Izr. prof. dr. Nikola Holeček na B&B Visoki šoli za trajnostni razvoj predava predmet Varstvo pred hrupom in sevanji. Kot vodja raziskovalne enote in ustanovitelj ter vodja laboratorija je bil do preteklega meseca zaposlen na oddelku za akustiko v Gorenju in je tudi soavtor dveh patentov. Za članek Reducing the noise emitted from a domestic clothes-drying machine (Zmanjšanje hrupa, ki ga oddaja gospodinjski sušilni stroj), ki so ga s soavtorji objavili v reviji Noise Control Engineering Journal iz ZDA, so bili nagrajeni s prestižno svetovno nagrado MartinHirschor IAC Prize, ki jo podelijo najboljšemu svetovnemu članku na področju zmanjševanja hrupa. Nagrada je na svetovni ravni edinstvena na področju ekotehnologije - redukcije hrupa in jo podelijo vsaki dve leti za najboljši članek v preteklem obdobju.
To je kar zelo odmevna nagrada. Na Fakulteti za strojništvo so jo celo poimenovali mala Nobelova nagrada. Prišla pa je neverjetno nepričakovano. Nismo kandidirali za nagrado, v objavo smo le poslali članek. Presenetilo nas je posebej zato, ker so se odločili, da jo podelijo relativno neznanim znanstvenikom iz Slovenije. Nagrado namreč podeljuje združenje inženirjev za kontrolo hrupa v ZDA in ima več kot tisoč članov. Gre za neprofitno organizacijo, v kateri nismo nikogar poznali. V reviji sodelujejo vrhunski strokovnjaki iz držav, kjer je ta veja znanosti veliko bolj razvita (Kitajska, Indija, Japonska, tudi v Evropi je močno razvita veja za zmanjšanje hrupa …). Dodal bi še, da je nagrada namenjena ne samo članku, ampak tudi predstavljeni tehnični rešitvi in fizikalnemu opisu pojava. V Sloveniji so bila nekaj časa razdeljena mnenja o predstavljeni teoriji, ki jo je članek dejansko dokazal v praksi. Članek je temeljil tudi na raziskavah, ki so jih opravljali v 21. stoletju v NASI, mi pa smo uporabili drug primer in teorijo razvili.
Hrup je velik problem. Skozi čas se je izkazalo, da je umeščen takoj za onesnaževanje zraka. Hrup je namreč vzrok mnogih bolezni. Ne govorim le o poškodbah sluha. Posredno vpliva na vegetativne funkcije človeka. Dvigne nivo adrenalina, posledica pa je dvignjen krvni sladkor in krvni tlak, poveča se srčna frekvenca, kar človeka dolgoročno zelo utrudi. Stalno je namreč v stanju pripravljenosti. Poleg tega, da je hrup nevaren, je znano tudi, da je sluh pri človeku dominantni čut. Gluhi dojenčki emocionalno in intelektualno zelo počasi napredujejo, medtem ko slepi skoraj povsem normalno. Seveda bi vid pogrešali, ker je hitrost informacij, ki jih dobimo v časovni enoti, velika. Sluh pa je bolj občutljiv: frekvenčno in amplitudno. Pri sluhu se dogajajo neverjetne stvari: sluh je namreč veliko bolj občutljiv od mikrofona, ni tako linearen kot mikrofon, a prekaša njegovo občutljivost. Izjema so mikrofoni, ki jih izdelujejo za vesoljska raziskovanja.
Nivo zvoka, ki je že boleč, na primer 120 dB na kakšnem koncertu povzroči, da boste posledico zjutraj čutili takoj - na primer stalni zvok. Nekaj časa traja, a se lahko sluh popravi. Lahko pa zvok eksplozije tudi trajno pusti posledice. Sicer pa se drugi vplivi, že omenjena povišana raven adrenalina in sladkorja opazijo počasi. Živali so na zvok v večini primerov še bolj občutljive. Najbolj nam je znano, da se psi in mačke bojijo petard. Zvok potuje v vodi štirikrat hitreje, zato se zvok propelerja pri ladjah prenaša na velike razdalje in moti živali, kar vpliva tudi na njihovo orientacijo.
O varovanju pred hrupom na delovnem mestu obstajajo pravilniki. Obstajajo napotila, kakšna je dopustna raven zvoka, kar je odvisno od vrste izvajanih del. V proizvodnem obratu je meja na primer 83 dB, v pisarni pa človek pri 40 - 50 dB ne more kvalitetno intelektualno delati. Na podlagi tega bi se na delovnem mestu lahko nekdo pritožil. Z namenom tržnega obnašanja – da bi zaposleni bolje delali, bo delodajalec redkokdaj sam investiral v zmanjševanje hrupa. Jaz sem sodeloval pri projektu, kjer smo v proizvodnem obratu zniževali raven hrupa na zakonsko predpisano mejo. Šlo je za ogromno naložbo, ki je trajala dve leti. Izvedbo sem vodil od začetka do konca. Posegi so bili na vsakem stroju, na stropu, postavili smo bariere, baldahine in podobno. Rezultat je bil več kot dober.
Akustika je pravzaprav del fizike, ki se ukvarja z zvokom oz. zvočnim valovanjem. Hrup je samo ena oblika zvoka. Fizikalno med hrupom in zvokom ni razlike. Gre za valovanje, v nekem sredstvu, ki ima elastičnost in ima delce, tako da se valovanje lahko prenaša. Gre za mehansko valovanje in najbolj pogost medij je zrak. Multidisciplinarna veda pa je zato, ker je tema pomembna v številnih vedah. Tako na primer v gradbeništvu govorimo o prenosu zvoka skozi konstrukcijo, fiziološko lahko raziskujemo sluh, v arhitekturi nas lahko zanima prostorska akustika in podobno. V fiziologiji marsikaj še ni raziskano. Fiziologi pravijo, da slušni organ ni tako idealen in je odvisen od obdelave zvoka, ki se dogaja v možganih. Dojemanje zvoka je tudi zelo relativno - na primer dojemanje glasbe. Razvila se je psihoakustika, katere vprašanje je subjektivno zaznavanje, torej zakaj nam je neki zvok prijeten ali manj prijeten. Uvaja objektivno ovrednotenje s fizikalnimi lastnostmi, kot so na primer glasnost, hrapavost, fluktuacija, ki bi se združile v skupno količino sprejemljivost zvoka. V zadnjih desetih letih se je izkazalo, da čeprav jih ne slišimo, so nizke frekvence zelo moteče, kar se pojavlja pri mnogih napravah (toplotnih črpalkah, gorilnikih, vetrnih elektrarnah), vendar na tem področju še ni regulative. S področjem nizkofrekvenčnega zvoka se ukvarjam sedaj.
Blizu 200 jih je. Bil sem vodja raziskovalne enote v podjetju, vendar so raziskovalci razporejeni po številnih raziskovalnih vprašanjih in to ne pomeni, da sem bil vodja vseh raziskovanj. V podjetju so posamezni oddelki za razvoj, na primer za razvoj kuhalnih aparatov, poseben oddelek za razvoj hladilnikov, pralnih strojev in podobno. Raziskovalna enota je seveda povezana z objavami člankov in s prijavljanjem projektov na evropska sredstva za raziskave. Prijavili smo kar nekaj odličnih projektov in tam so seveda zelo pomembne reference raziskovalcev. Teh sem imel največ in po tem kriteriju tudi postal razvojni svetnik, vodja raziskovalne enote, pozneje pa tudi izredni profesor.
1990 sem dobil nalogo, da zaradi želje po tišjih izdelkih, ustanovim laboratorij za akustiko. Pa ne, ker bi se stranke pritoževale. Vzrok je bil v dejstvu, da se je zaostrila zakonodaja. Napovedano je bilo, da se bodo morali izdelki označiti z energetsko nalepko. To je poleg razreda energetske učinkovitosti pomenilo tudi emisije zvoka. Ni pa bilo jasno, katera fizikalna količina bo uporabljena za merjenje emisije zvoka. Lahko bi bil zvočni tlak, zvočna jakost ali zvočna moč. Slednja je bila edina logična izbira za namen primerjav. Gre za vprašanje, koliko energije v časovni enoti odda vir zvoka. To pa se ne da meriti kar tako. Gre za trd oreh, saj je treba vzpostaviti merilno metodo. Ena izmed teh metod, ki je najbolj natančna, je merjenje v prostem zvočnem polju. To pomeni polje, kjer ni odboja. Lahko bi govorili o neskončno odprtem prostoru. Simulacija takega prostora je pol-gluha in gluha komora.
Gluha komora ima vse stene obložene z materialom, ki absorbira zvok. To so klini, ki so dolgi okoli en meter. V gluhi sobi se hodi po nosilni mreži, spodaj pa so klini. Ker smo testirali realne vire, ki imajo tudi neko težo in morajo biti na trdnih tleh, smo naredili odbojna tla. Obe metodi sta izredno natančni, gluha soba pa je vendarle nekoliko bolj natančna. Vse drugo je enako – tudi standard. Rezultat teh meritev je, kolikšna je zvočna moč izdelka. To je absolutna, integralna in invariantna količina oz. podatek, ki omogoča primerjavo med izdelki. Zanimivo pri tem je to, da kupec oziroma uporabnik tega ne more izmeriti. Izmeri lahko le posledico, torej koliko zvočnega tlaka ta izdelek odda. Seveda je posledica odvisna od zvočne moči, vendar pa nanjo vplivajo tudi drugi dejavniki, na primer razdalja, zvočna okolica. Če v kopalnico postavite stroj, bo tam bolj glasen, kot če ga postavite v spalnico, kjer je manj odboja.
Res je.
Ni jih veliko. Poleg naše imajo zelo dobro komoro v Novi Gorici, v Godoviču pa imajo odmevnico - gre za drugačen princip delovanja. Morda se najde še kakšna manjša. Naša je zelo velika in omogoča, da se po najbolj natančni laboratorijski metodi merijo viri v velikosti do enega kubičnega metra. Razmerje je namreč 1:200. To pomeni, da mora biti 200-krat večji čisti volumen komore (od klina do klina), kot je naprava, ki jo merimo – to zahteva ogromen prostor. Obstajajo majhne komore, kjer lahko merite glasnost telefona ali paličnega mešalnika, ne morete pa meriti glasnosti motorne kosilnice ali toplotne črpalke.
Res je. Polje tišine je neraziskano. Navajeni smo na hrup ozadja, nikakor ne na popolno tišino. Priredili so tudi tekmovanje, kdo bo v komori dlje časa zdržal. Če nimate svetlobe in ste v popolni tišini, izgubite občutek orientacije in občutek za čas. Mislim, da je bil rekord 45 minut.
V Evropi je desetina neodvisnih laboratorijev, ki delajo po naročilu. Sami brez plačila ne bodo preverjali navedenega. Če pa podjetje opazi (recimo pri izdelku konkurence) sumljivo tihe navedbe, ga kupijo, izmerijo in če navedbe ne držijo, od proizvajalca zahtevajo pojasnilo. To sem tudi že doživel. Če proizvajalec ne more trditev podkrepiti, mora s tržišča umakniti celotno serijo. Nadzor torej naredi konkurenca, tržišče samo.
Moram pa povedati, da naš rezultat ni le meritev. Gre za merjenje več vzorcev in tudi statistike. Uporabljamo namreč tri skupine standardov. Prvi določajo metodo. Drugi določajo, kako naj bi izdelek delal. Ali merimo pomivalni stroj od začetka do konca delovanja? Pri hladilniku vzamemo tri cikle in nato vzamemo povprečje ne samo enega, temveč treh aparatov. 96 % vseh izdelkov pa mora biti znotraj teh meritev. Zadeva torej postane kar zapletena. Tretja podmnožica standardov pa določa, kako se rezultati prikažejo. Mi smo uporabljali več kot 200 standardov, ki se tudi stalno spreminjajo.
Dogajajo se tudi manipulacije. Če na primer pri pralnem stroju obstaja možnost pranja Eco na 60 °C, ali to pomeni, da se perilo pere na tej temperaturi le eno sekundo ali dlje časa? To seveda vpliva na porabo energije. Če stroj vmes dlje časa miruje, je potem povprečni hrup tišji. Na trenutke so sicer glasni, na papirju pa so zaradi povprečne vrednosti tišji. Podobno kot se je dogajalo v avtomobilski industriji glede meritev emisij – ne gre vedno za realne vrednosti. Pri pomivalnih strojih se je zgodilo, da so bila eno navodila za uporabnika, po drugih pa naj bi inštitut meril hrup. Nekateri celo v embalažo dodajo gumo, ki naj bi se ob meritvi dodala, kupec pa je ob uporabi seveda ne bo uporabljal. Proizvajalci včasih torej sami zaznajo kritično mesto.
Naravnim virom se ne moremo izogniti. Tega, da je v zemlji uran, velikokrat ljudje v preteklosti niso niti vedeli. Kontaminirana je lahko posledično tudi hrana. V Sloveniji se že od leta 1961 meri sevanje. Tudi v mleku, saj sevanje z uživanjem vnesemo v telo. Lahko pa se izognemo medicinskemu sevanju. Če ni nujno potrebno, ne gremo na rentgen. Je pa res, da današnje naprave za rentgen sevajo veliko manj kot stare. Ne-ionizirano sevanje pri mobilnih telefonih po drugi strani ni povsem raziskano. Tudi predpisi žal niso strogi. Neodvisne organizacije govorijo o škodljivosti, proizvajalci pa jo zanikajo. Dokončno pa vpliv ni raziskan. Močan je lobi proizvajalcev, ki trdi, da gre za sevanje v mejah dovoljenega. Sevanju se izognemo tako, da uporabljamo slušalke, ne držimo telefona blizu obrazca, izklapljamo Wi-Fi, vklopimo letalski način. Gradimo lahko hiše iz zdravih materialov in ne iz elektrofiltrske opeke, za katero je znano, da seva. Mnogokrat pa se sevanju ne moremo izogniti, ker niti ne vemo zanj. Proizvajalci na primer v opeko zamešajo neki odstotek odpadnega materiala, da ga tako odložijo in prihranijo pri materialu. Tudi v iverko se vmešajo določeni materiali. Gre za sivo območje, kjer se pokaže pomen nevladnih, neodvisnih organizacij, ki na to opozarjajo. V družbeni ureditvi, kjer je pomemben dobiček, na eni strani obstaja produkcija številnih predpisov, po drugi strani pa družbi ni v interesu uveljavitev tega. Verjetno so severne države družbe, kjer bolje skrbijo za te stvari.
Da morajo uporabljati znanja, ki so jih pridobili. In naj ne pozabijo, da je onesnaževanje okolja vedno globalno, nikoli lokalno. Občasno slišim, da je potrebno stara vozila, ki so večji onesnaževalci odpeljati v Afriko. S tem nismo nič pridobili. Zemlja ima namreč izjemno občutljivo in tanko plast, ki jo ščiti. Vse se dogaja v troposferi, ki ima le 10 km. To je izjemno občutljivo območje, ki ga človek zagotovo zelo spreminjanja, zato je treba nekaj storiti. Ta proces je treba ustaviti.
Avtor: Tatjana Čeh Naglič
