1

OKOLIŠ I ŠTETNI UTJECAJI OKOLIŠ I ŠTETNI UTJECAJI

SAOBRAĆAJASAOBRAĆAJA

Predmet: Ekologija u saobraćajuPredmet: Ekologija u saobraćaju

Internacionalni Univerzitet u Travniku

Saobraćajni fakultet

Prof.dr Krsto MijanovićMr.sc Haračić Nedžad

Travnik, 2011.

Saobraćaj i okolišSaobraćaj i okoliš

Saobraćaj i okoliš - Znanstvena disciplina koja izučava utjecaj saobraćaja na okoliš.

Najzastupljenija vozila u saobraćaju su osobna vozila 85%. Negativni utjecaji saobraćaja na okoliš su:

- zauzimanja zemljišta za izgradnju cestovne infrastrukture,

- pojava buke,

- zagađivanje tla,

- zagađivanje vode,

- zagađivanje zraka,

- pojavljuju se vibracije.

Saobraćaj: cestovni, zračni, željeznički, pomorski.

2

Vozila kao izvori onečišćenja zrakaVozila kao izvori onečišćenja zraka

Cestovna motorna vozila kao izvori onečišćenja zraka

Na temelju kemijske analize goriva ustanovljena je potrebna količina zraka od 14.7 kg za potpuno izgaranje 1kg goriva.

Odnos stvarne količine zraka potrebna za proces potpunog izgaranja naziva se faktor zraka λ.

λ>1 - postoji višak zraka u smjesi – SIROMAŠNA SMJESA λ<1 – postoji manjak zraka u smjesi – BOGATA SMJESA

3

Sastav ispušnih plinovaSastav ispušnih plinova

Sastav ispušnih plinova kod Otto motora:

Neškodljivi: dušik(N2), vodena para(H2O), kisik(O2), ugljikov dioksid(CO2).

Škodljivi: ugljikov-monoksid(CO), ugljkovodici(CH), dušikovi oksidi(NOx), olovo(Pb) i spojevi olova, sumpor dioksid(SO2).

50% CO2 sudjeluje u formiranju efekta staklenika. CO2 u saobraćaju: 82.9 % cestovni, 11.7 % zračni, 2.9 % željeznički, 2.5

% pomorski saobraćaj. Ostatak CO2 pri izgaranju – 165 g/kg, do 2008.g. – 140 g/kg, do 2012.g.

120g/kg.

EKO TEST – periodično ispitivanje ispušnih plinova OTTO motora.4

Onečišćenje zrakaOnečišćenje zraka

Do 50% onečišćenja zraka dolazi od cestovnog prometa. Maksimalna dozvoljena koncentracija CO je 50 ppm, dok je pri

mirovanju 200 ppm. Kod benzinskog motora je: 0.25 10% CO, a kod dizelskog 0.005

0.5% CO. Kad auto stoji, a radi ugljični-monoksid se povećava do 50%. Policiklički aromatski ugljikovodici (PAU). CH – karcerogeni ugljikovodici. Povećana upotreba SO2 zagađuje atmosferu (bijele kiše).

Učinci na čovjeka: bolesti (plučne, rak, itd.).

5

Redukcija ne ekoloških vozilaRedukcija ne ekoloških vozila

Dva osnovna načina redukcije ne ekoloških vozila: PODEŠAVANJA rada postojećih motora i njihovo dovođenje u ispravno

stanje. ZAMJENA postojećeg voznog parka u kojem prevladavaju BEZ-KAT

motori s novijim i ekološki prihvatljivim voznim parkom s REG-KAT. Max. dozvoljena koncentracija CO=50 ppm (ako vozimo mirnije,

motor radi MOK=200 ppm). U ispušnim plinovima Otto motora imamo 0.25% 10% CO, a kod

dizela 0.005 0.5% CO. Kod dizel motora su visokomolekularni CH-PAU - policiklički

aromatski ugljikovodici, a kod otto-motora niskomolekularni. Trendovi smanjenja emisija bez preventivne mjere: smanjenjem

potrošnje fosilnih goriva, poboljšanjem kvalitete goriva, alternativnim gorivima, tehnološkim usavršavanjem motora kao i ekonomskim poticajima.

6

HomologacijaHomologacija

Homologacija – postupak utvrđivanja sigurnosnih i ekoloških sposobnosti vozila.

Homologacija vozila – postupak provjere vozila s obzirom na bitne sklopove vozila koji direktno ili indirektno utječu na okoliš i sigurnost putnika (npr. motor, kočnice, buka, sigurnosni pojasevi, itd.).

Ukupno dosad donijeto 109 ECE pravilnika koji se odnose na područja:

aktivne sigurnosti, pasivne sigurnosti, zaštite okoliša (emisije ispušnih plinova, buka, radijske smetnje i dr.), općih uvjeta sigurnosti ( mjerenje snage motora i potrošnje goriva i

dr.).

7

Homologacijska podobnost vozilaHomologacijska podobnost vozila

Provjera homologacijske podobnosti vozila – ima za cilj da spriječi uvoz sigurnosno i ekološki nepodobnih vozila.

ECE R-15 - odnosi se na kontrolu emisije ispuha iz Otto i dizel motora osobnih i lakih teretnih vozila.

ECE R-83 - zamijenio ECE R-15, uveo strožiju kontrolu. ECE R-24 - dimnost ispušnih plinova dizel motora. ECE R-49 - odnosi se na kontrolu emisije ispuha srednjih i velikih

dizel motora za motornih vozila. ECE R-84 - emisija ispušnih plinova motornih vozila s obzirom na

mjerenje potrošnje goriva. ECE R-101 - emisija CO2 i potrošnja goriva. 

8

Smanjenje ispušnih plinovaSmanjenje ispušnih plinova

Mjere za smaljenje ispušnih plinova Otto motora:

Zahvati unutar motora: upotreba elektroničkog sustava za ubrizgavanje sistemi elektroničkog paljenja.

Zahvati izvan motora: katalizatori zagrijavanje katalizatora upuhivanje sekundarnog zraka toplinske izolacije ispušnog sustava.

9

KatalizatorKatalizator

Katalizator Vrste: redukcijski, oksidacijski, trostrukog i dvostrukog djelovanja Proces u katalizatoru se odvija u 3 faze:

Adsorpcija Kemijske reakcije Desorpcija. Trostruki katalizator je najskuplje i najbolje rješenje, a

njegova efikasnost ovisi o: bogatstvu smjese, temperaturi ispušnih plinova (200-300 ºC), o brzini starenja i zaprljanja. Uz njegovu primjenu potrebne lambda sonda tj. sonda kisika s elektronskim upravljačem radi uspješnog čišćenja štetnih tvari.

Lambda sonda nam je potrebna za podešavanje faktora zraka na stehiometrijsku vrijednost (λ=1).

10

Zagrijavanje katalizatoraZagrijavanje katalizatora

Zagrijavanje katalizatora može biti: električnim grijačem plamenikom primjenom aktivnog ugljena.

Električno zagrijavanje: izravno iz akumulatora, izravno iz alternatora.

Prednosti: brzo zagrijavanje na radnu temperaturu, nizak protupritisak, jednostavna dijagnostika, ekološki povoljno rješenje.

Nedostaci: velika potrošnja energije, povećanje cijene i mase vozila, mala trajnost akumulatora.

11

Ispušnih plinova Dizel motoraIspušnih plinova Dizel motora

Mjere za smanjenje ispušnih plinova dizel motora Dizel motori ne mogu koristiti trostruki katalizator.

Zahvati unutar motora: početak dobave, predubrizgavanje, punjenje-turbo, hlađenje usisnog zraka, povratno vođenje ispušnih plinova u motor.

Zahvati izvan motora: kemijske reakcije (termičke reakcije, katalitičke reakcije), pročišćavanje plina od čestica (pročistač).

12

Katalitičke reakcijeKatalitičke reakcije

Katalitičke reakcije: selektivna nekatalitička redukcija, selektivna katalitička redukcija, neselektivna katalička redukcija, oksidacijski katalizator, DENOX – katalizator. Oksidacijski katalizator – omogućuje oksidaciju CO i HC pri

temperaturi katalizatora iznad 170°C. DENOX - katalizator - predviđen za rad u području siromašne

smjese (λ>1) i služi za smanjenje emisija NOx preko 30%. Keramičko – monolitni pročistač, prednosti:

visok stupanj pročišćavanja temperaturna postojanost keramike relativno mali prostor zapremanja… 13

Cestovni saobraćaj i prostorCestovni saobraćaj i prostor

Cestovni saobraćaj i prostor

U gradovima saobraćajna mreža zauzima 20 50% ukupne urbane površine.

Najveću potražnju za površinom tla po prevezenoj osobi ima automobil.

Saobraćajna površina za cestovna vozila je 9.5 puta veća od tramvajskog i željezničkog saobraćaja.

Putnik u osobnom vozilu zauzima 25 do 64 puta više saobraćajne površine (u ovisnosti od brzine kretanja) od putnika koji se prevozi javnim gradskim prijevozom.

14

Cestovna vozila kao izvor bukeCestovna vozila kao izvor buke

Od svih izvora komunalne buke najveći dio (oko 50%) otpada na cestovni saobraćaj.

Dva osnovna nezavisna izvora buke potječu od pogonskog sistema i kontakta guma s kolnikom.

Izvori cestovne buke su:

buka motora, buka usisnog sistema, ispušnog sistema, buka ventilatora i buka pneumatika.

15

Izvori cestovne bukeIzvori cestovne buke

Buka motora nastaje pri djelovanju plinova na klip u cilindru motora, a ovisi o radnom volumenu motora, opterećenju i broju okretaja.

Buka usisnog sustava nastaje pri otvaranju i zatvaranju usisnih ventila. Intenzitet buke ovisi o režimu rada motora, opterećenju i broju okretaja motora, vrsti zračnog filtra i prigušivača.

Buka ispušnog sistema nastaje otvaranjem ispušnog ventila i naglim otpuštanjem plina u ispušni sistem. Važni čimbenici koji određuju ovu buku su: pritisak u cilindru motora u trenutku otvaranja ventila, brzina podizanja ventila, promjer ventila i drugi. Razina buke visi o opterećenju i broju okretaja motora.

Ventilator - njegovim radom stvara se buka kod sistema za hlađenje. Koriste se dvije vrste ventilatora: aksijalni, kod motora hlađenih vodom i centrifugalni, kod motora hlađenih zrakom.

16

Buka pneumatikaBuka pneumatika

Buka pneumatika nastaje zbog dodira pneumatika s kolnikom i ovisi od:

zastoru kolnika, konstrukciji pneumatika i brzini vožnje (povećanjem brzine za ¼ buka pneumatika se

udvostručuje). Mjerenje buke:

Pojedinačnih vozila (vozila u mirovanju i vozila u kretanju) Saobraćajnog toka.

Kod vozila u mirovanju, prema ISO preporuci, mjerenje se provodi u smjerovima koordinatnih osi na udaljenosti 7m od ruba vozila pri 75% opterećenosti motora (mikrofoni na visini 1.2m od površine tla).

Kod vozila u kretanju, mjerenje se izvodi na ravnoj tvrdoj podlozi na udaljenosti 20m između vozila ( brzina vozila < 50km/h, a stepen prijenosa ne smije se mijenjati).

17

Razina buke i utjecajni faktoriRazina buke i utjecajni faktori

Razina buke ovisi o gustoći prometa i udjelu teretnih vozila. Prosječna razina buke za pojedina vozila je, osobna vozila 70 dB, kamioni 85 90 dB, tramvaji, motorkotači i vlakovi 90, zrakoplovi 110 140dB.

Buka ovisi i o načinu pogona (stepen prenosa mjenjača, broj okretaja motora, brzina, ubrzanje), o lokalnim i vremenskim uvjetima, o razmaku promatrača i saobraćajnice.

Faktori koji utječu na razinu buke u okolini saobraćajnice dijele se na: urbanističke, građevinske, tehničke, saobraćajne, psihološke.

Faktori saobraćajnog toka koji utječu na razinu buke su: PROTOK – 2000 vozila/h proizvodi dvostruko veću razinu buke od 200

vozila/h. BRZINA – tok koji se kreće prosječnom brzinom od 105 km/h proizvodi

dvostruko veću razinu buke nego tok koji se kreće 50 km/h. STRUKTURA – jedno teško teretno vozilo koje se kreće brzinom 90

km/h proizvodi razinu buke kao 28 osobnih vozila.18

Utjecaj buke na zdravlje ljudi Utjecaj buke na zdravlje ljudi

Buka negativno utječe na zdravlje čovjeka i njeno djelovanje može se podijeliti na:

djelovanje buke saobraćajnog toka na okolinu i djelovanje buke unutar vozila na vozača i putnike.

S medicinskog stajališta, štetno djelovanje buke na ljude može biti: auralno (izravno na organ sluha) i ekstraauralno (djelovanje buke na ostale organe i cijeli organizam).

Ekstraauralno djelovanje je djelovanje buke na sve organe i na cijeli organizam koje utječe na neurovegetativni sistem, izaziva poremećaje rada pojedinih organa i endokrilnog sistema, izaziva osjećaj straha, povećava napetost. Buka do 50 dB prekida san, do 60 dB izaziva slabije psihološke učinke, od 60 do 90 dB izaziva ozbiljnije psihološke i neurovegetativne smetnje, rast krvnog pritiska, ubrzano disanje, remeti regulaciju šećera u krvi, povećava broj crvenih krvnih zrnaca; buka iznad 90 dB izaziva oštećenje sluha a iznad 120 dB akutno oštećenje sluha i izaziva bol.

19

Mjere za smanjenje bukeMjere za smanjenje buke

Mjere za smanjenje buke na vozilu provode se na: izvoru buke, na prijenosu buke (prigušnim aluminijskim poklopcem), na prijamniku buke(upotrebom panelnih ploča).

Kod motora na izvor buke može se utjecati: upravljanjem procesom izgaranja, smanjenjem buke konstrukcije motora, smanjenjem buke pomoću oklopa oko motora.

Mjere za smanjenje buke izvan vozila o kojima se mora voditi računa pri planiranju sastoje se od:

uzdužnog nagiba ne većeg od 3%, jer kod uzdužnog nagiba od 4-6% povećava se zvučna razina za 3dB,

odabira odgovarajuće brzine, odgovarajuće brzine jer pri brzini od 90 km/h povećava se buka za 3dB,

pažljivog lociranja križanja i prijelaza, vođenjem saobraćajnice (u tunelu smanjuje se buka za 20dB), gradnjom prirodnih zvučnih barijera u obliku zidova, zaštitnih nasipa i

pošumljenim pojasevima.20