מתמודדים עם הרעש

כשסיימון וגרפונקל כתבו את השיר הידוע 'The Sound Of Silence', הם בוודאי לא חשבו על רכבים חשמליים. כסיימון כתב את השיר בשנת 1964, אף אחד לא העלה בדעתו שאחרי פחות מ-60 שנים זאת תהיה המציאות. מנוע הדיזל אומנם הומצא בשנת 1892, אך השימוש בו בכלי רכב מסחריים החל ב-1922 בטרקטורים, ובשנת 1923 במשאיות.

בשנת 1964, כשנכתב השיר המפורסם, מנועי הדיזל היו מזהמים ורועשים מאוד. בימים אלה, כשמנוע הדיזל חוגג 100 שנות פעילות בענף המשאיות, כבר רואים את התחלת הסוף. המנועים החשמליים יעילים יותר, בעלי אפס פליטה מקומית, ושקטים הרבה יותר.

רעש תנועה הוא אחת הבעיות הסביבתיות הנפוצות ביותר באיחוד האירופי. רעש מפריע לפעילות היומית בבית הספר, בעבודה, בבית ובשעות הפנאי. הוא גורם הפרעות שינה, נזקי שמיעה ואפילו מחלות לב וכלי דם.

מחקרים גילו, כי חמישים אלף מקרי מוות וקרוב לרבע מיליון מקרים של מחלות לב וכלי דם מדי שנה באירופה קשורים לרעש תנועה. לראשונה נקשר רעש גם לסיכון מוגבר לשבץ מוחי. בדנמרק, 5% ממקרי השבץ קשורים לרעש תנועה. בשורה התחתונה, מפגעי הרעש יוצרים נטל כלכלי כבד גם על מערכת הבריאות.

מנתוני ארגון הבריאות העולמי עולה שרעש סביבתי הוא המפגע השני בחומרתו מבחינת עלויות. רק זיהום אוויר גורם מפגעים מממשיים יותר. תקני יורו בתחום זיהום האוויר החמירו במרוצת השנים, ואילו תקני הרעש לרכבים עודכנו רק פעם אחת ב-30 השנים האחרונות והשפיעו מעט על רמות הרעש צמוד לכבישים.

הסטנדרטים משתפרים כבר מזמן, אך הרגולציה צועדת מאחור ואינה מצליחה לספק הפחתה ברמות הרעש מכלי רכב. תיקונים שהוצעו בתעשיית הרכב מחלישים במידה רבה את ההצעות של הנציבות האירופית. עם תוכנית הפעולה לאיכות הסביבה של האיחוד האירופי והוראת הרעש הסביבתי של האיחוד, הפרלמנט האירופי והמדינות החברות הסכימו להפחית את הרעש. יישום יעיל יותר של תקני רעש מכלי רכב יספק הזדמנות ממשית לשפר את הבריאות ואיכות החיים של אזרחי האיחוד האירופי.

למרות התנועה המוגברת, מגבלות פליטת הרעש של האיחוד האירופי לא השתנו בעשור האחרון. מאחר שיותר אנשים מושפעים מרעשי תנועה, הנציבות האירופית הציעה להפחית את הרעש שמייצרים מכוניות נוסעים, רכבים מסחריים קלים, אוטובוסים, משאיות קלות, רכבות ומשאיות. הרגולציה האחרונה הושקה באפריל 2014 וסייעה להפחתת רמת הרעש ב-25%. התקנות הקודמות לכך נכנסו לתוקף בשנת 1995, לפיכך הן שרדו שני עשורים כמעט ללא שינוי.

השינוי של 2014

לפני עשור הוצגה שיטת בדיקה חדשה, המשקפת טוב יותר את ההתנהגות בנהיגה. שיטה זו, שפותחה על ידי הנציבות הכלכלית לאירופה של האו"ם (UNECE), כבר שימשה באיחוד האירופי למטרות ניטור עוד לפני שנכנסה לתוקף החקיקה הרשמית.

כמו כן בעבור מכוניות נוסעים, אוטובוסים ומשאיות קלות, הורדו ערכי הגבול בשני שלבים של שני דציבלים dB(A) כל אחד. בעבור רכבים כבדים, ההפחתה הייתה דציבל אחד dB(A) בשלב הראשון ושני דציבלים בשלב השני. הצעד הראשון נכנס לתוקף רק 7 שנים לאחר תאריך הפרסום של הצעת התקן. השלב נכנס לתוקף לאחר 4 שנים.

תקנות והוראות לגבי פליטת קול נוספת (ASEP) נכללו בהליך אישור מיוחד, ונקבעו בעבור סוגי רכב מסוימים. ל-ASEP דרישות מניעה שנועדו לכסות את תנאי הנהיגה בתנועה אמיתית, כלומר מעבר לשיטה קונבנציונלית של בדיקת הרעש. אמצעי זה נועד להבטיח שרעש שרכב מייצר בתנאי נסיעה אמיתיים לא יהיה שונה מהותית מהרעש שהוא מייצר בעת בדיקה.

מחוקקי התקנות הוציאו נספח לגבי עוצמת רעש מינימלית. הכוונה למערכות יצירת קול שנועדו לגרום למשתמשי הדרך לשמוע רכבים חשמליים והיברידיים שמתקרבים אליהם. דרישות אלו נועדו להבטיח שרק התקני יצירת קול נאותים יותקנו בכלי הרכב.

לבסוף, כדי לטפח תחרות, הוכנסו כמה דרישות לגבי סימון רעש. היצרנים נדרשו להבטיח שרמת עוצמת הרעש של כל רכב תוצג במהלך מכירתו.

שיפורים ללא תקינה

טכנולוגיית ייצור הצמיגים עברה שיפור ממשי בשנים האחרונות, כולל שיפורים של ממש בעוצמת הרעש שיוצר הצמיג בעת מגע עם הכביש.

רעש משאית הוערך באופן מסורתי על ידי שני הליכי בדיקה, שניהם באמצעות מדידות דציבלים בפועל, בדרך כלל בחוץ, על רקע שקט למדי ובתנאי מזג אוויר רגועים.

ההליך הראשון, המכונה "מעבר הפעלה" (power-on pass-by), פועל במהירות קבועה של כביש מהיר, תוך שימת דגש בפליטה, במאוורר קירור, ברעשי טורבו וברעש קשור שנוצר על ידי מערכת ההנעה העובדת בעומס של מומנט על קרקע ישרה. ההליך השני, המכונה "קוסט-בי" (coast-by), מודד בעיקר צמיגים ורעש אווירי בזמן שהמשאית עוברת ליד מיקרופונים במצב חוף (במצב נסיעה ניטרלי).

רמות הקול שיצרו כמעט כל רכיבי הרעש העיקריים של משאיות הופחתו בשני העשורים האחרונים. מגדשי טורבו והתקנים אחרים לטיפול לאחר פליטה, וכן טכנולוגיית מאוורר קירור, הם שתרמו לחלק הגדול ביותר של הפחתה זו. ההתקדמות האווירודינמית תרמה אף היא רבות ליעילות דלק משופרת, ובו בזמן הפחיתה את רמות הרעש הכוללות. לאחרונה, עיצובי תא הנהג, בידוד, התקדמות במושבים ובמתלי שיכוך, הוסיפו להפחתת הרעש, כפי שנתפס על ידי הנהגים.

כדי להפחית את רעשי הצמיגים, המפתחים נעזרו בתוכנות CAD המסייעות לחזות רמות קול במגוון של סוגי עומסים, תנאי מהירות ומשטחי כביש. בחלק מהמקרים הצמיגים הרדיאליים המודרניים מייצרים פחות רעש ממה שהיו מייצרים לו נסעו על משטח חלק לחלוטין.

מתכנני צמיגים נדרשים לשקול בעבודתם את הסוג ומאפייני ההזדקנות של משטחי הדריכה של הצמיג לצורך יצירת עוצמת רעש נמוכה. הבדיקה כוללת בחינה מדוקדקת של דפוסי הדריכה של סוליית הצמיג על הכביש, וכן שימוש בתרכובות גומי. דפוסי הדריכה של צמיגים המשמשים במערכת ההינע (צמיגים אחוריים), נוטים ליצור רעש חזק יותר מצמיגים המשמשים במערכת ההיגוי או צמיגים שאינם מניעים.

גם נסיעה בסוגים שונים של משטחים משפיעה על עוצמת הרעש. נסיעה על משטחי בטון מייצרת בדרך כלל רעש צמיגים מעט חזק יותר מאשר נסיעה על משטחי אספלט. גם כאן הטכנולוגיה מתקדמת. יש הבדל מהותי בין נסיעה על משטחי בטון שנוצקו בדרך הרגילה לבין בטון מלוטש היטב. יש גם הבדל מהותי בעוצמת הרעש בין נסיעה על אספלט רגיל לבין נסיעה דומה על 'אספלט שקט'.

מעניין שמשטחי בטון נוטים להשתפר מעט בעבור יעילות הדלק (התנגדות לגלגול של הצמיגים) לעומת אספלט, אם כי הבדל זה מושפע גם מהשכבה התחתית של מצע הכביש.

חלק מהעדיפויות הנוכחיות בתעשייה עשויות להשפיע על רעשי הצמיגים העתידיים. לדוגמה, עומקי הדריכה של צמיגי ציר ההנעה וההיגוי עשויים להיות מופחתים כדי לשפר את תצרוכת הדלק. כאן הכול מבוסס על מחקר השוואתי, בשאיפה להפחתת התנגדות הגלגול.

רעש ממשאיות מאן - חשמליות ודיזל

חטיבת המשאיות של מאן משתתפת ב"מחקר ניידות על לוגיסטיקה מופחתת רעש" שנעשה על ידי מכון פראונהופר לזרימת חומרים ולוגיסטיקה IML ובחסות המשרד לאיכות הסביבה, שימור הטבע והתחבורה של מדינת נורדריין-וסטפאליה בגרמניה. המחקר נועד לפיתוח תקנים למדידת פליטת רעש בפעולות התובלה והשינוע הלוגיסטי.

עוצמות הרעש 'בעולם האמיתי' נמדדות תמיד על ידי יצרני הרכב. במאן בחרו לבצע זאת כבר במסגרת תהליכי התכנון של המשאית, עוד בטרם יוצרה, ולהשוות את עוצמת הרעש בין המשאית החשמלית לבין משאית מקבילה של החברה, שבקרבה פועם מנוע דיזל. ההכנות האלו נעשו לקראת המסירות הראשונות של דגמי eTruck ללקוחות השנה.

הנתונים במחקר נאספו במדידות במסלול המבחן של מאן במינכן. שני הדגמים שנבדקו הם eTruck ומאן TGX (קונבנציונלית) המונע בדיזל מאותה דרגת משקל. מדובר בתומכים במשקל כולל של 40 טונות. המומחים בדקו את המשאיות באותו מסלול, עם אותו ציוד מדידה. עורכי בדיקות הרעש הקימו מדי מתקנים ידניים למדידת קול, מכוילים מימין ומשמאל לכביש, כל אחד במרחק של 7.5 מטרים.

ממצאי המחקר היו מדהימים. משאיות חשמליות יוצרות - במיוחד במהירויות נמוכות - רק כחצי מעוצמת הרעש שיוצרת משאיות דיזל דומה. בהתבסס על המדידות, רמת הרעש שיוצרת המשאית החשמלית נמוכה בשישה דציבלים בערך בנסיעה במהירות יציבה של 20 קמ"ש. משאית הדיזל שנמדדה במחקר שקטה יותר בחמישה דציבלים כשהיא נוסעת במהירות של 20 קמ"ש בהשוואה לבדיקה טיפוסית.

סקאלת הדציבלים היא סקאלה לוגריתמית. כיוון שכך, לכל דציבל משמעות רבה מאוד, מעבר לחלקו היחסי בסך עוצמת הדציבלים הכוללת.

בבדיקה על פי גישת מבחני הספרות, במהירות נסיעה גבוהה יותר, ההבדל בין eTruck למשאית הדיזל המקבילה גדל ל-11 דציבלים. לפיכך eTruck רועשת בחצי ממשאית דיזל קלסית מבחינת רושם שמיעתי. במבחני עוצמת רעש בהאצה, ההבדל היה גדול יותר והגיע לפער של 12 דציבלים בין שתי המשאיות.

מיכאל וירץ, מנהל פרויקט המדידות בחברת Peutz Consult, מסביר שכדי להיות מסוגל לסווג את התפתחות הרעש של eTruck, עדיף להשוות בין המשאית החשמלית למכוניות נוסעים שמונעות בדיזל או בנזין. לדבריו, עם רמת הספק קול נמוכה [כ-49 dB(A)/m] בנסיעה במהירות 20 קמ"ש, המשאית החשמלית רועשת בדציבל אחד פחות ממכונית נוסעים [עם 48 dB(A)/m].

ד"ר כריסטוף יסברגר, מנהל אסטרטגיית מוצר במאן: "עם eTruck מאן רוצה לתרום תרומה חיובית לאנשים ולטבע. במאן עושים זאת בעיקר עם חופש מקומי מפליטות, אבל גם עם הפחתת רעש מורגשת בבירור. המדידות מלמשות שאפשר להשתמש במשאיות החשמליות גם מאוחר בערב או מוקדם בבוקר. המשמעות היא פתיחת מגוון רחב מאוד של שימושים וברמה גבוהה של גמישות ללקוחות שלנו - שימוש עד 24 שעות ביממה, שבעה ימים בשבוע, בתנאי שהמסגרת החוקית קיימת."

חשיבותם של מאמצים אלה מוכחת על ידי דרישות בידוד הרעש בהליכי אישור רבים. הולנד למשל פיתחה את תקן הגנת הרעש של PIEK. כדי לקבל הסמכה לביצוע משלוחים בלילה, המשאיות וציוד ההובלה נבדקים בבדיקה אקוסטית. אסור להם לחרוג מגבולות הדציבלים שנקבעו במרחק של 7.5 מטרים.

בגרמניה, פליטת הרעש מוערכת על פי TA Lerm (הנחיות טכניות בנושא הגנת רעש). הבעיה היא שכרגע אין סקירה כללית של השוק או מידע סטנדרטי על פליטת רעש מכלי רכב מסחריים בעלי מנועים חלופיים המשמשים בענף השינוע הלוגיסטי. כיוון שכך, צריך למצוא פתרונות כגון תעודת PIEK שחברות יכולות להשתמש בה לצורך ההערכת התוצאות.

כמו כן אין ערכי אוריינטציה לקבלת אישורי תובלה חדשים למשלוחים בלילה או בשעות הבוקר המוקדמות. חסרים מידע ורגולציה, וגם ערכים שהמינהלות יכולות להשתמש בהם לצורך הערכה והתמצאות.

במכון המחקר פראונהופר טוענים שעל ידי הפקת מדריך על פליטת רעש ממשאיות עם מערכות הנעה חלופיות במשלוחים באזורים עירוניים, יתאפשר להקל את עבודת העיריות והרשויות בהענקת ההיתרים. במכון המחקר מצאו שחסרים לעיריות ולרשויות המקומיות נתונים וערכים מדודים כדי להחליט למשל על מתן אישורים למשלוחי לילה באזורים עירוניים.

צמיגים ורעש

מנקודת מבט של תחזוקה, אפשר לעשות מעט כדי להפחית את רעש המשאיות. יש שלוש אפשרויות. ראשית, יש לבחור בצמיגים המתאימים ביותר לצרכים הספציפיים, תוך התחשבות אם הצמיד מותקן על סרן מניע או סרן שאינו משמש להעברת כוח. מומלץ להתייעץ עם יבואן הצמיגים. יש הרבה דגמים, והבחירה צריכה להיות מושכלת.

שנית, לשמור על ניפוח תקין של הצמיג, יישור ואיזון של מכלול הצמיגים/גלגלים. יש לתקן שחיקה שאולי נוצרה ברכיבי המתלים. בדיקות אלו מאפשרות למשאיות להשיג חיסכון בדלק. איזון כל מצבי הגלגלים, גם בהיעדר בעיות רעידות, עשוי לשפר את החיסכון בדלק, להפחית בלאי לא סדיר, לאפשר נסיעה למרחקי תובלה ארוכים ללא בעיות ורמות רעש נמוכות יותר.

האפשרות השלישית נוגעת לאלו שממחזרים צמיגים. בארץ הדבר פופולרי יותר באוטובוסים, שבהם יש אחידות בגודל הצמיגים. אם ממחזרים צמיג שהסוליה שלו נשחקה, מומלץ לוודא שתוכנית המיחזור כוללת עיצובי דריכה (של הסוליה) שממזערים את הרעש. כיום מקובל למחזר צמיג שדפוס הדריכה של הסוליה שלו, וכן התרכובת שלו, זהים לאלה של הצמיג המקורי.

אספלט שקט

אחד השיפורים הבולטים ביותר הוא דווקא בשינוי תשתית הכבישים שעליהם דורכת סוליית הצמיג. יש לציין את הרחבת השימוש באספלט השקט. מדובר בסוג של אספלט שתוכנן כדי להפחית את הרעש שמיוצר ממעבר כלי רכב. הוא עשוי ממגוון חומרים כגון גומי, סיבי תאית או צמנט, אשר מסייעים לספוג את האנרגיה של תנועת כלי הרכב ובכך להפחית את רמת הרעש.

אספלט שקט, המכונה גם אספלט נקבובי או תשתית מופחתת רעש (low-noise pavement), עשוי מתערובת מיוחדת של אגרגטים ואספלט בעל נקבוביות גבוהה, או תכולת חלל אוויר. הדבר מאפשר לתשתית הכביש לספוג גלי קול ולהפחית את כמות הרעש שנוצרת מהאינטראקציה של הצמיגים עם משטח הכביש.

אפשר להשתמש באספלט שקט במגוון כבישים, בכלל זה כבישים מהירים, רחובות וכבישי מגורים. הוא יעיל במיוחד באזורים שבהם זיהום הרעש מדאיג במיוחד כגון ליד בתי חולים, בתי ספר ובתים. אספלט שקט הוא טכנולוגיה חדשה יחסית, אך היא צוברת פופולריות ברחבי העולם. עיריות רבות בוחרות להשתמש באספלט שקט כדי לשפר את איכות החיים של תושביהן.

היתרונות של האספלט השקט הם רמות רעש מופחתות. אספלט שקט עשוי להפחית את רעש סוליות הצמיגים בשיעור של עד עשרה דציבלים (dB), שווה ערך להפחתת העוצמה הנתפסת של הרעש בחצי.

גם מבחינת זיהום אוויר יש יתרונות. האספלט השקט עשוי לעזור לשפר את איכות האוויר על ידי הפחתת כמות החלקיקים הנישאים באוויר והנוצרים משחיקת הצמיגים.

בטיחות משופרת: אספלט שקט עשוי לשפר את הבטיחות בכך שהוא מקל על הולכי רגל ורוכבי אופניים לשמוע כלי רכב מתקרבים.

עלויות תחזוקה מופחתות: אספלט שקט בדרך כלל עמיד יותר מאספלט מסורתי, ובכך עשוי להפחית את עלויות התחזוקה לאורך חיי התשתית של הכביש.

יתרון נוסף של האספלט השקט הוא שיפור הניקוז של המים. היתרון הזה מאפשר פחות מתזי מים ובוץ בעת הנסיעה, ומאפשר בלימה אפקטיבית יותר על כביש רטוב, בפרט תוך מניעת הצטברות של שכבת מים על הכביש.

העלות של אספלט שקט היא בדרך כלל עשרה עד 25 אחוז יותר מהעלות של אספלט מסורתי. אבל היתרונות ארוכי הטווח שלו, כגון הפחתת זיהום הרעש ושיפור איכות האוויר, עשויים לקזז את העלות הראשונית.

ישנן מספר דרכים להשתמש באספלט שקט: להשתמש בו בבניית כבישים חדשים או להחלפת אספלט רגיל בכבישים קיימים.