STUDII I CERCETRI PRIVIND POLUAREA FONIC N TRANSPORTURI

Andrei Octavian TRITEAN, Mariana ARGHIR

RESEARCH AND DEVELOPMENTS ON NOISE

POLLUATION IN THE TRANSPORTS

The document shows the importance of reducing noise pollution from transport and to identify the factors underlying pollution. There are applied to Cluj-Napoca municipality because it is one of the busiest cities from Romania

Cuvinte cheie: zgomot, frecven, intensitate sonor, poluare sonor

1. Noiuni generale

Zgomotul produs de echipamentul utilizat n exterior, n

principal n construcii i lucrri publice este o parte important a zgomotului unei comuniti, cunoscut drept zgomot de mediu, zgomot rezidenial sau zgomot intern. Alte surse de zgomot exterior sunt reprezentate de traficul rutier, feroviar i aerian, industrii i vecintate i mai exist, de asemenea, zgomotul interior. Multe ri au reglementri privind zgomotul exterior comunitar, dar foarte puine au reglementri privind zgomotul interior, n special datorit lipsei de metode de a-l defini i msura i, de asemenea, dificultii de a-l controla. Chiar i n rile dezvoltate, monitorizarea conformrii i aplicarea reglementrilor de zgomot sunt slabe pentru niveluri reduse de zgomot urban.

n UE circa 40 % din populaie este expus zgomotului traficului rutier la un nivel de presiune sonor depind 55 dBA n timpul zilei i 20 % la niveluri depind 65 dBA. n Romnia acest

289

procentaj este mai redus datorit unei intensiti mai mici n timpul nopii i faptului c un mare procentaj din populaie (45 %) locuiete n zone rurale, unde traficul rutier este foarte redus. Zgomotul are asupra organismului uman o serie de efecte patologice. Numeroase observaii clinice i-au determinat pe specialiti s afirme c exist o boal a zgomotului. Zgomotul influeneaz negativ sntatea omului, afectnd n primul rnd sistemele nervos i auditiv [1].

2. Consideraii asupra sunetului

Oscilaiile acustice care iau natere n timpul funcionrii mainilor i agregatelor pot constitui factori nocivi pentru organismul uman. Perceperea lor de ctre organismul uman, prin organul auditiv, oscilaiile acustice se clasific n:

- infrasunete, cu frecvena sub 16 Hz; - sunete, cu frecvena cuprins intre 16 i 16.000 Hz; - ultrasunete, cu frecvena peste 16.000 Hz [2]. n mediul industrial, infrasunetele, sunetele i ultrasunetele se

suprapun att n ceea ce privete componena spectrului oscilaiilor generate de maini i utilaje, ct i n privina aciunii lor asupra organismului lucrtorului.

Sunetul reprezint o vibraie a particulelor unui mediu capabil s produc o senzaie auditiv. Sunetul se propag sub form de unde elastice numai n substane (aer, lichide i solide) i nu se propag n vid. n aer, viteza de propagare este de 340 m/s.

Ca orice unde elastice, sunetele se caracterizeaz prin frecven, definit ca numr de oscilaii complete dintr-o unitate de timp. Se msoar n Hertz, 1 Hz fiind o perioad/s (perioad fiind timpul, n secunde, n care are loc o oscilaie complet).

Urechea uman percepe sunetele cu frecvene de la 16 Hz (sau 20 Hz) (sunetele joase) la 20 000 Hz (sau 16 000 Hz) (sunetele nalte). Sunetele sub 16 Hz se denumesc infrasunete sau trepidaii, iar cele peste 20000 Hz ultrasunete. Sensibilitatea maxim a urechii umane este pentru domeniul 2000 5000 Hz.

Sunetele se pot caracteriza i prin presiunea acustic, msurat n Pa (Pascal, 1 Pa = 1 N/m2).

Belul este o unitate de msur logaritmic a raportului dintre dou intensiti sonore sau electromagnetice (belul este un omagiu adus n 1925 lui Graham Bell, pionerul telefonului). Pentru sunete intense se lucreaz cu valori foarte mari i de aceea s-a adoptat o alt unitate, decibel (dB). Cnd dB se refer la auz, se folosete notaia

290

dB(A). Este o unitate de msur relativ, avnd ca baz logaritmul raportului ntre intensitatea zgomotului dat i intensitatea de referin, stabilit convenional ca fiind presiunea vibraiilor sonore de 0,0002 dyne/cm i care a fost considerat ca limita inferioar a sunetelor audibile de ctre om. innd seama de scara logaritmic, nseamn c sunetele cu intensitatea de 10, 20, 30 dB reprezint depirea de 10, 100, 1000 ori a pragului inferior al intensitii acustice a sunetului.

Pentru intensitatea auditiv a sunetelor se mai utilizeaz ca unitate de msur fonul (egal cu tria unui sunet a crui intensitate auditiv este cu 1,26 ori mai mare dect pragul auditiv inferior) Aparatele cu care se msoar intensitatea sunetului n foni se numesc fonometre. Omul percepe sunete cu o frecven ntre 16 i 20 000 vibraii pe secund i cu o intensitate ntre 0 i 120 dB.

Zgomotul se definete ca fiind o suprapunere dezordonat a sunetelor de frecvene i intensiti diferite care produc o senzaie dezagreabil i agresiv. Apare ca o consecin a activitii industriale a omului, a activitii de transport n urma creia unde mecanice, reprezentate de trepidaii, sunete, infrasunete i vibraii ultrasonore au o aciune duntoare asupra sntii omului.

Parametrii principali considerai n analiza aciunii zgomotului sunt: intensitatea, frecvena, modul de aciune, durata aciunii zgomotului, durata activitii n mediul zgomotos. Propagarea sunetelor este influenat de: sursa de zgomot, atmosfera, distana, obstacolele ntlnite.

Intensitatea sonor: energia purtat de sunet i se msoar n decibeli. Intensitatea sonor a unei oapte este de aproximativ 15 dB, murmurul produs de o clas de elevi este de 50 dB, zgomotul unei strzi aglomerate este de aproximativ 90 dB. Sunetele de peste 90 dB pot fi deja insuportabile. Un zgomot de o intensitate de 140 dB produs de exemplu de un avion cu reacie n timpul decolrii este aproape dureros i poate afecta timpanul. Cel mai comun efect al zgomotului este afectarea echilibrului neurovegetativ, care se poate produce la intensiti de circa 60 dB. Practic, se consider c limita de suportabilitate la zgomot pentru om este de 65 decibeli. Tabelul 1 prezint intensitatea sunetelor unor activiti uzuale.

3. Surse de zgomot

Marea majoritate a activitilor omeneti este generatoare de

zgomote. Poluarea sonor poate fi generat de surse naturale i surse artificial:

291

Tabelul 1 Prag auditiv 0 dB Sunetele naturii 10 dB Bibliotec 20 dB Conversaie 40 dB Zgomot ntr-un birou

5060 dB

Aspirator 70 dB Zgomotul trenului 80 dB Autocamion 90 dB Ciocan pneumatic 100 dB Motociclet n demaraj

110 dB

Orchestr de jazz modern

112 dB

Motorul pornit al avionului cu reacie

120 dB

Avion cu reacie, la decolare

130 dB

Pragul dureros >140 dB

Sursele naturale de zgomot sunt erupiile vulcanice,

cutremurele, alunecrile de teren, vuietul unei cascade etc. Sursele artificiale de zgomot pot fi surse generatoare de zgomot n mediul ambiant: zgomotul utilajelor industriale i agricole, sunetul sirenelor, soneriile, claxoanele, zgomotul produs de traficul auto sau aerian.

Sursele artificiale de zgomot mai pot fi clasificate n dou mari categorii:

- zgomotele produse de transport (rutiere, feroviare, aeriene); - zgomotele de vecintate (stabilimente industriale, antiere,

activiti domestice i de petrecere a timpului liber etc.). Zgomotul poate aprea fie la micarea de translaie, fie la

micarea de rotaie a dou corpuri, intensitatea sunetului rezultat fiind dat de coeficientul de frecare i de reaciunile normale dintre corpurile n contact. Astfel, cu ct suprafeele corpurilor sunt mai rugoase, cu asperiti pronunate cu att intensitatea zgomotului produs este mai mare. n urma frecrii, corpul vibreaz pe frecvenele sale proprii care vor determina spectrul zgomotului generat, acesta fiind influenat i de amortizarea intern a vibraiilor corpurilor n trecere. Exemplu: rularea

Fig. 1 Intensitatea sunetului

292

roilor pe ine, prelucrarea pieselor la raboteze, rotirea axelor n lagre genereaz zgomot prin frecare.

3.1 Surse de zgomot n aglomerrile urbane

A. Traficul rutier este principala component a zgomotului din orae. Pe parcursul unei zile se nregistreaz trei maxime ale nivelului de zgomot, la orele 6-7, 12 i 18-19.

Mainile rcite cu aer, de puteri mari, motocicletele, motoretele i scuterele produc cele mai mari zgomote (tabelul 2 - Nivelele de zgomot la cteva vehicule). O main Dacia 1300 produce 72 dB n regim, iar la frnare i demarare rapid 92 97 dB. Frnarea i demararea sunt cele mai zgomotoase la toate tipurile de autoturisme. Motoarele Diesel sunt cele mai poluante sonic.

Tabelul 2 Vehicul Nivele de zgomot, dB(A) Motociclete 75 92 Vehicule grele 75 88 Autoturisme 46 86 Biciclete 60

Pietonii percep componentele nalte de zgomot, iar pasagerii

autoturismelor percep componentele de frecven joas i ultrasunete de aproximativ 10 Hz, componente ce pot avea efecte nefavorabile, inclusiv asupra oferului. Motorul, prin oscilaii i vibraii produce infrasunete de 0,510 Hz i respectiv 1117 Hz; asiul produce zgomote de 2540 Hz; deformaiile unor piese produc zgomote cu 50-150 Hz. Pentru reducerea zgomotelor, la autoturisme se utilizeaz atenuatoare i filtre, la evacuarea gazelor de eapament. Acestea transform energia acustic n energie caloric. Atenuatoarele conin elemente:

- active, din material fonoabsorbant; - reactive, n care caz gazele trec prin camere de destindere

i ngustare, coninnd ecrane (filtre); - combinate. Constructiv, atenuatoarele de zgomot pot fi: cu o camer; cu

dou camere; lamelare i celulare. La motociclete s-au fcut modificri constructive la motor, cutia de viteze, folosindu-se atenuatoare de zgomot, materiale fonoizolante etc. La tramvaie se folosesc amortizoare de cauciuc, bandaje de cauciuc pe calea de rulare, amortizoare de vibraii, inele antizgomot la roi, motorul dispus longitudinal etc.

293

La metrou, calea de rulare se realizeaz prin grinzi de beton armat, metal sau lemn de esen tare, curbele trebuie s fie cu raz mare, la postament i la in se pot folosi amortizoare, tunelul se acoper cu material fonoizolant, n vagoane se reduc zgomotele prin msuri constructive, prin natura materialelor de construcie etc.

B. Traficul feroviar produce zgomote de 110 115 dB, la viteze de 110 120 km/h. Pentru reducerea zgomotelor trebuie att modificri constructive, ct i de organizare a traficului.

Dintre msurile constructive se pot enumera: izolarea acustic a vagoanelor de cltori i locomotivelor, folosirea atenuatoarelor de zgomot, a frnelor cu disc etc. n organizarea traficului, se pot utiliza centralizarea comenzilor macazelor, eliminarea joantelor, folosirea de garnituri de cauciuc ntre talpa inei i travers, stabilirea unei zone de protecie de 400 500 m de la in, la localiti .a. Se apreciaz c msurile posibile de diminuarea zgomotelor, n special la locomotivele Diesel sunt insuficiente, poluarea fonic fiind de mare intensitate.

C. Traficul aerian produce zgomote de la motoare, elice, micarea aerului. La avioanele subsonice (cu viteza sub 340 m/s) se aude zgomotul avionului crescnd n intensitate la apropiere i apoi scznd n intensitate, la deprtare. La avioanele supersonice (cu vitez peste 340 m/s) se produce o und de oc, cu suprafa conic, deoarece sunetul se propag cu o vitez inferioar (340 m/s). La sol, omul percepe un zgomot foarte puternic, ca un tunet, numit bang sonor. Bangul afecteaz cldirile, producnd uneori chiar fisurarea pereilor, spargerea geamurilor, iar pentru oameni acioneaz ca efect surpriz.

4. Absorbia energiei sonore Cnd n calea undelor sonore nu este interpus nici un obstacol,

de o alt natur dect mediul de propagare, nu intervine nici un fel fenomen special care s perturbe propagarea continu a acestor unde. n acest caz exist numai unde progresive. Dac undele ntlnesc un obstacol de alt natur, prin care pot trece total, parial sau deloc, la suprafaa de separare a celor doua medii (mediul iniial i mediul obstacol) se produce fie o reflexie (ntreaga energie acustic transportat de unde, se reflect, ntoarce n mediul n care se afl sursa), fie o refracie (ntreaga energie acustic incident trece de al doilea mediu, undele continundu-i propagarea n acesta). Se pot ntmpla simultan i ambele fenomene, cu modificri ale direciei de propagare i a caracteristicilor energetice.

Gradul de reflexie i transmisie a undelor sonore care trec dintr-un mediu n altul se cuantific prin anumii coeficieni:

294

- coeficientul de reflexive sonor, r; - coeficientul de transmisie sonor, tr. Pentru diferite materiale, coeficientul de absorbie are valorile

tabelul 3: Tabelul 3

0,45 pentru beton 0,02 pentru sticl 0,05-0,1 pentru lemn 1 pentru fereastra deschis

5. Poluarea sonor specific judeului Cluj

Aglomerrile urbane sunt cele mai expuse polurii sonore i cu vibraii. Aceste tipuri de poluare au o influen negativ asupra populaiei.

n anul 2004 populaia urban a judeului CLUJ era de 455,767 locuitori, iar n 2005 era de 465,506 locuitori, nregistrnd o urcare cu 0,97 %, ceea ce confirm datele de specialitate privind creterea natalitii, precum i emigrarea populaiei din exterior in Cluj, acest ora fiind un mar ntruce universitar.

Nivelul de zgomot maxim admis pe timpul zilei (ntre orele 6,00 - 22,00), conform STAS 10009-88, Acustic urban i conform Ordinului 536/iulie 1997, al Ministrului Sntii este: - strzi cu trafic intens: 70 dB; - strzi cu trafic mediu: 65 dB; - strzi cu trafic redus (zone rezideniale): 60 dB, iar pe timpul nopii, valorile trebuie s fie cu minim 10 dB mai mici. Toate valorile au fost msurate la 2 m distan de faada cldirilor.

6. Concluzii Reducerea polurii sonore este esenial i necesit un efort i o rbdare incredibil.

Managementul unui ora modern trebuie s minimizeze zgomotul pentru a asigura calitatea vieii locuitorilor, vizitatorilor sau al celor care lucreaz n el.

Prioritile pentru zgomot pot fi integrate cu aciunile pentru sigurana rutier, calitatea aerului, culoarul autobuzelor, pista pentru bicicliti, trotuarele i alte mbuntiri. Metodele de combatere constau n a cuta modaliti mai eficiente de a reduce zgomotul la surs, n timp ce se folosesc planurile

295

urbanistice zonale, proiectarea cldirilor, managementul traficului i alte modaliti de a minimiza expunerea la zgomot i obinerea unor peisaje sonore mbuntite.

Fig. 4 Aglomerare urban n Piaa Cipariu Cluj-Napoca

BIBLIOGRAFIE

[1] Arghir, M., Ispas, V., Crciun, F., Stoian, I., Blaga, F., Borzan, C., Deliu, Gh., Monitorizarea zgomotului traficului rutier, Editura didactic i pedagogic, Bucureti, 2008, 644 pag. A4, ISBN 978-973-30-2314-2. [2] Brndeu, L., Toader, M., Bacria, V., Herisanu, N., tefan, C., Cojocaru, M., Unele soluii de diminuare a polurii cu vibraii i zgomote n mediul de viaa, A XII-a Conferin cu participare internaional Instalaii pentru construcii i confortul ambiental, Timioara, 10-11 aprilie 2003, pag. 105-112. [3] http://www.scritube.com/timp-liber/muzica/Sunetul222231118.php

Drd.Ing. Andrei Octavian TRITEAN Prof.Dr.Ing. Mariana ARGHIR,

Mecanic i Programare, Facultatea de Construcii de Maini, Universitatea Tehnic din Cluj-Napoca,

e-mail: andrei_tritean@yahoo.com, mariananaarghir@yahoo.com, telefon: 0264 401759, 0264 401657

membri AGIR

296

http://www.scritube.com/timp-liber/muzica/Sunetul222231118.phpmailto:@yahoo.commailto:mariananaarghir@yahoo.com