taajuuksilla (Wilkins et al., 2010).

On tärkeää huomata, että nämä vaikutukset ovat tilannesidonnaisia ja vaihtelevat yksilön, voimakkuuden, taajuuden ja altistuksen keston mukaan.

Välkyntä iltaisin

Iltaisin välkyntä voi olla erityisen merkityksellistä. Näköjärjestelmä on tällöin vaiheessa, jossa keho valmistautuu lepoon. Sekä sinistä valoa että välkyntää sisältävä keinovalo voi siksi tuntua erityisen kuormittavalta väristä tai voimakkuudesta riippumatta (Chang et al., 2015).

Vaikka sininen valo suodatettaisiin visuaalisesti (esimerkiksi laseilla), välkyntä säilyy, jos valonlähde itsessään on epävakaa. Tämä selittää, miksi jotkut kokevat edelleen oireita (väärän) keinovalon alla visuaalisesta suojauksesta huolimatta.

Punainen valo ja välkyntä

Punaista valoa käytetään usein ilta-ympäristöissä, koska se ei sisällä sinistä valoa ja vaikuttaa vähemmän vuorokausirytmiin. Myös punaisen valon lähteet voivat kuitenkin välkkyä käytetystä elektroniikasta riippuen.

Alinan punavalolampuissa käytetään vakaasti tasavirralla ohjattuja ohjaimia, jotka pitävät valon voimakkuuden tasaisena. Näin valon voimakkuus pysyy jatkuvana ja merkitykselliset ajalliset vaihtelut jäävät pois.

Alinan punavalolamput on suunniteltu korkealaatuisella ohjaimella, joka vakauttaa virran ja siten estää välkynnän merkityksellisellä taajuusalueella. Tämä edistää rauhallisempaa valaistusympäristöä iltaisin ilman visuaalista kuormitusta, jota epävakaat keinovalon lähteet voivat aiheuttaa.

Yhteenveto

Välkyntä on usein aliarvioitu keinovalon piirre, joka johtuu valonlähteiden sähköisistä ja elektronisista ominaisuuksista. Tieteelliset tutkimukset osoittavat, että myös näkymätön välkyntä voi vaikuttaa näköjärjestelmään ja neurologiseen järjestelmään ja aiheuttaa mahdollisesti oireita, kuten päänsärkyä, silmien väsymistä ja henkistä kuormitusta.

Välkynnän vähentäminen erityisesti iltaisin voi edistää rauhallisempaa visuaalista ympäristöä. Värin ja voimakkuuden lisäksi valon vakaus on siksi tärkeä, mutta usein huomiotta jäävä, vastuullisen valaistuksen osa.