Κεφάλαιο 1: Εισαγωγή Αντικείμενο της εργασίας και πεδίο εφαρμογής Περιγραφή του προβλήματος και σκοπός της εργασίας...

Transcript

1 Κεφάλαιο 1: Εισαγωγή Αντικείμενο της εργασίας και πεδίο εφαρμογής Περιγραφή του προβλήματος και σκοπός της εργασίας Μεθοδολογική προσέγγιση Δομή της εργασίας... 9 Κεφάλαιο 2 : Ο σιδηρόδρομος ως σύστημα μεταφορών Ορισμός του συστήματος Συνιστώσες του συστήματος Σιδηροδρομική Υποδομή Η σιδηροδρομική γραμμή Τα τεχνικά έργα Οι εγκαταστάσεις Τροχαίο υλικό Σιδηροδρομική εκμετάλλευση Κατηγορίες σιδηροδρομικών συστημάτων Κεφάλαιο 3: Ο Σιδηρόδρομος και οι διεπαφές του με το φυσικό περιβάλλον Το φυσικό περιβάλλον του σιδηροδρόμου Κατανάλωση ενέργειας Ορισμός Λειτουργίες του σιδηροδρομικού συστήματος που απαιτούν κατανάλωση ενέργειας Τροφοδότηση αμαξοστοιχίας Τροφοδότηση σιδηροδρομικού σταθμού Παραγωγή και διανομή τελικής ενέργειας Μονάδες μέτρησης της κατανάλωσης ενέργειας Τιμές ενεργειακής κατανάλωσης στο σιδηρόδρομο Mέτρα για χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας στο σιδηρόδρομο Ατμοσφαιρική ρύπανση και κλιματική αλλαγή Ορισμός Λειτουργίες του σιδηροδρόμου που προκαλούν ατμοσφαιρική ρύπανση Δείκτες μέτρησης της ατμοσφαιρικής ρύπανσης Τιμές ατμοσφαιρικής ρύπανσης στο σιδηρόδρομο Μέτρα αντιμετώπισης της ατμοσφαιρικής ρύπανσης από το σιδηρόδρομο Ρύπανση εδάφους και υδάτων Ορισμός Λειτουργίες του σιδηροδρομικού συστήματος που προκαλούν ρύπανση του εδάφους 49

2 Δείκτες μέτρησης της ρύπανσης εδάφους και υδάτων από το σιδηρόδρομο Μέτρα αντιμετώπισης της ρύπανσης του εδάφους και των υδάτων από το σιδηρόδρομο Ηχορύπανση Θόρυβος Ορισμός Κατηγορίες θορύβου και λειτουργίες του σιδηροδρόμου που τον προκαλούν Δείκτες μέτρησης θορύβου Τιμές σιδηροδρομικού θορύβου Μέτρα αντιμετώπισης του σιδηροδρομικού θορύβου Ηχορύπανση Δονήσεις Γενικά Λειτουργίες του σιδηροδρόμου που προκαλούν δονήσεις Δείκτες μέτρησης δονήσεων Τιμές δονήσεων Μέτρα αντιμετώπισης των δονήσεων και του εδαφομεταφερόμενου θορύβου που προκαλούν τα σιδηροδρομικά συστήματα Οπτική Όχληση Αισθητική Ορισμός Λειτουργίες του σιδηροδρόμου που προκαλούν οπτική όχληση Δείκτες προσδιορισμού οπτικής όχλησης- αισθητικής Ένταξη στο τοπογραφικό ανάγλυφο / δομημένο περιβάλλον Ορισμός Λειτουργίες του σιδηροδρόμου που προκαλούν μεταβολή του τοπογραφικού αναγλύφου Δείκτες μέτρησης χωματουργικών εργασιών Κατάληψη χώρου Ορισμός Δείκτες μέτρησης του χώρου κατάληψης Παρεμπόδιση δραστηριοτήτων Προσπελασιμότητα Ρήξη συνέχειας αστικού ιστού Γενικά Δείκτες μέτρησης του περιορισμού προσβασιμότητας Διατάραξη Οικοσυστημάτων Κεφάλαιο 4 : Οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις ανά σιδηροδρομικό σύστημα αναφοράς Σιδηρόδρομος Υψηλών Ταχυτήτων Κατανάλωση Ενέργειας Εκπομπές Ρυπαντών

3 Ηχορύπανση - Θόρυβος Ηχορύπανση - Δονήσεις Οπτική όχληση Αισθητική Ένταξη στην τοπογραφία του εδάφους Κατάληψη του χώρου Διατάραξη οικοσυστημάτων Σιδηρόδρομος συμβατικών ταχυτήτων Κατανάλωση ενέργειας Εκπομπές Ρυπαντών Μητροπολιτικός σιδηρόδρομος (Μετρό) Κατανάλωση ενέργειας Ατμοσφαιρική ρύπανση Θόρυβος - Δονήσεις Οπτική Όχληση Αισθητική Ένταξη στην τοπογραφία/δομημένο περιβάλλον Παρεμπόδιση δραστηριοτήτων Προσπελασιμότητα Τραμ Κατανάλωση ενέργειας Ατμοσφαιρική ρύπανση Θόρυβος - Δονήσεις Ηχορύπανση Οπτική Όχληση Αισθητική Διατάραξη δραστηριοτήτων - Προσπελασιμότητα Κεφάλαιο 5: Σύγκριση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων των μέσων μεταφοράς Μεθοδολογική προσέγγιση Μέσα μεταφοράς για τις μετακινήσεις πολύ μεγάλων αποστάσεων. Σύγκριση αεροπλάνου τρένου υψηλών ταχυτήτων Κατανάλωση ενέργειας Ατμοσφαιρική ρύπανση Ηχορύπανση Μέσα μεταφοράς για αστικές μετακινήσεις. Σύγκριση μετρό, τραμ, ΙΧ, αστικού λεωφορείου Κατανάλωση ενέργειας Ατμοσφαιρική ρύπανση Ηχορύπανση Μέσα μεταφοράς πολύ υψηλών ταχυτήτων. Σύγκριση αεροπλάνου, τρένου υψηλών ταχυτήτων, μαγνητικού τρένου

4 Κατανάλωση ενέργειας Ατμοσφαιρική ρύπανση Ηχορύπανση Κατάληψη του χώρου Μέσα μεταφοράς εμπορευμάτων. Σύγκριση τρένου, οδικού φορτηγού Κατανάλωση ενέργειας Ατμοσφαιρική ρύπανση Ηχορύπανση Κεφάλαιο 6: Συμπεράσματα

5 Κεφάλαιο 1: Εισαγωγή 1.1. Αντικείμενο της εργασίας και πεδίο εφαρμογής Η διπλωματική αυτή εργασία μελετά το βαθμό αλληλεπίδρασης του σιδηροδρόμου με το φυσικό περιβάλλον και τον συγκρίνει τόσο σε επίπεδο σιδηροδρομικών συστημάτων όσο και με τα άλλα μέσα μεταφοράς. Όσον αφορά στο βαθμό αλληλεπίδρασης του σιδηροδρόμου με το φυσικό περιβάλλον η εργασία: διερευνά σε ποιούς τομείς (διεπαφές) και με ποιες λειτουργίες του ένα σιδηροδρομικό σύστημα επιδρά στις διάφορες συνιστώσες του περιβάλλοντος (δηλαδή στον αέρα, στο έδαφοςκαι στο υπέδαφος) αναλύει τους παραπάνω τομείς/διεπαφές (κατανάλωση ενέργειας, ατμοσφαιρική ρύπανση και κλιματική αλλαγή, ρύπανση εδάφους και υδάτων, θόρυβος, δονήσεις, οπτική όχληση, τοπογραφική ένταξη στο έδαφος,κατάληψη χώρου, παρεμπόδιση δραστηριοτήτων και οικοσυστημάτων.) καταγράφει τις μονάδες που χρησιμοποιούνται για την ποσοτική έκφραση των παραμέτρων αυτών και αναζητά και παραθέτει στοιχεία για το μέγεθός τους για κάθε ένα επιμέρους σιδηροδρομικό σύστημα παραθέτει και αναλύει τα μέτρα αντιμετώπισης και χρησιμοποίησης για τη μείωση των επιπτώσεων στο φυσικό περιβάλλον Τα σιδηροδρομικά συστήματα που εξετάζονται είναι ο σιδηρόδρομος υψηλών ταχυτήτων, ο σιδηρόδρομος συμβατικών ταχυτήτων, το μετρό και το τραμ. Όσον αφορά στη σύγκριση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων του σιδηροδρόμου με αυτές των άλλων μέσων μεταφοράς συγκρίνονται μεταξύ τους συστήματα ανάλογης λειτουργικότητας και ανάλογων επιδόσεων, δηλαδή συστήματα που μπορούν να θεωρηθούν ως ανταγωνιστικά (παρέχουν περίπου το ίδιο επίπεδο εξυπηρέτησης στους χρήστες τους). Συγκεκριμένα: Για μετακινήσεις πολύ μεγάλων αποστάσεων ( km) συγκρίνονται μεταξύ τους το αεροπλάνο και ο σιδηρόδρομος υψηλών ταχυτήτων. Για αστικές μετακινήσεις συγκρίνονται μεταξύ τους το μετρό, το τραμ, το Ι.Χ. αυτοκίνητο και το αστικό λεωφορείο. Για τα μέσα μεταφοράς πολύ υψηλών ταχυτήτων συγκρίνονται μεταξύ τους το αεροπλάνο, το τρένο υψηλών ταχυτήτων και το μαγνητικό τρένο. Τέλος, για τα μέσα μεταφοράς που εμπλέκονται σε μεταφορές εμπορευμάτων συγκρίνονται το εμπορικό τρένο και το οδικό φορτηγό. 4

6 1.2. Περιγραφή του προβλήματος και σκοπός της εργασίας Η ρύπανση και η καταστροφή του περιβάλλοντος αποτελεί ένα μείζον κοινωνικό και διεθνές πρόβλημα. Η σημασία του φυσικού περιβάλλοντος στην υγεία του ανθρώπου και γενικότερα στη διατήρηση των οικοσυστημάτων είναι γνωστή εδώ και αιώνες. Για τους λόγους αυτούς, τα τελευταία χρόνια, η ευαισθητοποίηση των κυβερνήσεων, του κοινού και των επιχειρήσεων για την προστασία του περιβάλλοντος έχει αυξηθεί σημαντικά. Χαρακτηριστικά αναφέρεται ότι στην παγκόσμια διάσκεψη κορυφής των Ηνωμένων Εθνών το 2005, η έννοια της βιωσιμότητας συνδέθηκε άμεσα με το περιβάλλον, καθώς αυτή ορίσθηκε πλέον ως «οι αμοιβαία αλληλεξαρτώμενοι πυλώνες της αειφόρου ανάπτυξης, οι οποίοι είναι η οικονομική ανάπτυξη, η κοινωνική ανάπτυξη και η προστασία του περιβάλλοντος» (2005 World Summit OutcomeDocument, World Health Organization, 15 September 2005). Οι μεταφορές παίζουν πολύ σημαντικό ρόλο στη λειτουργία του κοινωνικού συνόλου. Συνδέονται στενά με όλες τις ανθρώπινες δραστηριότητες, είτε αυτές είναι παραγωγικές, είτε πραγματοποιούνται για λόγους αναψυχής. Επομένως, ο ρόλος τους στη διαμόρφωση της κοινωνικής δομής και των πολιτιστικών χαρακτηριστικών των πολεοδομικών ενοτήτων είναι καθοριστικός. Από την άλλη πλευρά, οι μεταφορές είναι ένας μείζων παράγοντας εκπομπής ρύπων και καταστροφής του φυσικού περιβάλλοντος. Οι μεταφορές ευθύνονται σημαντικά για την εκπομπή αερίων του θερμοκηπίου και ειδικότερα διοξειδίου του άνθρακα (CO 2 ). Τα σιδηροδρομικά συστήματα χρησιμοποιούνται εδώ και δύο περίπου αιώνες μαζικά από τον άνθρωπο ως μέσα μεταφοράς. Αποτελούνται από πολλές και διαφορετικές κατηγορίες, οι οποίες ποικίλουν από τους παραδοσιακούς εμπορικούς συρμούς για τη μεταφορά εμπορευμάτων έως και συρμούς υψηλών ταχυτήτων ή σύγχρονους μητροπολιτικούς σιδηρόδρομους για τη μεταφορά επιβατών. Όσον αφορά στην επιβάρυνση και καταστροφή του περιβάλλοντος, τα σιδηροδρομικά συστήματα μεταφορών, εμφανίζονται ως τα φιλικότερα μέσα προς το περιβάλλον προκαλώντας μικρότερα προβλήματα σε σχέση με τα οδικά και εναέρια μέσα. Χαρακτηριστικά αναφέρεται ότι ο σιδηρόδρομος ως μέσο μεταφοράς μπορεί να μεταφέρει μεγάλο αριθμό επιβατών και εμπορευματικών φορτίων στην ίδια διαδρομή. Η ικανότητά του αυτή εκτός του ότι δημιουργεί οικονομίες κλίμακας, βοηθά στην αποσυμφόρηση των οδικών αξόνων και των αεροδρομίων και στη μείωση των ατυχημάτων. Οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα (CO 2 ) και η καταναλισκόμενη ενέργεια ανά επιβατοχιλιόμετρο είναι χαμηλότερα σε σχέση με τα άλλα μέσα μεταφοράς. Τα παραπάνω εγγενή πλεονεκτήματα του σιδηρόδρομου, τον κατατάσσουν στα φιλικά προς το περιβάλλον μέσα μεταφοράς. Οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις που προκαλούνται από τα διάφορα μέσα μεταφοράς είναι οι περισσότερες μετρήσιμες και επομένως, συγκρίσιμες μεταξύ τους. 5

7 Η γνώση ποιοτικά και κυρίως ποσοτικά των περιβαλλοντικών επιπτώσεων που προκαλούνται από κάθε μέσο αλλά και η σύγκρισή τους με αυτές άλλων μέσων είναι πολύ χρήσιμη για τα ίδια τα μέσα (για να βελτιωθούν και να γίνουν πιο ανταγωνιστικά), για τους χρήστες των μέσων (για να επιλέξουν ανάλογα με την περιβαλλοντική τους ευαισθητοποίηση), για τις υπηρεσίες που αποφασίζουν για το μέσο μεταφοράς που θα επιλέξουν σε μια πόλη και τέλος για τους φορείς που είναι υπεύθυνοι για τη χάραξη της πολιτικής των μεταφορών σε μία χώρα ή σε μια ευρύτερη γεωγραφικά περιοχή. Η σύγκριση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων των διαφόρων μέσων μεταφοράς έχει δυσκολίες καθώς: πρέπει να συγκριθούν μεταξύ τους ανταγωνιστικά μέσα (με την ίδια λειτουργικότητα) έτσι ώστε να είναι συγκρίσιμα. Τα στοιχεία που συναντώνται στις πηγές αναφέρονται γενικά για τα μέσα μεταφοράς χωρίς να γίνεται διαχωρισμός τους σε αστικά, υπεραστικά κλπ. για την ίδια παράμετρο υπάρχουν πολλοί δείκτες για την αξιολόγησή της. Ακόμη όμως και για τον ίδιο δείκτη αξιολόγησης, οι διάφορες βιβλιογραφικές πηγές παρουσιάζουν διαφορετικές τιμές. Το γεγονός αυτό, που είναι ιδιαίτερα έντονο, απαιτεί διασταύρωση των στοιχείων από τις διαφορετικές πηγές, ώστε τα αποτελέσματα να είναι κατά το δυνατόν αξιόπιστα. κατά την έρευνα στις βιβλιογραφικές πηγές συναντώνται στοιχεία που συγκρίνουν τα μεταφορικά συστήματα σε διαφορετικά επίπεδα όσον αφορά στη γεωγραφική τους εμβέλεια (σε παγκόσμιο επίπεδο, σε επίπεδο ηπείρων, στο πλαίσιο μιας χώρας ή μιας πόλης ή μια ομάδας χωρών όπως η Ε.Ε.). τα στοιχεία που συναντώνται δεν αναφέρονται συνήθως στην ίδια χρονική περίοδο με αποτέλεσμα είτε να μην είναι δυνατή η σύγκρισή τους είτε να απαιτείται η αναγωγή τους στο ίδιο χρονικό διάστημα. Όλα τα παραπάνω τεκμηριώνουν την ανάγκη εκπόνησης αυτής της εργασίας η οποία έχει σκοπό: να συμβάλλει στην περαιτέρω αποσαφήνιση των διεπαφών του σιδηροδρομικού συστήματος με το φυσικό περιβάλλον θεωρώντας το ως σύστημα με συνιστώσες και παραμέτρους να αναζητήσει, να διασταυρώσει και να παραθέσει στοιχεία που αφορούν τη ποσοτική έκφραση και εκτίμηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων συγκεκριμένων σιδηροδρομικών συστημάτων να επιχειρήσει να συγκρίνει τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις των σιδηροδρομικών συστημάτων με αυτές άλλων συστημάτων μεταφοράς 6

8 1.3. Μεθοδολογική προσέγγιση Για την εκπόνηση αυτής της εργασίας ακολουθήθηκαν τα βήματα που δίδονται στο οργανόγραμμα του Σχήματος 1.1. Όσον αφορά στα μεθοδολογικά εργαλεία: έγινε εκτεταμένη έρευνα σε διαδικτυακές πηγές, σε επιστημονικά άρθρα και σε μελέτες προκειμένου να συλλεχθούν όσο το δυνατόν περισσότερα στοιχεία για την εξαγωγή ασφαλών συμπερασμάτων. Τα δεδομένα που συλλέχθηκαν είναι δευτερογενή και αξιολογήθηκαν ως προς την εγκυρότητά τους. χρησιμοποιήθηκε λογισμικό που προτείνεται στις δικτυακές διευθύνσεις και Το πρώτο αναφέρεται στη μεταφορά επιβατών ενώ το δεύτερο στη μεταφορά εμπορευμάτων. Το EcoPassenger και το EcoTransIT είναι δύο εύχρηστα διαδικτυακά εργαλεία που συγκρίνουν την κατανάλωση ενέργειας, τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα (CO 2 ) και άλλων ατμοσφαιρικών ρύπων των αεροπλάνων, των αυτοκινήτων, των τρένων (επιβατικών και εμπορικών) και των φορτηγών στην Ευρώπη. Η σύγκριση γίνεται με τον «καλύτερο δυνατό τρόπο», πράγμα που σημαίνει με τον πιο δίκαιο και πιο ολοκληρωμένο. Η μεθοδολογία στην οποία στηρίζονται οι υπολογισμοί εγκρίθηκε από τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Περιβάλλοντος. 7

9 Βήμα 1 ο Ο σιδηρόδρομος ως σύστημα Συνιστώσες και παράμετροι του συστήματος Το περιβάλλον ως σύστημα Συνιστώσες και παράμετροι του συστήματος Βήμα 2 ο Μονάδες μέτρησης παραμέτρων Διεπαφές του σιδηρόδρομου με το Καθορισμός και ανάλυση παραμέτρων φυσικό περιβάλλον κατανάλωση ενέργειας ατμοσφαιρική ρύπανση και κλιματική αλλαγή ρύπανση εδάφους και υδάτων θόρυβος δονήσεις οπτική όχληση τοπογραφική ένταξη στο έδαφος κατάληψη χώρου παρεμπόδιση δραστηριοτήτων διατάραξη Βήμα 3 ο Ποιοτική και Περιβαλλοντικές Τρένα υψηλών ποσοτική εκτίμηση επιπτώσεις σιδηροδρομικών συστημάτων ταχυτήτων Τρένα συμβατικών ταχυτήτων Μετρό Βήμα 4 ο Τραμ Παράμετροι που συγκρίθηκαν Σύγκριση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων των διαφόρων μέσων Περιπτώσεις σύγκρισης Συμπεράσματα Σχήμα 1.1: Βήματα της εργασίας 8

10 1.4. Δομή της εργασίας Η όλη εργασία δομείται σε 6 κεφάλαια. Στο πρώτο κεφάλαιο (Εισαγωγή) περιλαμβάνονται εισαγωγικά στοιχεία της εργασίας. Καθορίζεται το αντικείμενο της εργασίας και το πεδίο εφαρμογής της. Ορίζεται η αναγκαιότητα της εργασίας και οι στόχοι που θα επιτευχθούν, καθώς και ο τρόπος ανάλυσης και μεθοδολογικής προσέγγισης που χρησιμοποιήθηκε προκειμένου να προκύψουν τα επιδιωκόμενα αποτελέσματα. Στο δεύτερο κεφάλαιο (Ο σιδηρόδρομος ως σύστημα μεταφορών) περιγράφεται ο σιδηρόδρομος ως σύστημα μεταφορών και δίδονται οι συνιστώσες του. Παρουσιάζονται οι κατηγορίες των σιδηροδρομικών συστημάτων και αναγνωρίζονται οι ιδιαιτερότητες που έχει το σύστημα του σιδηρόδρομου σε σχέση με τα άλλα μέσα μεταφοράς. Στο τρίτο κεφάλαιο (Ο σιδηρόδρομος και οι διεπαφές του με το φυσικό περιβάλλον) διερευνάται σε ποιους τομείς και με ποιόν τρόπο επιδρά ένα σιδηροδρομικό σύστημα μεταφοράς στις διάφορες συνιστώσες του περιβάλλοντος, αναλύονται οι επιμέρους παράμετροι που επηρεάζουν και χαρακτηρίζουν τις συνιστώσες αυτές και παρουσιάζονται τα μέτρα αντιμετώπισης των περιβαλλοντικών επιπτώσεων του σιδηροδρόμου. Στο τέταρτο κεφάλαιο (Οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις ανά σιδηροδρομικό σύστημα μεταφοράς) διερευνάται ο βαθμός αλληλεπίδρασης του σιδηροδρόμου με τις παραμέτρους του περιβάλλοντος, για κάθε κατηγορία σιδηροδρομικού συστήματος χωριστά, δηλαδή για το σιδηρόδρομο υψηλών ταχυτήτων, το σιδηρόδρομο συμβατικών ταχυτήτων, το μετρό και το τραμ. Στο πέμπτο κεφάλαιο (Σύγκριση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων των μέσων μεταφοράς) συγκρίνεται ο σιδηρόδρομος με τα άλλα μέσα μεταφοράς ως προς τις περιβαλλοντικές τους επιπτώσεις. Περιγράφεται η μεθοδολογία που ακολουθήθηκε για τη σύγκριση αυτή και ορίζονται τα μέσα που θα συγκριθούν μεταξύ τους (περιπτώσεις σύγκρισης). Στο έκτο κεφάλαιο(συμπεράσματα) διαμορφώνονται τα τελικά συμπεράσματα βάσει της ανάλυσης που προηγήθηκε. 9

11 Κεφάλαιο 2 : Ο σιδηρόδρομος ως σύστημα μεταφορών 2.1. Ορισμός του συστήματος Ο σιδηρόδρομος αποτελεί ένα χερσαίο μέσο μαζικής μεταφοράς. Κινείται ηλεκτρικά ή μηχανικά μέσω χαλύβδινων τροχών σε αποκλειστικά δικό του διάδρομο κυκλοφορίας που ορίζεται από δύο παράλληλες μεταξύ τους σιδηροτροχιές. Μεταφέρει επιβάτες και εμπορεύματα. Εξυπηρετεί μετακινήσεις όλων των αποστάσεων και σε οποιοδήποτε περιβάλλον (αστικό, προαστιακό, περιαστικό, περιφερειακό, υπεραστικό). H εμβέλειά του, για τις επιβατικές μεταφορές φθάνει τα 1500km, ενώ για τις μεταφορές εμπορευμάτων είναι πολύ μεγαλύτερη. Η λειτουργία του σιδηροδρόμου βασίζεται στην αρχή ότι οι χαλύβδινοι τροχοί, κυλιόμενοι επί χαλύβδινων σιδηροτροχιών, έχουν πολύ μικρή τριβή κύλισης και απαιτούν σχετικώς μικρή κινητήρια δύναμη για να μετακινήσουν ένα βαρύ φορτίο. Το χαρακτηριστικό αυτό της ελεύθερης κύλισης παρέχει στους σιδηροδρόμους σχέση ισχύος περίπου ενός ίππου ανά μικτό ελκόμενο τόνο. Τα αντίστοιχα οδικά μέσα μεταφοράς φορτίων (φορτηγά μετά ρυμουλκούμενου) απαιτούν ισχύ περίπου δέκα ίππων ανά μικτό ελκόμενο τόνο. Ως μέσο μεταφοράς ορίζεται από τρεις συνιστώσες: τη σιδηροδρομική υποδομή το τροχαίο υλικό την εκμετάλλευση 10

12 2.2. Συνιστώσες του συστήματος Σιδηροδρομική Υποδομή Με τον όρο σιδηροδρομική υποδομή νοείται η σιδηροδρομική οδός μεταφοράς ή αλλιώς σιδηροδρομική γραμμή και το σύνολο των τεχνικών έργων και εγκαταστάσεων που εξασφαλίζουν την κυκλοφορία των συρμών. Τα στοιχεία των τριών αυτών συνιστωσών φαίνονται στο σχήμα 2.1. Σχήμα 2.1: Συνιστώσες και στοιχεία σιδηροδρομικής υποδομής[1] Η σιδηροδρομική γραμμή Η σιδηροδρομική γραμμή αποτελείται από μια σειρά στοιχείων και υλικών διαφορετικών ελαστικοτήτων που μεταφέρουν τα στατικά και δυναμικά φορτία της κυκλοφορίας στο έδαφος θεμελίωσης. Για να εξασφαλισθεί η κύλιση και η οδήγηση των οχημάτων µε ασφάλεια και άνεση πρέπει να υλοποιηθεί, όπως φαίνεται και στο σχήμα 2.2 µια κατασκευή, που να υποβαστάζει χωρίς παραμόρφωση τις δυνάμεις που δημιουργούνται κατά την κυκλοφορία των συρμών. Σχήμα 2.2: Κατασκευαστική λεπτομέρεια επιπέδου κύλισης[7] 11

13 Η σιδηροδρομική γραμμή περιλαμβάνει διαδοχικά από πάνω προς τα κάτω τις σιδηροτροχιές, τους στρωτήρες, το έρμα, το υπόστρωμα του έρματος, τη στρώση διαμόρφωσης και το έδαφος θεμελίωσης ή υπόβαση (Σχήμα 2.3). Οι σιδηροτροχιές τοποθετούνται επί των στρωτήρων μέσω ελαστικών υποθεμάτων και συνδέονται με αυτούς με τη βοήθεια ειδικών διατάξεων (συνδέσμων). Σιδηροτροχιές, στρωτήρες, σύνδεσμοι, ελαστικά υποθέματα, έρμα και υπόστρωμα έρματος αποτελούν την «επιδομή» της γραμμής, ενώ υπόβαση και στρώση διαμόρφωσης αποτελούν την «υποδομή» της γραμμής (Σχήμα 2.3). Σχήμα 2.3: Σιδηροδρομική οδός μεταφοράς Εύκαμπτη έδραση με έρμα-στοιχεία επιδομής και υποδομής[1] Το ανώτερο τμήμα της επιδομής που περιλαμβάνει τις σιδηροτροχιές, τους στρωτήρες, τους συνδέσμους και τα υλικά σύνδεσης σιδηροτροχιών στρωτήρων καλείται «εσχάρα γραμμής». Οι σιδηροτροχιές υποστηρίζουν και κατευθύνουν όταν χρειάζεται τους τροχούς του συρμού. Οι στρωτήρες (µε τους συνδέσμους τους) διανέμουν τα φορτία που δέχονται από τις σιδηροτροχιές, τις οποίες διατηρούν σε σταθερή απόσταση. Στην εσχάρα γραμμής συγκαταλέγονται και οι σχηματισμοί γραμμής (διακλαδώσεις γραμμών, διασταυρώσεις γραμμών, διασταυρώσεις αλλαγές γραμμών, συνδέσεις παραλλήλων γραμμών) μέσω των οποίων επιτυγχάνεται η ένωση, η τομή, ο διχασμός και η σύνδεση των γραμμών σε συγκεκριμένα σημεία του δικτύου. Το κατώτερο τμήμα της επιδομής που περιλαμβάνει το έρμα και τις υποκείμενες στρώσεις του, καλείται «έδραση» της γραμμής. Το έρμα, που συνήθως αποτελείται από θραυστά αδρανή και κατ' εξαίρεση µόνο από χαλίκια, πρέπει να εξασφαλίζει απόσβεση κατά το μεγαλύτερο μέρος των δονήσεων του συρμού, ικανοποιητική διανομή των φορτίων και γρήγορη αποστράγγιση των όμβριων υδάτων (Σχήμα 2.4).Εκτός της έδρασης με έρμα (συμβατική ή εύκαμπτη έδραση) (Εικόνα 2.1) εφαρμόζεται και η έδραση με πλάκα σκυροδέματος (σταθερή επιδομή ή αλλιώς δύσκαμπτη έδραση, Σχήμα 2.5).Η δεύτερη αυτή λύση προτιμάται κυρίως στα υπόγεια τμήματα γραμμής καθώς περιορίζει σημαντικά τις ανάγκες συντήρησης. 12

14 Σχήμα 2.4:Διανομή φορτίων Έδραση με έρμα[2] Εικόνα 2.1: Έδραση με έρμα, γραμμή Νέου Ικονίου Σχήμα 2.5: Σχηματική παράσταση έδρασης με πλάκα σκυροδέματος[7] 13

15 Στις εικόνες 2.2 και 2.3 δίνονται αντίστοιχα ένα παράδειγμα έδρασης με σταθερή επιδομή στην Ελλάδα και οι σύνδεσμοι που χρησιμοποιούνται για την τοποθέτηση των σιδηροτροχιών. Εικόνα 2.2: Η πρώτη σταθερή επιδομή στην Ελλάδα στη σήραγγα Τεμπών[7] Εικόνα 2.3:Σύνδεσμοι σταθερής επιδομής[7] Η αλληλοδιαδοχή των διαφόρων στρώσεων του συστήματος επιδομή- υποδομή χαρακτηρίζεται από διαρκώς αυξανόμενο εμβαδό έδρασης κάθε στρώσης και σημαντική μείωση της αναπτυσσόμενης τάσης, όπως φαίνεται στο σχήμα 2.6. Έτσι, μεταξύ του σημείου που ασκείται το φορτίο τροχού και της υποδομής, η αναπτυσσόμενη τάση μειώνεται φορές. 14

16 Σχήμα 2.6:Αναπτυσσόμενες τάσεις στη σιδηροδρομική οδό μεταφοράς[1] Η σιδηροδρομική γραμμή πρέπει να εξασφαλίζει: [7] καλή διανομή των φορτίων κυκλοφορίας στο έδαφος θεμελίωσης αντοχή της επιδομής και υποδομής στα στατικά και δυναμικά φορτία ανάπτυξη υψηλών ταχυτήτων στις ευθυγραμμίες και στις καμπύλες δυναμική άνεση των επιβατών, ασφάλεια κυκλοφορίας μικρές περιβαλλοντικές επιπτώσεις μεγάλη διάρκεια ζωής µε μικρό σχετικά κόστος συντήρησης 15

17 Τα τεχνικά έργα Στα τεχνικά έργα συγκαταλέγονται οι σήραγγες και τα υπόγεια τμήματα γραμμής κατασκευασμένα με τη μέθοδο «cut and cover» ή «cover and cut» (Εικόνα 2.4), οι γέφυρες(εικόνα 2.5), οι ανισόπεδες διαβάσεις, τα χωματουργικά έργα (επιχώματα, ορύγματα) τα συστήματα αποστράγγισης (στραγγιστήρια, ανοικτές τάφροι), οι τοίχοι και τα έργα αντιστήριξης των εδαφών, οι αμυντικές στοές, οι οχετοί, τα ηχοπετάσματα και οι περιφράξεις. Εικόνα 2.4:Σιδηροδρομική σήραγγα διπλής γραμμής Ευαγγελισμού-Λεπτοκαρυάς [3] Εικόνα 2.5: Τοξωτή, σιδηροδρομική γέφυρα στη Δυτική Περιφερειακή Λεωφόρο Αιγάλεω στην Αθήνα [3] 16

18 Οι εγκαταστάσεις Οι εγκαταστάσεις διακρίνονται σε: εγκαταστάσεις γραμμής στις οποίες περιλαμβάνονται οι ισόπεδες σιδηροδρομικές διαβάσεις (Εικόνα 2.6α) και οι εγκαταστάσεις ηλεκτροκίνησης (Εικόνα 2.6β),σηματοδότησης και τηλεπικοινωνιών, λειτουργικές εγκαταστάσεις στις οποίες περιλαμβάνονται οι σταθμοί, τα «εργοστάσια» επισκευής και συντήρησης οχημάτων, τα αμαξοστάσια (Εικόνα 2.7α), οι εγκαταστάσεις καθαρισμού οχημάτων (Εικόνα 2.7β) και οι λοιπές κτιριακές εγκαταστάσεις (κτίρια διοίκησης, αποθηκευτικοί χώροι κλπ). α) β) Εικόνα 2.6: Εγκαταστάσεις γραμμής: α)ισόπεδη σιδηροδρομική διάβαση, β)εγκαταστάσεις ηλεκτρικής έλξης[4] α) β) Εικόνα 2.7: Λειτουργικές εγκαταστάσεις: α) αμαξοστάσιο, β)κτίριο συντήρησης ντηζελοκίνητων αυτοκινηταμαξών[4] 17

19 Τροχαίο υλικό Με τον όρο σιδηροδρομικό τροχαίο υλικό νοούνται όλα τα οχήματα, έλκοντα και ελκόμενα, που κινούνται πάνω στις σιδηροτροχιές και υλοποιούν άμεσα ή βοηθούν έμμεσα τις σιδηροδρομικές μεταφορές. Τα έλκοντα οχήματα διαθέτουν αυτόνομη κίνηση, είναι δηλαδή εφοδιασμένα με κινητήρες. Τα οχήματα αυτά: ή εξυπηρετούν αποκλειστικά την έλξη των ελκόμενων οχημάτων και ονομάζονται «κινητήρια οχήματα πορείας» ή επιτρέπουν συγχρόνως και τη μεταφορά περιορισμένου σχετικά αριθμού επιβατών και ονομάζονται «απλές ή αυτόνομες αυτοκινητάμαξες» ή χρησιμεύουν για ελιγμούς και ονομάζονται «μηχανές ελιγμών» Τα κινητήρια οχήματα πορείας ανάλογα με την πηγή ενέργειας με την οποία κινούνται κατατάσσονται σε τέσσερεις κατηγορίες: ατμάμαξες, ντηζελάμαξες, ηλεκτράμαξες, αεριοστροβιλάμαξες. Οι αυτοκινητάμαξες διακρίνονται σε ηλεκτρικές, ντηζελοκίνητες και αεριοστροβιλοκίνητες. Τα ελκόμενα (ή φερόμενα) οχήματα δε διαθέτουν αυτόνομη κίνηση. Εξυπηρετούν τη μεταφορά προσώπων ή αγαθών. Κατατάσσονται σε τρεις βασικές κατηγορίες ανάλογα με τη λειτουργικότητά τους:[1] Επιβατικά οχήματα (ή επιβατάμαξες) που προορίζονται για τη μεταφορά επιβατών Εμπορικά οχήματα κοινής (ή γενικής χρήσης) που προορίζονται για τη μεταφορά εμπορευμάτων γενικής φύσης (φορτάμαξες κοινής ή γενικής χρήσης) Φορτηγά οχήματα ειδικής χρήσης που προορίζονται για τη μεταφορά εμπορευμάτων ορισμένου είδους μόνο Στο τροχαίο σιδηροδρομικό υλικό συγκαταλέγονται επίσης και τα μηχανήματα γραμμής που χρησιμοποιούνται για την εκτέλεση των διαφόρων εργασιών συντήρησης της γραμμής. Διακρίνονται σε δύο μεγάλες κατηγορίες:[1] Βαρέα μηχανήματα γραμμής Καταγραφικά Οχήματα Γραμμής Κάθε σιδηροδρομικό όχημα, ελκόμενο ή κινητήριο, αποτελείται από τρία βασικά μέρη(σχήμα 2.7).[1] το αμάξωμα (ή κιβώτιο) τα φορεία τους άξονες 18

20 Σχήμα 2.7:Κύρια μέρη σιδηροδρομικού οχήματος (έλκον όχημα):αμάξωμα φορεία άξονες[1] Η σύνθεση των ελκόντων οχημάτων πορείας και των ελκόμενων οχημάτων δημιουργεί τους σιδηροδρομικούς συρμούς. Οι συρμοί χωρίζονται σε τρεις κατηγορίες (Σχήμα 2.8): Ελκόμενοι συρμοί/αμαξοστοιχίες Συρμοί push pull και Αυτοκινητάμαξες Όταν ένα έλκον όχημα πορείας έλκει ελκόμενα οχήματα τότε η σύνθεση ονομάζεται ελκόμενος συρμός (ή ελκόμενη αμαξοστοιχία) επιβατικός ή εμπορικός ανάλογα με την κατηγορία των ελκόμενων οχημάτων (Εικόνα 2.8).Όταν περιλαμβάνονται στο συρμό δύο έλκοντα οχήματα πορείας τότε η έλξη λέγεται διπλή. Οι αυτοκινητάμαξες: εφόσον δρομολογούνται ως ένα μόνον όχημα καλούνται αυτόνομες ή απλές αυτοκινητάμαξες (Τύπος σύνθεσης: 1Κ, όπου Κ κινητήριο όχημα) εφόσον δρομολογούνται δύο μαζί καλούνται δίδυμες αυτοκινητάμαξες(τύπος σύνθεσης: 1Κ+1Κ) εφόσον δρομολογούνται μαζί με άλλα, αμιγώς ελκόμενα οχήματα καλούνται δίδυμες (1Κ+1Ε, όπου Ε ελκόμενο όχημα), τρίδυμες(1κ+1ε+1κ ή 1Κ+1Ε+1Ε), τετράδυμες (1Κ+2Ε+1Κ), πεντάδυμες(1κ+3ε+1κ) αυτοκινητάμαξες, κλπ ανάλογα με το συνολικό αριθμό των οχημάτων Οι αυτοκινητάμαξες έχουν δυνατότητα αμφίδρομης κίνησης και δεν απαιτείται επομένως η χρήση μηχανής ελιγμών για τη συγκρότησή τους. Αντίθετα για τη συγκρότηση των ελκόμενων συρμών χρειάζεται μηχανή ελιγμών. Συρμοί push-pull ονομάζονται οι ελκόμενοι συρμοί στους οποίους στη σύνθεση υπάρχει ένα έλκον όχημα πορείας εμπρός (push-pull) ή πίσω(pull-push) και ένα ελκόμενο όχημα πίσω ή εμπρός αντίστοιχα που έχει διαμορφωμένο θάλαμο οδήγησης ώστε να είναι δυνατή 19

21 η οδήγηση της αμαξοστοιχίας και από αυτό. Με τον τρόπο αυτό ο συρμός έχει δυνατότητα αμφίδρομης κίνησης και δεν απαιτείται μηχανή ελιγμών για τη συγκρότησή του. Σχήμα 2.8:Κατηγορίες σιδηροδρομικών συρμών[1] Εικόνα 2.8: Ελκόμενος εμπορικός συρμός [4] 20

22 Σιδηροδρομική εκμετάλλευση Με τον όρο σιδηροδρομική εκμετάλλευση νοείται το σύνολο των δραστηριοτήτων μέσω των οποίων μια σιδηροδρομική επιχείρηση εξασφαλίζει την κυκλοφορία του τροχαίου υλικού που διαθέτει, στη σιδηροδρομική υποδομή. Η σιδηροδρομική εκμετάλλευση διακρίνεται σε τεχνική και εμπορική (Σχήμα 2.9). Για την υλοποίηση των δραστηριοτήτων της σιδηροδρομικής εκμετάλλευσης απαιτούνται ειδικές λειτουργικές εγκαταστάσεις (π.χ. σταθμοί, αποθηκευτικοί χώροι) και χρησιμοποιούνται διάφορα τεχνικά μέσα (π.χ. εξοπλισμός σταθμών), λειτουργικά εργαλεία (π.χ. λογισμικά, εφαρμογές τηλεματικής), και τεχνικοί κανόνες και πρότυπα (π.χ. κανονισμοί, τεχνικά σημειώματα, τεχνικές οδηγίες κλπ.). Για την ομαλή λειτουργία του σιδηροδρομικού συστήματος απαραίτητη προϋπόθεση αποτελεί η σωστή συντήρησή του. Η συντήρηση χαρακτηρίζεται ως «οριζόντια δραστηριότητα», καθώς αφορά και τις τρεις συνιστώσες του συστήματος. Σχήμα 2.9: Δραστηριότητες τεχνικής και εμπορικής σιδηροδρομικής εκμετάλλευσης[1] 21

23 2.3. Κατηγορίες σιδηροδρομικών συστημάτων Τα χερσαία μέσα μεταφοράς που κινούνται σε δικό τους, αποκλειστικό, διάδρομο κυκλοφορίας καλούνται μέσα «σταθερής τροχιάς»(σχήμα 2.10). Τα σιδηροδρομικά μέσα μεταφοράς κινούνται επί σιδηροτροχιών.διακινούν επιβάτες (επιβατικά σιδηροδρομικά συστήματα) ή αγαθά(εμπορικοί συρμοί).με βάση το «γεωγραφικό / πολεοδομικό» περιβάλλον στο οποίο λειτουργούν τα επιβατικά σιδηροδρομικά συστήματα διακρίνονται σε:[1] υπεραστικά προαστιακά / περιαστικά / περιφερειακά αστικά μεγάλων κατά μήκος κλίσεων Σχήμα 2.10:Ταξινόμηση μέσων μεταφοράς σε «σταθερή τροχιά»[1] 22

24 Ο υπεραστικός σιδηρόδρομος εξυπηρετεί μετακινήσεις μήκους μεγαλύτερου των km και συνδέει συνήθως μεγάλα αστικά κέντρα. Διακρίνεται σε σιδηρόδρομο υψηλών ταχυτήτων (Vσχ 200 km/h,vε 150 km/h) (Εικόνα 2.9) και σε σιδηρόδρομο συμβατικών ταχυτήτων(vσχ < 200 km/h) (Εικόνα 2.10), όπου Vσχ: ταχύτητα σχεδιασμού (μελέτης)και Vε: ταχύτητα εκμετάλλευσης. Ο προαστιακός σιδηρόδρομος(εικόνα 2.11) αποτελεί ένα ηλεκτροκίνητο συνήθως σιδηροδρομικό μέσο μεταφοράς με χαρακτηριστικά προσαρμοσμένα για την εξυπηρέτηση κύρια των μετακινήσεων μεταξύ κατοικίας και εργασίας, μέσα στα όρια επιρροής των μεγάλων πολεοδομικών συγκροτημάτων (προάστια, και δορυφορικά περιφερειακά κέντρα). Η εμβέλειά του μπορεί να φτάσει και τα 100 km. Όταν δρομολογείται σε μήκη km ονομάζεται και περιαστικός σιδηρόδρομος, ενώ όταν δρομολογείται για μεγαλύτερα μήκη ονομάζεται και περιφερειακός σιδηρόδρομος. Ο αστικός σιδηρόδρομος εξυπηρετεί μετακινήσεις μέσα στα όρια μιας πόλης. Διακρίνεται σε: μητροπολιτικό σιδηρόδρομο (μετρό) ελαφρύ μετρό τραμ (σύγχρονο τροχιόδρομο) μονόραβδο σιδηρόδρομο (monorail) καλωδιοκίνητα συστήματα Το μετρό κινείται κατά βάση υπόγεια και χαρακτηρίζεται από μεγάλη μεταφορική ικανότητα και υψηλό κόστος κατασκευής(εικόνα 2.12).Το τραμ εντάσσεται επιφανειακά στις οδικές αρτηρίες μιας πόλης χρησιμοποιώντας ειδική επιδομή(εικόνα 2.13).Ο μονόραβδος σιδηρόδρομος κινείται σε υπερυψωμένη διατομή, εξυπηρετεί μετακινήσεις μικρού μήκους, κυρίως μέσα σε χώρουςψυχαγωγίας, και χρησιμοποιεί ως οδό μεταφοράς μια μονή, κατάλληλα διαμορφωμένη δοκό, από σκυρόδεμα ή από χάλυβα (Εικόνα 2.14).Τέλος το ελαφρύ μετρό αποτελεί, με βάση τα κατασκευαστικά και λειτουργικά χαρακτηριστικά του, ένα σύστημα ενδιάμεσο του τραμ και του μετρό. Μετρό, τραμ και ελαφρύ μετρό ανήκουν στα ονομαζόμενα «ελαφρά σιδηροδρομικά». Ο σιδηρόδρομος «μεγάλων κατά μήκος κλίσεων» εξυπηρετεί μετακινήσεις μικρού μήκους των οποίων τα δύο άκρα παρουσιάζουν μεγάλη υψομετρική διαφορά. Διακρίνεται στον οδοντωτό σιδηρόδρομο και στα καλωδιοκίνητα συστήματα. Ο οδοντωτός σιδηρόδρομος χρησιμοποιείται κυρίως για προσέγγιση απομακρυσμένων ορεινών οικισμών και τουριστικών θέρετρων σε γραμμές με κατά μήκος κλίσεις μεγαλύτερες συνήθως του (Εικόνα 2.15).Η επιδομή των οδοντωτών σιδηροδρόμων περιλαμβάνει, εκτός από τις δύο κλασικές σιδηροτροχιές της γραμμής, και μια ενδιάμεση ράβδο με οδόντωση (οδοντωτή σιδηροτροχιά). Οι άξονες των κινητηρίων οχημάτων είναι εφοδιασμένοι με έναν ή περισσότερους κινητήριους οδοντωτούς τροχούς, που διατάσσονται οριζόντια ή κατακόρυφα. Η απαιτούμενη συμπληρωματική δύναμη εξασφαλίζεται με την εμπλοκή των οδοντώσεων της οδοντωτής σιδηροτροχιάς με τις οδοντώσεις των οδοντωτών κινητήριων τροχών. 23

25 Τα καλωδιοκίνητα σιδηροδρομικά συστήματα είναι το funicular(καλωδιοκίνητα οχήματα καμπίνας)και το cablecar (καλωδιοκίνητος σιδηρόδρομος ή τροχιόδρομος). Το funicular(εικόνα 2.16) συνδέει συνήθως αποστάσεις μικρότερες των 5 km που παρουσιάζουν συνεχείς κατά μήκος κλίσεις της τάξης των (max 1160 κατά μήκος κλίση που έχει καταγραφεί στην πράξη). Αποτελείται από δύο οχήματα (ή καμπίνες) τα οποία κινούνται, το ένα ανερχόμενο και το άλλο κατερχόμενο, με τη βοήθεια καλωδίου πάνω σε σιδηροτροχιές. Τα οχήματα είναι μόνιμα συνδεδεμένα στα δύο άκρα του καλωδίου και κινούνται ταυτόχρονα. Το ανερχόμενο όχημα χρησιμοποιεί τη δύναμη βαρύτητας του κατερχόμενου (counter balance system). Το cable car(εικόνα 2.17) συνδέει συνήθως αποστάσεις μικρότερες των 1,5 km, που παρουσιάζουν συνεχείς κατά μήκος κλίσεις της τάξης των (max 1880 κατά μήκος κλίση που έχει καταγραφεί στην πράξη). Αποτελείται από ένα μόνο σιδηροδρομικό όχημα το οποίο κινείται πάνω σε κλασικές σιδηροτροχιές με τη βοήθεια ενός καλωδίου που κινείται με σταθερή ταχύτητα. Τα μεμονωμένα οχήματα ξεκινούν και σταματούν ελευθερώνοντας και τραβώντας το καλώδιο αυτό ανάλογα με τις ανάγκες. Εικόνα 2.9:Υπεραστικός σιδηρόδρομος υψηλών ταχυτήτων (Ελκόμενος επιβατικός ηλεκτροκίνητος συρμός)[4] 24

26 Εικόνα 2.10:Υπεραστικός σιδηρόδρομος συμβατικών ταχυτήτων του ΟΣΕ (Ελκόμενος επιβατικός ηλεκτροκίνητος συρμός)[4] Εικόνα 2.11:Προαστιακός σιδηρόδρομος (πεντάδυμη ηλεκτροκίνητη αυτοκινητάμαξα Desiro του ΟΣΕ)[4] 25

27 Εικόνα 2.12: Συρμός μετρό Αθήνα[5] Εικόνα 2.13:Τραμ Αθήνα[6] Εικόνα 2.14: Επικαθήμενος Μονόραβδος σιδηρόδρομος[4] 26

28 Εικόνα 2.15:Οδοντωτός σιδηρόδρομος [4] Εικόνα 2.16:Funicular Εικόνα 2.17: Cablecar (Φωτ.: Αρτέμης Κλώνος) 27

29 Κεφάλαιο 3: Ο Σιδηρόδρομος και οι διεπαφές του με το περιβάλλον φυσικό 3.1 Το φυσικό περιβάλλον του σιδηροδρόμου Τα σιδηροδρομικά συστήματα μεταφοράς κινούνται επιφανειακά, υπόγεια και υπέργεια. Στο πλαίσιο αυτό, το φυσικό περιβάλλον το οποίο επηρεάζουν με την υποδομή τους είναι : ο αέρας, η επιφάνεια του εδάφους και το υπέδαφος. Ειδικότερα: Ο αέρας επηρεάζεται από: την κατανάλωση ενέργειας που απαιτείται για τη λειτουργία του συστήματος τη ρύπανση που προέρχεται από τις εκπομπές των αέριων ρύπων που εκλύονται κυρίως κατά τη φάση παραγωγής της ηλεκτρικής ενέργειας και κατά την κυκλοφορία των ντηζελοκίνητων συρμών(ατμοσφαιρική ρύπανση) το θόρυβο που εκπέμπεται κατά την κίνηση των συρμών(ηχορύπανση) Το υπέδαφος και τα υπόγεια ύδατα επηρεάζονται από: τη ρύπανση, η οποία προκαλείται από τα απόβλητα και τις ρυπογόνες ουσίες που εκλύονται από τα οχήματα κατά την κίνησή τους στις γραμμές κυκλοφορίας ή προέρχονται από τις διάφορες δραστηριότητες που λαμβάνουν χώρα στις λειτουργικές εγκαταστάσεις και των οποίων τα απόβλητα διεισδύουν στο έδαφος (ρύπανση εδάφους και υδάτων) τις δονήσεις που μεταδίδονται από την επιδομή της γραμμής στο έδαφος Η επιφάνεια του εδάφους και γενικότερα ότι υπάρχει ή κινείται πάνω σ αυτήν (άνθρωποι, χλωρίδα, πανίδα, κατασκευές κλπ) επηρεάζεται από: τις δονήσεις και το θόρυβο που παράγονται κατά την κύλιση των συρμών επί των σιδηροτροχιών και μεταφέρονται μέσω του εδάφους στις γειτονικές κατασκευές (εδαφομεταφερόμενος θόρυβος και δονήσεις) τις επιπτώσεις που προκαλούνται στα υπόλοιπα μέσα μετακίνησης λόγω δέσμευσης χώρου από τη σιδηροδρομική υποδομή (κατάληψη χώρου) τις αλλαγές που δημιουργούνται στην τοπογραφία του εδάφους και ειδικά για τα αστικά μέσα, στο αστικό τοπίο (ένταξη στο τοπογραφικό ανάγλυφο/δομημένο περιβάλλον) την μεταβολή που επέρχεται στην αισθητική του χώρου λόγω της παρουσίας του νέου μέσου (οπτική όχληση) 28

30 την διατάραξη των διαφόρων δραστηριοτήτων των περιοίκων σε συνδυασμό με τη μη προσπελασιμότητα περιοχών και ειδικά για τα αστικά μέσα, τη ρήξη της συνέχειας του αστικού ιστού τη διατάραξη των οικοσυστημάτων Τέλος και οι τρεις συνιστώσες του φυσικού περιβάλλοντος του σιδηροδρόμου και γενικότερα όλος ο πλανήτης, επηρεάζονται από την κλιματική αλλαγή την οποία προκαλούν τα ονομαζόμενα αέρια του θερμοκηπίου που εκπέμπουν τα μέσα μεταφοράς. Όλα τα παραπάνω συνθέτουν ουσιαστικά τις διεπαφές του σιδηροδρόμου με το φυσικό περιβάλλον και περιγράφονται στη συνέχεια πιο αναλυτικά Κατανάλωση ενέργειας Ορισμός Ενέργεια καλείται η ικανότητα ενός σώματος ή συστήματος να παράγει έργο. Τα τρένα κινούνται χρησιμοποιώντας κυρίως δύο πηγές ενέργειας: (α) το πετρέλαιο,µε τη μορφή του καυσίμου ντήζελ (ντηζελάμαξες) και (β) τον ηλεκτρισμό (ηλεκτράμαξες) Ο ατμός, η παλαιότερη μορφή προώθησης, βρισκόταν σε παγκόσμια χρήση µέχρι περίπου τον Β Παγκόσμιο Πόλεμο. Έκτοτε έχει υποκατασταθεί από τις αποδοτικότερες μορφές της ντηζελοκίνητης και ηλεκτροκίνητης έλξης. Συγκεκριμένα: Οι ντηζελάμαξες μετατρέπουν μέσω των μηχανών ντήζελ τη θερμική ενέργεια σε κινητική. Διακρίνονται σε δυο τύπους: σε αυτές που μετατρέπουν απευθείας τη θερμική ενέργεια σε κινητική και σε αυτές που μετατρέπουν τη θερμική ενέργεια αρχικά σε ηλεκτρική και στη συνέχεια σε κινητική ενέργεια. Οι ηλεκτράμαξες μετατρέπουν την ηλεκτρική ενέργεια σε κινητική. Οι ηλεκτράμαξες πρέπει να τροφοδοτούνται με ηλεκτρικό ρεύμα. Έτσι πάνω από τις σιδηροδρομικές γραμμές υπάρχει ηλεκτρικό δίκτυο συνεχούς ρεύματος 3 kv ή μονοφασικού εναλλασσόμενου 25 kv. Η υψηλή τάση χρησιμοποιείται για την ελαχιστοποίηση των ενεργειακών απωλειών στο ηλεκτρικό δίκτυο. Η ηλεκτράμαξα έχει ένα σύστημα λήψης του ηλεκτρικού ρεύματος (παντογράφος) και ένα μετασχηματιστή για τον υποβιβασμό της υψηλής τάσης του δικτύου τροφοδοσίας σε τάση λειτουργίας των ηλεκτροκινητήρων. Η κατανάλωση ενέργειας δεν καταδικάζει κανένα από τα δυο συστήματα έλξης. Η απόδοση ενός τόνου πετρελαίου είναι σχεδόν ίδια, είτε αυτό καίγεται σε ένα κεντρικό σταθμό της Δ.Ε.Η. και διοχετεύεται υπό μορφή ηλεκτρικής ενέργειας στον αγωγό επαφής, είτε καίγεται σε έναν κινητήρα Diesel εσωτερικής καύσης μιας ντηζελάμαξας. Επομένως, η απόδοση μιας 29

31 ντηζελάμαξας και μιας ηλεκτράμαξας συνεχούς ή εναλλασσόμενου ρεύματος κυμαίνεται περίπου στο ίδιο επίπεδο. Ο αριθμός των ηλεκτροκίνητων συρμών τα τελευταία χρόνια έχει αυξηθεί σημαντικά, καθώς και το ποσοστό των επιβατικών και εμπορευματικών μεταφορών που πραγματοποιούνται από αυτά (Σχήματα 3.1 έως 3.4). Σχήμα 3.1: Αναλογία ηλεκτροκινούμενων και μη ηλεκτροκινούμενων γραμμών εκφρασμένη σε ποσοστό % ανά km γραμμής (% track-km), για τα έτη (UIC 2011) [8] Σχήμα 3.2: Πραγματοποιηθέντα τρενοχιλιόμετρα επιβατικών συρμών ανά είδος έλξης (train-km), για τα έτη 2005 και 2009 (UIC 2011) [8] 30

32 Σχήμα 3.3: Πραγματοποιηθέντα τρενοχιλιόμετρα εμπορικών συρμών ανά είδος έλξης (train-km), για τα έτη 2005 και 2009 (UIC 2011) [8] Σχήμα 1.4: Ποσοστό κατανάλωσης ενέργειας από το σιδηρόδρομο, ανάλογα με τον τρόπο παραγωγής της, σε διάφορες χώρες [8] 31

33 Λειτουργίες του σιδηροδρομικού συστήματος που απαιτούν κατανάλωση ενέργειας Τροφοδότηση αμαξοστοιχίας Η ενέργεια που καταναλώνεται στο επίπεδο του συρμού χρειάζεται για να ικανοποιηθούν έξι βασικές λειτουργίες του: [9] 1. Επιτάχυνση του συρμού Η ενέργεια που απαιτείται για την επιτάχυνση του συρμού (αλλά και για την επιτάχυνση οποιουδήποτε σώματος) βασίζεται στη θεμελιώδη αρχή του Νεύτωνα και είναι άμεσα εξαρτώμενη από το ίδιο βάρος (μάζα) του συρμού και την ταχύτητα με την οποία κινείται. όπου m: η μάζα του συρμού u: η επιθυμητή ταχύτητα Ε k : η κινητική ενέργεια συρμού (Σχέση 3.1) Με βάση τη Σχέση 3.1, για να αυξηθεί η ταχύτητα κατά το διπλάσιο απαιτείται τετραπλάσια ενέργεια, για να τριπλασιαστεί η ταχύτητα απαιτείται το εννεαπλάσιο της ενέργειας κ.ο.κ. Ο νόμος της κινητικής ενέργειας που περιγράφηκε παραπάνω εφαρμόζεται και για τον υπολογισμό της αεροδυναμικής αντίστασης του συρμού. 2. Αδρανειακή αντίσταση Έλξη συρμού Η αδρανειακή αντίσταση ενός συρμού, όπως και κάθε σώματος, υπακούει στο δεύτερο νόμο του Νεύτωνα: «Το άθροισμα των δυνάμεων που επενεργούν σε ένα σώμα είναι ίσο με το γινόμενο της μάζας του επί την επιτάχυνση αυτού ως προς ακίνητο σύστημα αναφοράς» [6].Συνεπώς, λόγω αδρανειακής αντίστασης θα καταναλώνεται ενέργεια κάθε φορά που ξεκινάει το τρένο, δηλαδή μετά από κάθε στάση. Όσο μειώνεται ο αριθμός των στάσεων, δηλαδή όσο μεγαλώνει η μεταξύ τους απόσταση, δαπανάται λιγότερη συνολικά ενέργεια. Στην περίπτωση των τρένων υψηλών ταχυτήτων καταναλώνεται πολύ ενέργεια για να υπερνικηθούν οι αεροδυναμικές αντιστάσεις (αυξάνονται ανάλογα με το τετράγωνο της ταχύτητας). Αυτός είναι ο λόγος που τα τρένα υψηλών ταχυτήτων έχουν αεροδυναμική μορφή στο εμπρόσθιο και οπίσθιο τμήμα τους (μύτη και ουρά συρμού). Στην περίπτωση των τρένων που κάνουν πολλές στάσεις (μετρό, τραμ, προαστιακός) η ενέργεια που καταναλώνεται κατά την εκκίνηση είναι σημαντική όπως επίσης κρίσιμη είναι και η ανάκτηση της ενέργειας λόγω πέδησης. Στις περιπτώσεις αυτές ο συρμός πρέπει να έχει όσο το δυνατόν μικρότερο βάρος. 32

34 Τέλος, στην περίπτωση βαρέων εμπορικών αμαξοστοιχιών, πρέπει να αποφεύγονται οι συχνές ακινητοποιήσεις/σταθμεύσεις των συρμών, έτσι ώστε τα βαγόνια να μπορούν να κινούνται με μια σταθερή ταχύτητα και να αποφεύγονται έτσι αυξομειώσεις στην κινητική τους ενέργεια. 3. Πορεία σε τμήματα γραμμής με κατά μήκος κλίση Η μείωση της απαιτούμενης ενέργειας που χρειάζεται ένας συρμός για να κινηθεί σε τμήματα γραμμής με κατά μήκος κλίση μπορεί να επιτευχθεί με ορθολογική οδήγηση. Συγκεκριμένα, στις κατωφέρειες μπορεί να χρησιμοποιηθεί ενέργεια που έχει αποθηκευτεί ήδη κατά την πορεία του τρένου στις ανωφέρειες. Τα ηλεκτρικά συστήματα του τρένου συνδράμουν ανακτώντας την ενέργεια αυτή η οποία σε άλλη περίπτωση θα χανόταν κατά τη διάρκεια της πέδησης προκειμένου να ελεγχθεί η ταχύτητα κατά την κατάβαση. 4. Τροφοδότηση συστημάτων ελέγχου Η τροφοδότηση των συστημάτων ελέγχου (εγκαταστάσεις ηλεκτροκίνησης, σηματοδότησης, τηλεπικοινωνιών κλπ) αφορά ένα πολύ μικρό ποσό της καταναλισκόμενης ενέργειας σε σχέση με τις υπόλοιπες λειτουργίες, ωστόσο και σε αυτήν την περίπτωση υπάρχει πιθανότητα άσκοπης δαπάνης ενέργειας λόγω κακού σχεδιασμού και κακής συντήρησης των συστημάτων ελέγχου. 5. Φωτισμός, θέρμανση, ψύξη και εξαερισμός Για τη θέρμανση, την ψύξη, το φωτισμό και τον εξαερισμό των οχημάτων χρησιμοποιείται ενέργεια σε μεγάλες ποσότητες ακόμα και όταν ο συρμός είναι ακινητοποιημένος. Η ενέργεια αυτή ισούται συνήθως με το 10% της συνολικά καταναλισκόμενης ενέργειας ωστόσο σε περιπτώσεις κακής διαχείρισης μπορεί να φτάσει και το 25%, για τρένα που παρέχουν υπηρεσίες σε ώρες αιχμής. 6. Τροφοδότηση της ισχύος μέσω του ηλεκτρικού δικτύου Η τελευταία λειτουργία στην οποία δαπανάται ενέργεια είναι η τροφοδότηση των τρένων με ενέργεια από το ηλεκτρικό δίκτυο (όταν πρόκειται για ηλεκτροκίνητο σιδηρόδρομο). Η απώλεια ενέργειας σε ένα ηλεκτρικό δίκτυο είναι ανάλογη του τετραγώνου της έντασης του ρεύματος, της αντίστασης του αγωγού επαφής και του χρόνου διέλευσης του ηλεκτρικού ρεύματος. [9] όπου Ε: η ηλεκτρική ενέργεια Ι: η ένταση ηλεκτρικού ρεύματος R: η αντίσταση του αγωγού (Σχέση 3.2) t: ο χρόνος διέλευσης ηλεκτρικού ρεύματος 33

35 Τροφοδότηση σιδηροδρομικού σταθμού Η λειτουργία των σιδηροδρομικών σταθμών απαιτεί ένα σημαντικό ποσοστό της συνολικά καταναλισκόμενης ενέργειας σε ένα σιδηροδρομικό σύστημα. Σε σιδηροδρομικά δίκτυα που έχουν πολλούς σταθμούς η ενέργεια που δαπανάται για τη λειτουργία των ανελκυστήρων, των κυλιόμενων κλιμάκων αλλά και για το φωτισμό και τη θέρμανση των σταθμών μπορεί να αποτελεί ως και το 20% της συνολικά καταναλισκόμενης ενέργειας. Οι σταθμοί λειτουργούν με τον ίδιο τρόπο που λειτουργούν και τα κτίρια γραφείων, υπάρχουν δηλαδή «καλές πρακτικές για εξοικονόμηση ενέργειας» που μπορούν να εφαρμοστούν και να εξοικονομηθεί με αυτόν τον τρόπο ένα σημαντικό ποσοστό ηλεκτρικής ενέργειας. [9] Παραγωγή και διανομή τελικής ενέργειας Πρέπει να τονισθεί ότι η κατανάλωση ενέργειας περιλαμβάνει την ενέργεια που καταναλώνεται άμεσα από το όχημα και τους σταθμούς αλλά και αυτή που δαπανάται κατά την παραγωγή και διανομή της ηλεκτρικής ενέργειας Μονάδες μέτρησης της κατανάλωσης ενέργειας Τα μεγέθη τα οποία χρησιμοποιούνται συνήθως για τη μέτρηση της κατανάλωσης ενέργειας του σιδηροδρόμου δίνονται στον πίνακα 3.1.και οι σχέσεις που συνδέουν τις μονάδες μέτρησης μεταξύ τους στον πίνακα 3.2. Πίνακας 3.1: :Δείκτες μέτρησης κατανάλωσης ενέργειας για επιβατικές και εμπορευματικές σιδηροδρομικές μεταφορές Επιβατικές μεταφορές kwh/ επιβατοθέση(kwh/passenger seat) kwh/ επιβατοχιλιόμετρο(kwh/pkm) MJ/ επιβατοθέση(mj/passenger seat) MJ/ επιβατοχιλιόμετρο (Mj/pkm) Λίτραβενζίνης/ επιβατοθέση (lt petrol/passenger seat) BTU/επιβατοχιλιόμετρο (BTU/pkm) Εμπορευματικές μεταφορές kwh/ τονοχιλιόμετρο(kwh/tkm) MJ/ τονοχιλιόμετρο(mj/tkm) Λίτρα βενζίνης/ τονοχιλιόμετρο (ltpetrol/tkm) BTU/τονοχιλιόμετρο(BTU/tkm) Πίνακας 3.2 : Σχέση μεταξύ των μονάδων μέτρησης ενέργειας Μετατροπή μονάδων μέτρησης ενέργειας σε kwh MJ 0,2778 BTU 2,931 x λίτρο βενζίνης 9,7 34

36 Τιμές ενεργειακής κατανάλωσης στο σιδηρόδρομο Η συνολική κατανάλωση ενέργειας στους ευρωπαϊκούς σιδηροδρόμους μειώθηκε κατά 25% από το 1990 μέχρι το 2010 παρόλο που η κίνηση αυξήθηκε. Παρατηρήθηκε, ότι η κατανάλωση ενέργειας μειώνεται γραμμικά από το 1990 έως το 2010 (πίνακας 3.3), ενώ προσδοκάται μείωση της συνολικής ενέργειας που καταναλώνεται για τη λειτουργία του τρένου, κατά 37% το 2020 και κατά 51% το 2030 (πίνακας 3.4). Συγκεκριμένα, στον τομέα των σιδηροδρομικών επιβατικών και εμπορευματικών μεταφορών, η κατανάλωση ενέργειας έχει μειωθεί κατά 13% και 18% αντίστοιχα, κατά τη διάρκεια της εικοσαετίας Πίνακας 3.3: Κατανάλωση ενέργειας επιβατικών και εμπορευματικών σιδηροδρομικών μεταφορών στην Ε.Ε. εκφρασμένη σε GWh Κατανάλωση ενέργειας σιδηροδρομικών μεταφορών (GWh) Επιβατικές Εμπορευματικές Σύνολο ,558 28,255 74, ,391 17,522 60, ,581 17,272 60, ,334 16,573 59, ,859 15,311 59, ,097 12,057 56, ,699 12,730 56,429 Πίνακας 3.4: Κατανάλωση ενέργειας επιβατικών και εμπορευματικών σιδηροδρομικών μεταφορών στην Ε.Ε. εκφρασμένη σε kwh/pkmκαιkwh/tkmαντίστοιχα Κατανάλωση ενέργειας σιδηροδρομικών μεταφορών Επιβατικές (KWh/pkm) (πραγματικές τιμές) (αναμενόμενες τιμές γραμμικής πτώσης) 2030 (στρατηγικός στόχος) Εμπορευματικές (KWh/tkm) Στο σχήμα 3.5 δίνεται η κατανάλωση ενέργειας ανά κατηγορία επιβατικών συρμών και για διαφορετικά συστήματα έλξης. 35

37 Σχήμα 3.5: Κατανάλωση ενέργειας επιβατικών μεταφορών ανά κατηγορία συρμών και ανά τύπο έλξης, 2005 (kj/pkm)[8] Είναι χαρακτηριστικό ότι τα περιφερειακά τρένα είναι πιο ενεργοβόρα από τα υπεραστικά και ότι τα ηλεκτροκίνητα τρένα καταναλώνουν πολύ λιγότερη ενέργεια από τα ντηζελοκίνητα (περίπου το 1/3) Mέτρα για χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας στο σιδηρόδρομο Παγκοσμίως ο σιδηροδρομικός τομέας εργάζεται σκληρά με σκοπό να μειώσει την ενεργειακή κατανάλωση των συρμών. Μερικά παραδείγματα είναι τα ακόλουθα: 1. Οδήγηση υψηλής ενεργειακής απόδοσης (σχήμα 3.6) Ρύθμιση της κυκλοφοριακής ροής Χρονοδιαγράμματα Συμβουλευτικά συστήματα οδήγησης. Στην Αυστραλία, το σύστημα Freightmiser είναι ένα σύστημα παροχής συμβουλών μέσα στην καμπίνα του μηχανοδηγού που τον βοηθά με την κατάλληλη οδήγηση, να ελαχιστοποιήσει την κατανάλωση καυσίμου. Δοκιμές έδειξαν ότι η εξοικονόμηση καυσίμου μπορεί να φτάσει το 5-20%. Το ευρωπαϊκό πρόγραμμα TRAINER βοήθησε στο να μειωθεί η ενεργειακή κατανάλωση των σιδηροδρόμων μέσω της εκπαίδευσης των οδηγών. Η εταιρία DeutscheBahn στη Γερμανία απέδειξε ότι η εκπαίδευση των οδηγών μπορεί να εξοικονομήσει ενέργεια της τάξης του 5% τόσο για τα ντηζελοκίνητα όσο και για τα ηλεκτροκίνητα τρένα. Στο σχήμα 3.6 παρουσιάζονται τα αποτελέσματα μετρήσεων κατανάλωσης ενέργειας με 2 διαφορετικούς τρόπους οδήγησης. 36

38 Σχήμα 3.6: Κατανάλωση ενέργειας με δυο διαφορετικούς τρόπους οδήγησης [60] 2. Αεροδυναμικός σχεδιασμός και μείωση μάζας συρμών Στην Ιαπωνία, βελτιώσεις στο σχεδιασμό των τρένων Shinkansen, συγκεκριμένα στη μορφή της μύτης του συρμού και μειώσεις στο βάρος των οχημάτων είχαν σαν αποτέλεσμα να μειωθεί η κατανάλωση ενέργειας κατά 40% παρόλο που η ταχύτητα αυξήθηκε. Στην περίπτωση των τρένων που κάνουν πολλές στάσεις (μετρό, τραμ, προαστιακός) η ενέργεια που καταναλώνεται κατά την εκκίνηση είναι σημαντική. Στις περιπτώσεις αυτές ο συρμός πρέπει να έχει όσο το δυνατόν μικρότερο βάρος. Για τη μείωση του βάρους των οχημάτων ένα νέο υλικό, το οποίο βρίσκει εφαρμογή τελευταία, είναι τα ανθρακονήματα. Αποτελούνται από πολύ λεπτές ίνες οι οποίες κατασκευάζονται κυρίως από άτομα άνθρακα. 3. Συστήματα αναγέννησης πέδησης και αποθήκευσης ενέργειας Η αποθήκευση της ενέργειας μπορεί να γίνει με μπαταρίες, ηλεκτροχημικούς πυκνωτές (ultracapacitors), σφονδύλους(flywheels) και με συστήματα αποθήκευσης υπεραγώγιμης μαγνητικής ενέργειας (SMES Superconducting Magnetic Energy Storage). Παγκοσμίως, η χρησιμοποίηση συστήματος πέδησης με ανάκτηση της ενέργειας έχει μειώσει περίπου στο 8% την κατανάλωση ενέργειας. Στο σχήμα 3.7 φαίνεται η δυνατότητα αποθήκευσης του κάθε συστήματος και ο χρόνος εξάντλησης της ενέργειας.[58] 37

39 Σχήμα 3.7: Μέγιστος χρόνος εξάντλησης της αποθηκευμένης ισχύος [58] 4. Οικολογικός φωτισμός με LEDs. Πρόκειται για μία πολύ χαμηλής ενέργειας λύση φωτισμού, η οποία καταναλώνει μέχρι και τρεις φορές λιγότερη ενέργεια από τα συμβατικά συστήματα. 38

40 3.3. Ατμοσφαιρική ρύπανση και κλιματική αλλαγή Ορισμός Ο τομέας των μεταφορών παράλληλα με τη μεγάλη συμβολή του στη ανάπτυξη, δημιουργεί ιδιαίτερα προβλήματα στην ποιότητα του αέριου περιβάλλοντος, έχοντας την ευθύνη για περισσότερο από το 50% των εκπομπών του οξειδίου του αζώτου και το 25% περίπου των εκπομπών του κυριότερου αερίου του θερμοκηπίου, του CO 2, σε παγκόσμια κλίμακα. Οι επιπτώσεις των μεταφορών στη ρύπανση της ατμόσφαιρας χωρίζονται σε δύο μεγάλες κατηγορίες: στην τοπική ρύπανση, που περιλαμβάνει όλες τις μορφές αέριας ρύπανσης που επηρεάζουν την ποιότητα της ατμόσφαιρας και την υγεία σε τοπική κλίμακα στη γενική ρύπανση που σχετίζεται με την καταστροφή της στιβάδας του όζοντος και το «φαινόμενο του θερμοκηπίου» Οι βασικοί ρύποι που εκπέμπονται από τα διάφορα μέσα μεταφοράς και δημιουργούν τοπική ρύπανση είναι το μονοξείδιο του άνθρακα (CO), τα οξείδια του αζώτου (NOX), οι υδρογονάνθρακες (HC), τα στερεά σωματίδια (TSP), το διοξείδιο του θείου (SO2) και διάφορα ίχνη μετάλλου. Δευτερογενείς ρύποι όπως το όζον (Ο3) διαμορφώνονται επίσης με φωτοχημικές αντιδράσεις στην ατμόσφαιρα.(πίνακας 3.5) Οι αυξημένες εκπομπές των παραπάνω ρύπων, δημιουργούν σε σχέση με την ανθρώπινη υγεία μείωση του οξυγόνου στο αίμα, αναπνευστικά προβλήματα, ενοχλήσεις στα μάτια κλπ. καθώς και μεγάλες ζημιές στη χλωρίδα, την πανίδα, την αγροτική παραγωγή και ορισμένες φορές ακόμα και στα κτίρια. Η ανάλυση των επιπτώσεων της τοπικής ατμοσφαιρικής ρύπανσης από τις μεταφορές έχει γίνει αντικείμενο αναλυτικής έρευνας και συζήτησης για τρεις τουλάχιστον δεκαετίες. Αντίθετα, η διερεύνηση του φαινομένου της γενικής ρύπανσης και της κλιματικής αλλαγής έχει αρχίσει να απασχολεί εντονότερα την έρευνα τα τελευταία χρόνια, καθώς και οι επιπτώσεις της ενδέχεται να έχουν καθολικό και ιδιαίτερα καταστρεπτικό αποτέλεσμα για το σύνολο του πλανήτη. [10] Πίνακας 3.5 : Κατηγορίες ρύπανσης και βασικοί ρύποι Κατηγορίες ρύπανσης Γενική (πλανητική ρύπανση) Επιπτώσεις Τοπική ρύπανση Ρύποι καταστροφή όζοντος στρατόσφαιρας φαινόμενο θερμοκηπίου CO NOX HC TSP SO2 O3 39

41 Οι πλανητικές (global) επιπτώσεις του σιδηροδρόμου και γενικότερα των μεταφορών στο περιβάλλον μπορούν να διακριθούν σε δυο κατηγορίες: Α) καταστροφή της στιβάδας του όζοντος Β) κλιματικές αλλαγές λόγω του «φαινομένου του θερμοκηπίου» Το όζον της ατμόσφαιρας, σε ένα ύψος 25 km περίπου είναι εντελώς αναγκαίο για την προστασία της ζωής στην επιφάνεια του εδάφους, καθώς απορροφά την υπεριώδη ακτινοβολία του ηλιακού φωτός, η οποία είναι γνωστό ότι προκαλεί καρκίνο του δέρματος και καταρράκτη στους ανθρώπους και τα ζώα και μείωση της παραγωγής των γεωργικών προϊόντων. Η στιβάδα του στρατοσφαιρικού όζοντος, καταστρέφεται από σύνθετες χημικές αντιδράσεις που προκαλούν οι χλωροφθοράνθρακες (CFC S). Το «φαινόμενο του θερμοκηπίου», η υπερθέρμανση δηλαδή της ατμόσφαιρας της γης λόγω της αυξημένης απορρόφησης υπέρυθρης ακτινοβολίας, προκαλείται από ένα μεγάλο φάσμα αερίων, τα οποία ονομάζονται αέρια του θερμοκηπίου. Τα αέρια αυτά αλλοιώνουν την εξισορρόπηση των ακτινοβολιών μεταξύ γης και ήλιου, απορροφώντας μόνο την υπέρυθρη ακτινοβολία που εκπέμπεται από τη γη, χωρίς να απορροφούν την ηλιακή ακτινοβολία στις συχνότητες της μέγιστης έντασής της εντός του ορατού φάσματος. Οι επιπτώσεις αυτής της πλανητικής υπερθέρμανσης πιστεύεται ότι θα είναι οι σοβαρές κλιματικές αλλαγές, οι επιδράσεις στην ισορροπία των οικοσυστημάτων, η ταχύτερη τήξη των πολικών πάγων, η υπερύψωση του επιπέδου της θαλάσσιας στάθμης κλπ. Τα βασικά αέρια της ατμόσφαιρας, το οξυγόνο και το άζωτο παίζουν πολύ μικρό ρόλο στο φαινόμενο αυτό. Τα αέρια που δημιουργούν κατά κύριο λόγο το πρόβλημα είναι : [10] Το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) Το μεθάνιο (CH4) Το οξείδιο του αζώτου (N2O) Οι χλωροφθοράνθρακες (CFC S) Το όζον της τροπόσφαιρας Οι υδρατμοί σε μεγάλο υψόμετρο Ο σιδηρόδρομος είναι το μόνο μέσο που έχει μειώσει το μερίδιό του αναφορικά με τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα (CO2) από το 1990, ενώ όλα τα υπόλοιπα το έχουν αυξήσει. Σήμερα, περίπου το 80% των σιδηροδρομικών συστημάτων στην Ευρώπη λειτουργούν με ηλεκτρική ενέργεια πράγμα που καθιστά δυνατό την αλλαγή σε καθαρή ηλεκτρική ενέργεια μόλις αυτή θα είναι διαθέσιμη. Επιπλέον, τα σύγχρονα τρένα είναι εξοπλισμένα με «συστήματα αναγέννησης» που επιτρέπουν την ανάκτηση ενέργειας κατά την πέδηση. Συνολικά λοιπόν, ο σιδηρόδρομος παράγει τις λιγότερες εκπομπές αερίων CO2 συγκριτικά με τις οδικές, τις αεροπορικές ακόμα και με τις πλωτές μεταφορές. 40

42 Λειτουργίες του σιδηροδρόμου που προκαλούν ατμοσφαιρική ρύπανση Οι εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου κατά τη λειτουργία του σιδηροδρόμου εξαρτώνται από τον τύπο της πρωτογενούς ενέργειας που χρησιμοποιείται για την παραγωγή της ηλεκτρικής ενέργειας που θα τροφοδοτεί το συρμό. Οι ηλεκτροκίνητες μεταφορές, δεν προκαλούν άμεσα ατμοσφαιρική ρύπανση στην εγγύς περιοχή της διέλευσής του. Είναι σημαντικό οι μελετητές, κατά το σχεδιασμό ενός συστήματος ηλεκτροκίνητου σιδηρόδρομου να εξετάσουν την ανάπτυξη ενός σχεδίου τροφοδότησης του σιδηρόδρομου με εναλλακτικές πηγές ενέργειας όπως ο ήλιος και ο άνεμος προκειμένου να μειώσουν τις εκπομπές ρυπαντών. Κατά τη λειτουργία του σιδηροδρόμου έχουμε ρύπους στην περίπτωση της ντηζελοκίνησης ενώ σε αυτή της ηλεκτροκίνησης δεν παράγονται αέριοι ρύποι. Κατά την κατασκευή των σιδηροδρομικών έργων οι πηγές αέριας ρύπανσης είναι: α) Οι εκπομπές αερίων ρύπων από τα διάφορα μηχανήματα (φορτηγά, εκσκαφείς, φορτωτές κλπ.) που χρησιμοποιούνται στις διάφορες εργασίες κατασκευής. β) Σκόνη από τις εκσκαφές. γ) Πρόσθετες εκπομπές από την κυκλοφορία των οχημάτων λόγω τυχόν κυκλοφοριακής συμφόρησης και μείωσης της ταχύτητας κίνησης από παρεμπόδιση της κυκλοφορίας των οχημάτων σε υφιστάμενους δρόµους από τις εργασίες κατασκευής. Τα καυσαέρια που εκπέμπονται από τη λειτουργία των εργοταξιακών μηχανημάτων είναι: μονοξείδιο του άνθρακα (CO) υδρογονάνθρακες (HC) διάφορα οξείδια του αζώτου (ΝΟx) διάφορα οξείδια του θείου (SOx) αιωρούμενα σωματίδια και καπνός (TSP) μόλυβδος (Pb), κατά την καύση βενζίνης µε Pb Αναφορικά µε τη σκόνη που παράγεται από τις κατασκευαστικές δραστηριότητες, είναι γνωστό ότι οι περισσότερες ποσότητες οφείλονται, κυρίως, στην κονιοποίηση και τις αποξέσεις των επιφανειών των υλικών, εξ αιτίας της εφαρμογής µιας μηχανικής δύναµης πάνω τους, όπως π.χ. κινήσεις φορτηγών πάνω σε χαλαρό έδαφος. Οι ποσότητες εκπομπών σκόνης από τους δρόµους και τις µη ασφαλτοστρωμένες επιφάνειες ποικίλλουν πολύ, µε εύρος που αρχίζει από 1 kg/ οχηµατοχιλιόµετρο, και φθάνει µέχρι πάνω από 10 kg/ οχηµατοχιλιόµετρο. 41

43 Δείκτες μέτρησης της ατμοσφαιρικής ρύπανσης Ως δείκτες για τη μέτρηση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης χρησιμοποιούνται τα μεγέθη του πίνακα 3.6: Πίνακας 3.6: Δείκτες μέτρησης ατμοσφαιρικής ρύπανσης σιδηροδρομικών μεταφορών Δείκτες μέτρησης ατμοσφαιρικής ρύπανσης σιδηροδρόμου Επιβατικές μεταφορές Kg διοξειδίου του άνθρακα (CO2) / ανά επιβατοχιλιόμετρο ή επιβατικό μίλι ή επιβατοθέση (kg CO2 per passenger-kmormileorseat) Εμπορευματικές μεταφορές kg διοξειδίου του άνθρακα (CO2) / ανάτονοχιλιόμετρο gr διοξειδίου του άνθρακα (CO2) / ανά επιβατοχιλιόμετρο ή επιβατοθέση (gr CO2 per passenger-km or seat) gr διοξειδίου του άνθρακα (CO2) / ανά τονοχιλιόμετρο gr οξειδίων του αζώτου (NOx) / ανά επιβατοχιλιόμετρο ή επιβατοθέση (gr NOx per passenger-km or seat) gr οξειδίων του αζώτου (NOx) / ανά τονοχιλιόμετρο gr μη μεθανιούχων υδρογονανθράκων (NMHC) / ανά επιβατοχιλιόμετρο ή επιβατοθέση (gr NMHC per passenger-km or seat) gr μη μεθανιούχων υδρογονανθράκων (NMHC) / ανά τονοχιλιόμετρο gr διοξειδίου του θείου (SO2) / ανά επιβατοχιλιόμετρο ή επιβατοθέση (gr SO2 per passenger-km or seat) gr διοξειδίου του θείου (SO2) / ανά τονοχιλιόμετρο Η ατμοσφαιρική ρύπανση που προκαλείται από την κατασκευή και λειτουργία ενός σιδηροδρομικού συστήματος μετράται βάσει του αποτυπώματος άνθρακα που παράγεται. Το αποτύπωμα άνθρακα προσμετρά και τα έξι αέρια του θερμοκηπίου όπως αυτά ορίζονται στο Πρωτόκολλο του Κιότο δηλαδή, διοξείδιο του άνθρακα (CO2), μεθάνιο (CH4), υποξείδιο του αζώτου (N2O), υδροφθοράνθρακες (HFCs), υπερφθοράνθρακες (PFCs) και εξαφθοριούχο θείο (SF6). Το αποτύπωμα άνθρακα μετράται σε τόνους εκπομπής ισοδύναμου διοξειδίου του άνθρακα (t CO2e). Με αυτόν τον τρόπο είναι δυνατό να γίνει σύγκριση μεταξύ των υπολοίπων αερίων του θερμοκηπίου με μια μονάδα διοξειδίου του άνθρακα. Μια μονάδα εκπομπής CO2 υπολογίζεται πολλαπλασιάζοντας τις εκπομπές για κάθε ένα από τα προαναφερθέντα αέρια με τη δυναμικότητα που έχουν να θερμάνουν τον πλανήτη σε 100 χρόνια. 42

44 Τιμές ατμοσφαιρικής ρύπανσης στο σιδηρόδρομο Οι συνολικές εκπομπές CO2 από τη λειτουργία του σιδηροδρόμου στην Ε.Ε. έχουν μειωθεί κατά 39% από το 1990 έως Ο στόχος για το 2030 είναι οι εκπομπές CO2 από την λειτουργία του σιδηροδρόμου, να μην υπερβαίνουν αυτές του έτους 1990 αλλά με τάση αυξημένη. Για το λόγο αυτό δεν είναι αντιπροσωπευτική τιμή η συνολική παραγωγή C02 από τη δραστηριότητα του σιδηροδρόμου αλλά η παραγωγή CO2 ανά μεταφερόμενο επιβάτη ανά χιλιόμετρο και ανά μεταφερόμενη ποσότητα φορτίου ανά χιλιόμετρο. Στους πίνακες 3.7 και 3.8 δίνονται οι εκπομπές CO2 από την επιβατική καθώς και την εμπορευματική σιδηροδρομική δραστηριότητα στις χώρες τις Ε.Ε. εκφρασμένες συνολικά αλλά και ως ποσότητα που αντιστοιχεί σε κάθε επιβατοχιλιόμετρο ή τονοχιλιόμετρο. Πίνακας 3.7:Εκπομπές CO2 επιβατικών και εμπορευματικών σιδηροδρομικών μεταφορών εκφρασμένες σε τόνους (χώρες Ε.Ε.) Εκπομπές CO2 σιδηροδρομικών μεταφορών (tonnes) Επιβατικές Εμπορευματικές Σύνολο Πίνακας 3.8: Εκπομπές CO2 επιβατικών και εμπορευματικών σιδηροδρομικών μεταφορών εκφρασμένες σε gco2/pkmκαι gco2/tkm αντίστοιχα (χώρες Ε.Ε.) Εκπομπές CO2 σιδηροδρομικών μεταφορών Επιβατικές μεταφορές (gco2/pkm) (τιμές που αναμένονταν) (πραγματικές τιμές) (στόχος) (στόχος) Εμπορευματικές μεταφορές (gco2/tkm) 43

45 Όπως φαίνεται στα παρακάτω διαγράμματα των σχημάτων 3.8 έως 3.12, το 2010 οι συνολικές εκπομπές είχαν ήδη μειωθεί κατά 39% από το Πιο συγκεκριμένα, οι εκπομπές CO2 μειώθηκαν κατά 27% ανά επιβατοχιλιόμετρο και 41% ανά τονοχιλιόμετρο. 44

46 Σχήμα 3.8: Εκπομπές CO2 επιβατικών και εμπορευματικών σιδηροδρομικών μεταφορών εκφρασμένες σε ktonnes 45

47 Σχήμα 3.9: Εκπομπές CO2 επιβατικών και εμπορευματικών σιδηροδρομικών μεταφορών εκφρασμένες σε gco2/pkmκαι gco2/tkmαντίστοιχα [8] Σχήμα 3.10: Εκπομπές CO2 ανά τύπο τρένου και ανά τύπο έλξης στην Ευρώπη για το έτος 2005 (g CO2/pkm) [8] 46

48 Σχήμα 3.11: Εκπομπές CO2 σιδηροδρομικών επιβατικών και εμπορευματικών μεταφορών στην Ευρώπη για το έτος 2005 (Gco2/PKM, Gco2/tkm) [8] Σχήμα 3.12: Εκπομπές CO2 ηλεκτροκίνησης για τα έτη 2005 και 2009 (gco2/kwh) 47

49 Μέτρα αντιμετώπισης της ατμοσφαιρικής ρύπανσης από το σιδηρόδρομο Πέρα από την εφαρμογή της ηλεκτροκίνησης στο σιδηροδρομικό δίκτυο, για την αντιμετώπιση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης χρησιμοποιούμε πλέον διάφορες νέες κατασκευές και υλικά φιλικά προς το περιβάλλον, όπως: 5. Πηγές ενέργειας φιλικές προς το περιβάλλον: Κυψέλες καυσίμου υδρογόνου. Το υδρογόνο είναι μια βιώσιμη εναλλακτική λύση στα ορυκτά καύσιμα για ορισμένες σιδηροδρομικές εφαρμογές.η αναγκαία ηλεκτρική ενέργεια κατά την επιτάχυνση παρέχεται από την κυψέλη καυσίμου και από την μπαταρία αποθηκεύσεως και κατά την πέδηση αποθηκεύεται η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από το σύστημα αναγέννησης. Φυσικό αέριο Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ηλιακή, αιολική, γεωθερμία) Στη Φινλανδία η τροφοδότηση του σιδηροδρόμου γίνεται αποκλειστικά από υδροηλεκτρική ενέργεια. Κάποια σιδηροδρομικά συστήματα παράγουν από μόνα τους την ενέργεια που χρειάζονται. Παράδειγμα αποτελεί η σιδηροδρομική σήραγγα κοντά στην Αμβέρσα στο Βέλγιο συνολικού μήκους των 3,4 χιλιομέτρων, στην οροφή της οποίας έχουν εγκατασταθεί ηλιακά πάνελς, που παράγουν MWh ηλεκτρικής ενέργειας κάθε χρόνο. (Εικόνα 3.1). Στην Ιαπωνία, χρησιμοποιούνται ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, όπως η ηλιακή και η αιολική ενέργεια. Ηλιακοί συλλέκτες είναι εγκατεστημένοι σε σταθμούς και εγκαταστάσεις και ερευνάται η χρήση της αιολικής ενέργειας.[55] Εικόνα 3.1: Ηλιακά πάνελς στην οροφή σιδηροδρομικής σήραγγας, Βέλγιο[55] Βιοκαύσιμα Τα βιοκαύσιμα αποτελούν λύση για τις ντηζελάμαξες. Στις ΗΠΑ, πραγματοποιήθηκε δοκιμή ενός τύπου βιοντήζελ (20% βόειο λίπος, 80% Diesel με χαμηλή περιεκτικότητα θείου) για το "HeartlandFlyer" στη διαδρομή από την Οκλαχόμα στο Τέξας και καταναλώθηκαν πάνω από γαλόνια βιοντήζελ. [55] 48

50 3.4. Ρύπανση εδάφους και υδάτων Ορισμός Ρύπανση του εδάφους ορίζεται οποιαδήποτε μη επιθυμητή αλλαγή στα φυσικά, χημικά και βιολογικά χαρακτηριστικά του εδάφους, που είναι ή μπορεί υπό προϋποθέσεις να γίνει, ζημιογόνος για τον άνθρωπο και τους υπόλοιπους φυτικούς και ζωικούς οργανισμούς. Η ρύπανση του εδάφους αναφέρεται κυρίως στις αγροτικές περιοχές και στα εδάφη της υπαίθρου, ενώ μπορεί να θεωρηθεί και η ρύπανση που δημιουργείται από τα οικιακά και βιομηχανικά απόβλητα τα οποία καταλήγουν σε αστικές ή υπαίθριες περιοχές. [12] Οι κύριοι κίνδυνοι που απειλούν τα εδαφολογικά χαρακτηριστικά μιας περιοχής είναι η διάβρωση του εδάφους, η μείωση της περιεκτικότητας σε οργανικές ύλες, η ρύπανση, η αύξηση της δομημένης έκτασης, οι καθιζήσεις, η υπερβόσκηση, η αλάτωση (υπερσυσσώρευση διαλυτών αλάτων νατρίου, μαγνησίου και ασβεστίου), οι πλημμύρες και οι κατολισθήσεις. [13] Λειτουργίες του σιδηροδρομικού συστήματος που προκαλούν ρύπανση του εδάφους Οι κύριες διαδικασίες εδαφικής υποβάθμισης από ένα σιδηροδρομικό σύστημα είναι: [14] Σφράγιση των εδαφών (δηλαδή όταν η επιφάνεια του εδάφους καλύπτεται από αδιάβροχα υλικά π.χ. σκυρόδεμα) Κατακερμάτιση των οικοσυστημάτων και των οικολογικών ενδιαιτημάτων λόγω της παρουσίας των σιδηροδρομικών γραμμών Απελευθέρωση ανόργανων και οργανικών ουσιών στο περιβάλλον από τους συρμούς. Οι ουσίες αυτές, αφού εισέλθουν στο έρμα των σιδηροδρομικών γραμμών και στο έδαφος, μπορούν στη συνέχεια να καταλήξουν στα υπόγεια και επιφανειακά νερά Υγρά απόβλητα που προκύπτουν ως εκπλύματα του χώρου του εργοταξίου από τα όμβρια ύδατα (κατά τη διάρκεια της κατασκευής, στο χώρο του εργοταξίου υπάρχουν διάφορα ρυπογόνα υλικά, όπως ορυκτέλαια, στεγανοποιητικά υλικά, ασφαλτικά υλικά κλπ) Χρήση δύσκολα αποικοδομούμενων ζιζανιοκτόνων στις σιδηροδρομικές γραμμές Διατάραξη της ροής των υπόγειων υδάτων κατά τη διάρκεια κατασκευής του σιδηροδρομικού συστήματος Ρύπανση λόγω ατυχήματος κατά τη μεταφορά και αποθήκευση καυσίμων, επικίνδυνων φορτίων και άλλων υλικών, με αποτέλεσμα τη διαφυγή τους στο έδαφος και στα υπόγεια νερά 49

51 Σε ένα σιδηροδρομικό σύστημα, οι περιοχές όπου υπάρχει μεγάλη πιθανότητα να εμφανιστεί εδαφική υποβάθμιση είναι κυρίως οι σταθμοί και οι λειτουργικές εγκαταστάσεις (π.χ. αποθήκες, κτίρια συντήρησης και επισκευής των βαγονιών, χώροι πλύσης οχημάτων κλπ). Στην περίπτωση των χωματουργικών έργων, τα βαθιά ορύγματα και τα υψηλά επιχώματα, έχουν ως αποτέλεσμα την αλλαγή του ανάγλυφου του εδάφους με προεκτάσεις που μπορεί να οδηγήσουν σε κατολισθήσεις πρανών (ορύγματα) και αποκλεισμό περιοχών (επιχώματα). Λόγω της επίδρασης των τεχνικών σιδηροδρομικών έργων στο υδρολογικό περιβάλλον (επιφανειακό ή υπόγειο) σε συνδυασμό με τα έντονα καιρικά φαινόμενα που συμβαίνουν συνήθως την άνοιξη ή το χειμώνα μπορεί να προκληθεί μεταβολή στη στάθμη του υπόγειου υδροφόρου ορίζοντα, ανάπτυξη υπόγειων υδρογραφικών δικτύων και διατάραξη του επιφανειακού αποστραγγιστικού δικτύου. [15] Δείκτες μέτρησης της ρύπανσης εδάφους και υδάτων από το σιδηρόδρομο Η ρύπανση του εδάφους και των υδάτων είναι δυνατό να προσδιοριστεί με τους εξής τρόπους: Σε περίπτωση διαρροής καυσίμου με προσδιορισμό της περιεκτικότητας του εδάφους σε αδιάλυτους υδρογονάνθρακες, πολυκυκλικούς αρωματικούς υδρογονάνθρακες και πτητικές αρωματικές ενώσεις που είναι τοξικές ουσίες του πετρελαίου Με μέτρηση του ph του εδάφους και των υδάτων Με μέτρηση των οργανικών ουσιών που καταλήγουν στα υπόγεια και επιφανειακά νερά με τη βοήθεια του δείκτη BOD (BODu) που ορίζεται ως η ποσότητα του διαλυμένου οξυγόνου που χρησιμοποιούν οι μικροοργανισμοί για την πλήρη βιοχημική οξείδωση των περιεχόμενων οργανικών υλών Με μέτρηση της συγκέντρωσης των ξένων υλών στο έδαφος σε όρους μάζας ανά μονάδα όγκου όπως χιλιοστόγραμμα ανά cm 3 (mg/ cm 3 ) Με μέτρηση της συγκέντρωσης των ξένων υλών στο νερό σε όρους μάζας ανά μονάδα όγκου όπως χιλιοστόγραμμα ανά λίτρο (mg/l) και μικρογραμμάρια ανά λίτρο (μgr/l) Μέτρα αντιμετώπισης της ρύπανσης του εδάφους και των υδάτων από το σιδηρόδρομο Τα σημαντικότερα μέτρα αντιμετώπισης της ρύπανσης του εδάφους και των υδάτων από το σιδηρόδρομο είναι τα ακόλουθα: [56] Παρακολούθηση της ποιότητας του εδάφους και των υδάτων (monitoring) Συντήρηση των εγκαταστάσεων και των αποθηκών καυσίμων (εικόνα 3.2) 50

52 Τοποθέτηση ειδικών επιφανειακών στρώσεων (καλυμμάτων) και συστημάτων αποστράγγισης σε θέσεις όπου σταματά το τρένο όπως πριν από τη σηματοδότηση στους σταθμούς (εικόνες 3.3, 3.4), στους χώρους στάθμευσης και συντήρησης, καθώς και σε χώρους με κατεστραμμένους συρμούς με επικίνδυνα φορτία (εικόνα 3.5) Τοποθέτηση ειδικών συλλεκτών πετρελαίου για την πρόληψη ρύπανσης από διαρροή πετρελαίου(εικόνες 3.6, 3.7) Εικόνα 3.2: Σιδηροδρομικές εγκαταστάσεις πριν και μετά από παρεμβάσεις Εικόνα 3.3: Ειδική στρώση από υαλοβάμβακα πριν από σηματοδότηση Εικόνα 3.4: Ειδικό κάλυμμα από σκυρόδεμα και σύστημα αποστράγγισης σε περίπτωση διαρροής καυσίμου 51

53 Εικόνα 3.5:Λήψη μέτρων για την αποφυγή μόλυνσης του εδάφους από κατεστραμένο βαγόνι με επικίνδυνο φορτίο Εικόνα 3.6: Συλλέκτες πετρελαίου πρώτης και δεύτερης γενιάς Εικόνα 3.7:Συλλέκτης πετρελαίου 52

54 3.5. Ηχορύπανση Θόρυβος Ορισμός Ο ήχος είναι, γενικά, μια διαταραχή που διαδίδεται σε ένα ελαστικό μέσο με ορισμένη ταχύτητα και έχει τέτοιο χαρακτήρα ώστε να μπορεί να διεγείρει το αισθητήριο της ακοής και να προκαλεί ακουστικό αίσθημα. Ο όρος «ήχος», επεκτείνεται ώστε να συμπεριλάβει κάθε διαταραχή ανεξάρτητα από τη συχνότητα που μπορεί να μεταδοθεί μέσα σε ένα ελαστικό μέσο. Ο θόρυβος ορίζεται με δυο τρόπους: [10] ως κάθε ακανόνιστος, απεριοδικός ήχος που η στιγμιαία τιμή του αυξομειώνεται με τυχαίο τρόπο και ως κάθε ανεπιθύμητος ήχος. Στην περίπτωση αυτή ο υποκειμενικός παράγοντας παίζει σπουδαιότερο ρόλο στην κατάταξη ενός ήχου ως Θορύβου, καθώς και ο ίδιος ο ήχος μπορεί να προκαλέσει ανόμοιες αντιδράσεις σε διαφορετικά άτομα. Οι δυσμενείς επιπτώσεις του θορύβου στην υγεία χωρίζονται σε δυο κατηγορίες: νευροψυχολογικές και οργανικές. Σύγχρονες μελέτες έδειξαν ότι οι επιπτώσεις του θορύβου στο καρδιοαγγειακό, στο αυτόνομο νευρικό σύστημα και στο επίπεδο της βιοχημείας του κυττάρου του σώματος είναι μεγαλύτερες από ότι πιστεύονταν μέχρι σήμερα. Τα αποτελέσματα είναι συνήθως φυσιολογικές διαταραχές (ζάλη, ναυτία κλπ) αλλά και γενικότερες ενοχλήσεις (δυσκολία στην ομιλία, χειροτέρευση της ποιότητας εργασίας ) και επιπτώσεις στη δυνατότητα για επικοινωνία εξαιτίας του εκνευρισμού και του άγχους που δημιουργείται. Οι οργανικές επιπτώσεις στην ακοή έχουν διερευνηθεί πληρέστερα, η δε βλάβη του οργάνου της ακοής παρουσιάζεται με δυο μορφές: οξύ ακουστικό τραύμα και χρόνιο ακουστικό τραύμα με συμπτώματα απώλειας αντίληψης, η οποία οφείλεται στη χρόνια έκθεση του ατόμου σε επίπεδα θορύβου υψηλότερα από το όριο ασφαλείας. Η συνεχής εξάπλωση του σιδηροδρόμου τα τελευταία χρόνια έχει ως αποτέλεσμα να αυξάνεται συνεχώς ο πληθυσμός που ζει κοντά σε σιδηροδρομικές γραμμές και ενοχλείται από τον προκαλούμενο θόρυβο. Για την εξέταση και την αντιμετώπιση του συγκεκριμένου προβλήματος, σε πολλές ευρωπαϊκές χώρες έχουν πραγματοποιηθεί μεγάλες κοινωνικές έρευνες σχετικά με τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις του σιδηροδρομικού θορύβου. Οι έρευνες αυτές έδειξαν ότι πράγματι ο σιδηροδρομικός θόρυβος μπορεί να προκαλέσει ενόχληση στον πληθυσμό και ότι οι ανθρώπινες δραστηριότητες, που ενοχλούνται περισσότερο από αυτόν, είναι κυρίως η συνομιλία στο τηλέφωνο, η παρακολούθηση τηλεόρασης ή ραδιοφώνου και η ακρόαση μουσικής. Δεν αναφέρεται σοβαρή ενόχληση κατά τη διάρκεια του ύπνου. Από τα παραπάνω γίνεται σαφές ότι η πρόβλεψη του σιδηροδρομικού θορύβου, είναι αναγκαία στην περίπτωση χάραξης νέων σιδηροδρομικών γραμμών, έτσι ώστε, είτε να επιλεγεί η πλέον κατάλληλη διαδρομή, είτε να ληφθούν τα απαραίτητα μέτρα κατά την κατασκευή. Σε αντίθεση, όμως, με ό,τι συμβαίνει στην περίπτωση άλλων πηγών θορύβου, 53

55 όπως ο οδικός κυκλοφοριακός και ο αεροπορικός, για την πρόβλεψη του σιδηροδρομικού θορύβου σε κάποιο εθνικό δίκτυο, λόγω των ιδιαίτερων χαρακτηριστικών του, δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν οι βάσεις δεδομένων και τα μοντέλα πρόβλεψης που έχουν αναπτυχθεί σε άλλες χώρες. Ο κύριος λόγος γι αυτό, είναι ότι η στάθμη του σιδηροδρομικού θορύβου εξαρτάται, μεταξύ άλλων, από τον τύπο και την παλαιότητα των συρμών καθώς και από τον τύπο και την κατάσταση των σιδηροτροχιών, στοιχεία που διαφέρουν από χώρα σε χώρα Κατηγορίες θορύβου και λειτουργίες του σιδηροδρόμου που τον προκαλούν Στα σιδηροδρομικά μέσα μεταφοράς κατά τη λειτουργία τους, διακρίνουμε, αναλόγως με την πηγή πρόκλησης, πέντε είδη θορύβου : [11] Ο μηχανικός θόρυβος, ο οποίος προκαλείται από τον ηλεκτρομηχανολογικό εξοπλισμό ενός συρμού και κύρια των ελκόντων οχημάτων. Προέρχεται από διάφορες πηγές οι οποίες είναι ενδεικτικά οι κινητήρες των ελκόντων οχημάτων, το σύστημα πέδησης, το αμάξωμα του οχήματος, οι αεροσυμπιεστές, ο κλιματισμός κλπ. Το είδος αυτού του θορύβου γίνεται αντιληπτό και αποκτά μεγαλύτερη σημασία κυρίως στις χαμηλές ταχύτητες κίνησης. Ο θόρυβος κύλισης (rollingnoise), για τον οποίο ευθύνεται το σύστημα τροχός σιδηροτροχιά. Ο θόρυβος αυτός παράγεται κατά την επαφή των τροχών με τις σιδηροτροχιές και δευτερευόντως από τις ταλαντώσεις του αμαξώματος. Αιτίες γέννησης αυτού του θορύβου είναι ενδεικτικά οι ασυνέχειες της γραμμής(π.χ. παρουσία αμφιδετών, σχηματισμοί γραμμής), η επαφή όνυχα τροχού σιδηροτροχιάς, οι οφιοειδείς κινήσεις των σιδηροδρομικών αξόνων λόγω των γεωμετρικών σφαλμάτων γραμμής κλπ. Γενικά ο θόρυβος κύλισης παίζει σημαντικό ρόλο στις μεσαίες ταχύτητες όπου και αποτελεί τη βασική πηγή θορύβου. Σε κάθε περίπτωση η κατάσταση της σιδηροτροχιάς, σε επίπεδο φάσματος ήχου, συμμετέχει περισσότερο στο θόρυβο κύλισης από ότι ο τροχός, στο μεγαλύτερο τμήμα από το φάσμα συχνοτήτων. Ο αεροδυναμικός θόρυβος, ο οποίος κυριαρχεί στις πολύ υψηλές ταχύτητες (>250 km/h), είναι αισθητός στις υψηλές ταχύτητες (200 km/h<v<250 km/h), ενώ θεωρείται αμελητέος στις συμβατικές ταχύτητες (V<160 km/h). Οφείλεται στην αύξηση των αεροδυναμικών αντιστάσεων κατά την κίνηση του συρμού και εξαρτάται σημαντικά από την αεροδυναμική μορφή της μύτης και της ουράς του συρμού, τη μετωπική επιφάνεια προσβολής του συρμού, την κατάσταση της πλευρικής του επιφάνειας, το μήκος του, τον αριθμό των φορείων των οχημάτων, την αεροδυναμική προστασία των παντογράφων κλπ. Ο θόρυβος ηλεκτρικού τόξου, για τον οποίο ευθύνεται η ηλεκτρική έλξη και παράγεται σε περίπτωση ασυνέχειας στην επαφή παντογράφων και εναέριων καλωδίων τροφοδοσίας. Ο θόρυβος αυτός είναι ίδιος περίπου με εκείνον που προκαλούν τα τρόλεϊ. Ο εδαφομεταφερόμενος ή δυναμικός θόρυβος, ο οποίος γίνεται αντιληπτός από τους ενοίκους των κτιρίων που γειτνιάζουν με μια σιδηροδρομική γραμμή ως θόρυβος πολύ χαμηλής συχνότητας. Προέρχεται από τις δονήσεις που δημιουργούνται κατά την κίνηση 54

56 των σιδηροδρομικών οχημάτων είτε σε επιφανειακή γραμμή (opentrack) είτε σε υπόγεια γραμμή (trackintunnel) και μεταδίδονται μέσω του εδάφους στα γειτονικά κτίρια. Τέλος, ο εργοταξιακός θόρυβος εμφανίζεται κατά τη φάση κατασκευής ενός σιδηροδρομικού έργου και παράγεται από τα εργοταξιακά μηχανήματα (εκσκαφείς, προωθητές, φορτωτές, φορτηγά) Δείκτες μέτρησης θορύβου Σύμφωνα με έρευνες υποκειμενικών εκτιμήσεων αποδοχής του σιδηροδρομικού θορύβου, η συσχέτιση της στάθμης του με τις αντιδράσεις των ατόμων που ρωτήθηκαν υπήρξε ιδιαίτερα δύσκολη και έγινε αντιληπτή η σημαντική επίδραση ορισμένων μη φυσικών παραμέτρων στη μέτρηση της υποκειμενικής αποδοχής του θορύβου. Τέτοιες παράμετροι είναι: οι ατομικές διαφορές αντίληψης του θορύβου η προσαρμοστικότητα στο θόρυβο η δραστηριότητα του ακροατή η γενικότερη ευαισθησία του περιβάλλοντος χώρου Οι δυσκολίες μη αντικειμενικής μέτρησης του θορύβου είχαν ως αποτέλεσμα την επινόηση ειδικών δεικτών οι οποίοι συνδυάζουν την απόλυτη τιμή του φαινομένου με τις υποκειμενικές αντιδράσεις του κοινού. Οι πιο συνηθισμένη δείκτες είναι: Το Leq (δείκτης ισοδύναμης ενεργειακής στάθμης σε db(a) που μεταβάλλεται με το χρόνο). Χρησιμοποιείται σε περιπτώσεις έντονα κυμαινόμενου θορύβου και δίνει έμφαση σε ορισμένες υψηλές αιχμές οι οποίες είναι ιδιαίτερα ενοχλητικές. Το Lden (day-evening-night sound average, δείκτης που εφαρμόζεται για τη μέτρηση του θορύβου καθ όλη τη διάρκεια του 24ώρου) και το SEL (Sound Exposure Level, δείκτης για την εκτίμηση του θορύβου από τα σιδηροδρομικά μέσα μεταφοράς) Τιμές σιδηροδρομικού θορύβου Όπως ήδη αναφέρθηκε είναι δύσκολη η αντικειμενική μέτρηση του θορύβου. Για το λόγο αυτό τα αριθμητικά αποτελέσματα επιστημονικών ερευνών είναι συνήθως συγκριτικά με άλλα μέσα και βασίζονται στην υποκειμενική εκτίμηση των ερωτηθέντων. Ενδεικτικά, δίνονται τα διαγράμματα των σχημάτων 3.13 έως

57 Σχήμα 3.13: Συσχέτιση δείκτη Lnight, που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση θορύβου κατά τη διάρκεια της νύχτας,με το ποσοστό ενοχλημένων από το θόρυβο που προκαλεί η κυκλοφορία των διάφορων μέσων Σχήμα 3.14: Συσχέτιση δείκτη Lden, που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση θορύβου καθόλη τη διάρκεια του εικοσιτετραώρου με το ποσοστό ενοχλημένων από το θόρυβο αεροπορικής, οδικής και σιδηροδρομικής κυκλοφορίας (αποτελέσματα μελετών στην Ιαπωνία) Σχήμα 3.15: Συσχέτιση δείκτη Lden καιlnight με το ποσοστό ενοχλημένων από το θόρυβο σε κύριες οδούς, αυτοκινητοδρόμους και σιδηροδρόμους 56

58 Μέτρα αντιμετώπισης του σιδηροδρομικού θορύβου Για τη μείωση της ηχορύπανσης από τους σιδηροδρόμους, τα παθητικά μέτρα που λαμβάνονται στον τόπο όπου προκαλείται η όχληση διαφοροποιούνται από τα ενεργητικά μέτρα που λαμβάνονται στην πηγή του θορύβου.[54] Παθητικά μέτρα Οι σημαντικότερες παθητικές μέθοδοι που χρησιμοποιούνται για τη μείωση του σιδηροδρομικού θορύβου στο περιβάλλον είναι οι τοίχοι ηχοπροστασίας (εικόνες 3.8, 3.9). Ωστόσο, είναι αποτελεσματικές μόνο σε τοπικό επίπεδο, ενώ απαιτούνται μεγάλες επενδύσεις για την προστασία ευρύτερων τμημάτων των σιδηροδρομικών δικτύων.[54] Εικόνα 3.8: Εφαρμογή ηχοφράγματος σε σιδηρόδρομο μαγνητικής έλξης Εικόνα 3.9: Eφαρμογή ηχοφράγματος στην Αυστρία Μέτρα μείωσης θορύβου στην πηγή Αντιθέτως, τα μέτρα που λαμβάνονται στην πηγή μειώνουν τον θόρυβο σε ολόκληρο το σιδηροδρομικό σύστημα εφόσον εφαρμοστούν ευρέως. Για παράδειγμα, το πρόβλημα των θορυβωδών εμπορευματικών αμαξοστοιχιών μπορεί να μειωθεί με την αντικατάσταση των τροχοπέδιλων από χυτοσίδηρο με τροχοπέδιλα από σύνθετο υλικό. Η πρακτική αυτή διερευνάται σήμερα από τον σιδηροδρομικό κλάδο και αφορά περίπου παλαιές φορτάμαξες. Επίσης, η χρήση αποσβεστήρων θορύβου τροχών (ελαστικοί τροχοί), ο αεροδυναμικός σχεδιασμός των παντογράφων και η ηχομόνωση του ελκτικού εξοπλισμού (π.χ. μηχανές) αποτελούν μέτρα για τη μείωση του θορύβου στην πηγή.[54] 57

59 Ο θόρυβος ιδανικά θα πρέπει να μειώνεται στην πηγή διότι τα εν λόγω μέτρα έχουν αποτέλεσμα σε ολόκληρο το δίκτυο. Όπου η σιδηροδρομική υποδομή προκαλεί αυξημένα επίπεδα θορύβου (π.χ. θόρυβος που αντανακλάται μέσω της δομής των γεφυρών ή θόρυβος που προκαλείται σε καμπύλες μικρής ακτίνας) ή όπου το τοπικό περιβάλλον είναι ιδιαίτερα ευαίσθητο στον θόρυβο (π.χ. περιοχές φυσικής ομορφιάς ή αστικά περιβάλλοντα με κατοικίες πολύ κοντά στη σιδηροδρομική γραμμή), ενδέχεται να είναι αναγκαία η λήψη συμπληρωματικών μέτρων περιορισμού του θορύβου. Στα μέτρα αυτά περιλαμβάνονται μετατροπείς τριβής, αποσβεστήρες κραδασμών σιδηροτροχιών (εικόνα 3.10), αιωρούμενες πλάκες (floating slabs) και φυσικά ηχοπετάσματα και ηχοφράγματα σε διάφορα ύψη. Τα οχήματα και οι τροχιές θα πρέπει στο σύνολό τους να υποβάλλονται σε συντήρηση ώστε να περιορίζονται οι άσκοπες πηγές θορύβου, π.χ. αυλακώσεις. Εικόνα 3.10: Αποσβεστήρες σιδηροτροχιάς,-3db(a) Η μετασκευή υφιστάμενων εμπορευματικών αμαξοστοιχιών με τροχοπέδιλα από σύνθετο υλικό τύπου K (εικόνα 3.12) ή (εφόσον έχουν εγκριθεί) τύπου LL αποτελεί το πλέον αποτελεσματικό ως προς το κόστος μέτρο για τα οχήματα. Συμπληρωματικά μέτρα για τα οχήματα είναι οι αποσβεστήρες θορύβου τροχών (εικόνα 3.13), οι μετατροπείς τριβής που τοποθετούνται επί των οχημάτων (ιδιαίτερα αποτελεσματικοί σε αστικά και προαστιακά δίκτυα) και (για τα τρένα υψηλής ταχύτητας) οι αεροδυναμικά βελτιστοποιημένοι παντογράφοι (π.χ. θωράκιση ή κάλυψη). Τα εν λόγω μέτρα έχουν αποτελέσματα σε ολόκληρο το δίκτυο. Εικόνα 3.11: Μετασκευή αμαξοστοιχίας με τροχοπέδιλα από σύνθετο υλικό τύπου K 58

60 3.12: Μετασκευασμένη εμπορική αμαξοστοιχία Εικόνα Εικόνα 3.13: Αποσβεστήρες τροχών,-2db(a) Από την πλευρά της υποδομής, οι μετατροπείς τριβής, οι αποσβεστήρες κραδασμών σιδηροτροχιών και οι πλωτές πλάκες αποτελούν τα πιο αποτελεσματικά ως προς το κόστος μέτρα για τη μείωση του θορύβου. Σε πυκνοκατοικημένα περιβάλλοντα και σιδηροδρομικά τμήματα υψηλής κυκλοφορίας, η χρήση ηχοπετασμάτων ή καλυμμάτων δεν μπορεί να αποφευχθεί. Ωστόσο, εάν εφαρμοστούν ευρέως τα μέτρα που αφορούν τα οχήματα, ο αριθμός των ηχοπετασμάτων ή των καλυμμάτων μπορεί να μειωθεί σημαντικά. Επιπροσθέτως, απαιτείται συχνή παρακολούθηση και συντήρηση των τροχών και των σιδηροτροχιών για τον περιορισμό του θορύβου. Η ποιότητα της επιφάνειας των τροχών και των σιδηροτροχιών αποτελεί βασικό παράγοντα που καθορίζει τον θόρυβο κύλισης και υφίσταται φυσική φθορά με την πάροδο του χρόνου. Eπιφάνειες που έχουν υποστεί σοβαρές φθορές (τροχοί με ελλιπή καμπυλότητα ή σιδηροτροχιές με αυλακώσεις) αποτελούν σημαντική πηγή θορύβου. [54] 59

61 3.6. Ηχορύπανση Δονήσεις Γενικά Μεταξύ των σημαντικότερων περιβαλλοντικών επιπτώσεων των σιδηροδρομικών συστημάτων και ιδιαίτερα των προαστιακών και αστικών με έμφαση στο μετρό και το τραμ είναι και οι προκαλούμενες - από την κυκλοφορία των μέσων - δονήσεις στα κτίρια. Οι δονήσεις, γίνονται άμεσα αντιληπτές ως δυσάρεστες αισθήσεις, επιπλέον δε ενοχλούν και λόγω του φόβου που προκαλούν για πιθανές ζημιές στα κτίρια. Τα κτίρια διεγείρονται από δονήσεις : α) Μέσω του εδάφους: στην περίπτωση αυτή οι δονήσεις διαδίδονται μέσω του εδάφους και διεγείρουν το κτίριο μέσω της διεπιφάνειας εδάφους-θεμελίωσης. β) Μέσω του αέρα: Ήχοι (χαμηλών κυρίως συχνοτήτων) που διαδίδονται μέσω του αέρα, εισέρχονται από τα ανοίγματα(παράθυρα, πόρτες) στα κτίρια και διεγείρουν τα δομικά και μη μέρη τους (π.χ. τρίξιμο τζαμιών). Η σχετική συμμετοχή κάθε τρόπου διέγερσης εξαρτάται από την κατασκευή του κτιρίου, από τη δυνατότητα διάδοσης από το ένα ή το άλλο μέσο και από τη φύση της πηγής των δονήσεων Λειτουργίες του σιδηροδρόμου που προκαλούν δονήσεις Οι δονήσεις και ο εδαφομεταφερόμενος θόρυβος που προκαλούνται στα κτίρια κατά τη λειτουργία του σιδηροδρόμου οφείλονται στις διελεύσεις συρμών. Το συγκοινωνιακό έργο παράγει δονήσεις που μεταδίδονται στο έδαφος. Τα κύματα των δονήσεων μεταδίδονται μέσω του εδάφους προς τις γειτονικές κατοικίες και η κίνηση του κύματος δόνησης (vibration wave) διεγείρει τη βάση κατασκευής του κτιρίου και συνεπώς όλο το κτίριο. Οι ένοικοι του κτιρίου αντιλαμβάνονται τη δόνηση μέσω του δαπέδου- ή των τοίχων - και τις περισσότερες φορές ως θόρυβο και όχι ως μετακίνηση. Οι φθαρμένοι τροχοί (επιπεδώσεις), οι διαβρωμένες σιδηροτροχιές και οι χαλαρές συνδέσεις των σιδηροτροχιών αυξάνουν τη δόνηση. Ασυνέχειες στην επιφάνεια κύλισης, όπως στις αλλαγές τροχιάς, επίσης προκαλούν αύξηση του επιπέδου δόνησης. Η προκαλούμενη δόνηση εξαρτάται από τον τρόπο συγκρότησης της εσχάρας γραμμής και τα χαρακτηριστικά και την ταχύτητα των σιδηροδρομικών οχημάτων. Οι δονήσεις κατά την κατασκευή ενός σιδηροδρομικού έργου δημιουργούνται κυρίως κατά τη διάνοιξη σηράγγων ή λοιπών υπογείων σιδηροδρομικών έργων. 60

62 Δείκτες μέτρησης δονήσεων Τα πλέον βασικά μεγέθη και χαρακτηριστικά για την καταγραφή και περιγραφή των δονήσεων, είναι : η συχνότητά τους (Hertz, κύκλοι ανά δευτερόλεπτο) το πλάτος ή εύρος της ταλάντωσης (σε μικρά μ) η ταχύτητα v (mm/s) ενός σημείου που ταλαντώνεται και η επιτάχυνση α (mm/s²) ενός σημείου που ταλαντώνεται Κατά κύριο λόγο οι δονήσεις εκφράζονται σαν ταχύτητα ή σαν επιτάχυνση. Μπορούν όμως να εκφρασθούν και σε επίπεδα θορύβου σε db Τιμές δονήσεων Το βασικό όριο ασφαλείας για την αποφυγή ζημιών είναι η τιμή της ταχύτητας δόνησης (ταλάντωσης) σωματιδίου να μην υπερβαίνει τα 50 mm/sec στην επιφάνεια του εδάφους. Το σύνολο των σημαντικών ζημιών στα κτίρια καθώς και το 94% των μικρότερων ζημιών (minordamage points) έχει παρατηρηθεί για ταχύτητες δόνησης >50mm/sec. Tο όριο αυτό υποδεικνύεται με την ποιοτική αξιολόγηση ότι πρόκειται για ένα πιθανό θεωρητικό κριτήριο και η εξασφάλισή του εμπεριέχει ένα πολύ μικρό ποσοστό πιθανότητας εμφάνισης ζημιών με έμφαση σε περιπτώσεις χαμηλής συνεκτικότητας εδαφών και κατά τη διάρκεια εργασιών διάνοιξης σήραγγας. Δεδομένου ότι το ανωτέρω όριο δε διασφαλίζει απόλυτα τη μη εμφάνιση ζημιών (σοβαρών ή διακοσμητικών), στον πίνακα 3.9 παρουσιάζονται όρια πιο συντηρητικά. Πίνακας 3.9: Προτεινόμενα ανώτατα όρια ταχύτητας δόνησης κατά την κατασκευή Προτεινόμενα όρια δονήσεων Σταθμισμένη επιτάχυνση Ισοδύναμη ταχύτητα Λοιπά κτίρια 0,5 έως 1 m/sec2 13 έως 28 mm/sec Κτίρια ειδικών χρήσεων και μνημεία 0,05 m/sec2 1,3 mm/sec Οι ανώτερες τιμές της ταχύτητας δόνησης για κτίρια ιδιαίτερα ευαίσθητα σε δονήσεις κυμαίνονται για τη θεμελίωση και τους υπερκείμενους ορόφους ως εξής : Θεμελίωση για συχνότητες: < 10Ηz στα 3 mm/sec Ηz στα 3-8 mm/sec Ηz στα 8-10 mm/sec 61

63 Υπερκείμενοι όροφοι: για όλες τις συχνότητες 8 mm/sec Στον πίνακα 3.10 δίνονται οι επιτρεπόμενες στάθμες εδαφομεταφερόμενου θορύβου για διάφορες χρήσης γης και τύπους κτιρίων. Πίνακας 3.10: Επιτρεπόμενες στάθμες εδαφομεταφερόμενου θορύβου Εδαφομεταφερόμενος θόρυβος Db(A) Κατηγορία χώρου Μονοκατοικία Πολυκατοικία Ξενοδοχείο Αραιοκατοικημένος Μέση πυκνότητα κατοικίας Πυκνοδομημένη κατοικία Εμπόριο Βιομηχανία - Υπεραστικό δίκτυο Μέτρα αντιμετώπισης των δονήσεων και του εδαφομεταφερόμενου θορύβου που προκαλούν τα σιδηροδρομικά συστήματα Μία από τις σημαντικότερες περιβαλλοντικές επιπτώσεις των σιδηροδρομικών συστημάτων και ειδικότερα των αστικών σιδηροδρομικών συστημάτων που κινούνται σε υπόγεια τμήματα γραμμής είναι οι δονήσεις. Κάποια από τα μέτρα αντιμετώπισής τους είναι τα εξής: Ελαστικά υποθέματα κάτω από τους στρωτήρες (Undersleeperpads)(εικόνα 3.14) Εικόνα 3.14:Ελαστικά υποθέματα κάτω από τους στρωτήρες [57] Ελαστικοί τάπητες κάτω από το έρμα (Underballastmats) Χρησιμοποιούνται κυρίως σε σήραγγες. Η χρήση τους απαιτεί μια πλευρική στήριξη για το έρμα και / ή μια επίπεδη και σκληρή στρώση πάνω από το έδαφος(εικόνα 3.15). Η διάρκεια 62

64 ζωής των στρώσεων αυτών είναι πάνω από 20 έως 25 έτη και η εφαρμογή τους μεγαλώνει τη διάρκεια ζωής της γραμμής. Εικόνα 3.15:Ελαστικός τάπητας κάτω από το έρμα [57] Πλάκα σκυροδέματος μέσα στο έδαφος (Slabintheground)(εικόνα 3.16) Χρησιμοποιείται για να δημιουργήσει ένα επίπεδο και σκληρό στρώμα με υψηλή σύνθετη αντίσταση εισόδου. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί σε συνδυασμό με ελαστική στρώση κάτω από το έρμα. Στην περίπτωση αυτή είναι απαραίτητη μια πρόσθετη πλευρική στήριξη για τη σταθεροποίηση του έρματος. [57] Εικόνα 3.16: πλάκα σκυροδέματος μέσα στο έδαφος[57] Τοποθέτηση πλωτής πλάκας (floatingslabsystem)(εικόνα 3.17) Η λύση αυτή ουσιαστικά επιβάλλει την τοποθέτηση ειδικών ελαστομερών υλικών στη διεπιφάνεια εδάφους και της βάσης οπλισμένου σκυροδέματος η οποία υλοποιείται σε μορφή «σκάφης» και λειτουργεί ως μάζα αδράνειας. Η τοποθέτηση του ελαστομερούς γίνεται τόσο σε μορφή τάπητα (mat κάλυψη όλης της επιφάνειας) όσο και σε μορφή λωρίδων (stripes - απαιτείται μικρότερη επιφάνεια απλά σκληρότερο και ακριβότερο υλικό) ή ακόμη και σε τετραγωνικής μορφής ανεξάρτητων πολλαπλών ελαστομερών, λύση που απαιτεί ακόμη μικρότερη επιφάνεια πλέον άκαμπτου ελαστομερούς υλικού. 63

65 Εικόνα 3.17: Πλωτή πλάκα στη διαδομή Bochum - Langendreer, Γερμανία[57] «Σκάφη» με έρμα (Ballasted trough) Είναι μια παραλλαγή πλάκας σκυροδέματος που παρέχει υψηλή σύνθετη αντίσταση εισόδου και αντιστήριξη για το έρμα.(εικόνα 3.18) Εικόνα 3.18: Σκάφη με έρμα [57] Στρωτήρες μεγάλου πλάτους (Widesleepertrack) Πρόκειται για γραμμές με έδραση με έρμα και με στρωτήρες σκυροδέματος που έχουν δύο φορές το πλάτος των κανονικών στρωτήρων.(εικόνα 3.19) Εικόνα 3.19: Στρωτήρας μεγάλου πλάτους σε δοκιμαστική γραμμή στο Αμβούργο[57] 64

66 Από μετρήσεις που έγιναν σε γραμμή στο Αμβούργο δόθηκαν τα ακόλουθα αποτελέσματα, σε σύγκριση με μία τυπική γραμμή με έρμα και τυπικού πλάτους στρωτήρες σκυροδέματος Β70: [57] Χαμηλότερες δονήσεις για συχνότητες <25 Hz Μεγαλύτερες δονήσεις για συχνότητες μεταξύ 31,5 Hz και 63 Hz και > 100 Hz Δεν παρατηρούνται διαφορές για συχνότητες από 80 Hz έως 100 Hz Στρωτήρες ladder (Ladder sleeper) Δημιουργήθηκαν και δοκιμάστηκαν στην Ιαπωνία. Αποτελούνται από διαμήκεις δοκούς σκυροδέματος και εγκάρσιες συνδέσεις (εικόνα 3.20). Τα πλεονέκτημά τους είναι η ισομερής διανομή των φορτίων στη διαμήκη διεύθυνση, περιορίζουν όμως τη χρήση των μηχανημάτων συμπίεσης του έρματος. Εικόνα 3.20:ladder sleeper[57] Πλαισιωτοί στρωτήρες (Framesleeper) Δημιουργήθηκαν από τον αυστριακό σιδηρόδρομο (ÖBB), σε συνεργασία με το Πολυτεχνείο του Graz. Κύριος στόχος ήταν η αύξηση της αντοχής του έρματος. Ο πλαισιωτός στρωτήρας αποτελείται από ένα διπλό "H"- πλαίσιο από σκυρόδεμα. Εκτός από την ενιαία υποστήριξη από το σύστημα στερεώσεως, μεταξύ των στρωτήρων μπορεί να υπάρχει και ελαστική υποστήριξη (εικόνα 3.21). Τα αποτελέσματα μετρήσεων έδειξαν μείωση της ταχύτητας δόνησης σε αποστάσεις από 8 m έως 32 m από το γεωμετρικό άξονα της γραμμής. Εικόνα 3.21:Στρωτήρες με σχήμα πλαισίου και ελαστική υποστήριξη[57] 65

67 Αφρώδες έρμα (Foamed ballast) Πρόκειται για σταθεροποίηση του έρματος με ειδικό αφρό πολυουρεθάνης με σκοπό την αύξηση της αντοχής του. Στην περίπτωση αυτή, χρησιμοποιείται ελαστική στρώση κάτω από το έρμα χωρίς να χρειάζεται πλευρική στήριξη, διότι το έρμα υποστηρίζεται από τον αφρό. (εικόνα 3.22) Εικόνα 3.22: Αφρώδες έρμα[57] Υποστηρικτικά στρώματα (Supported structures) Αποτελούνται από μια πλάκα που καλύπτεται από άσφαλτο (εικόνα 3.23) ή σκυρόδεμα(εικόνα 3.24). Οι στρωτήρες τοποθετούνται επί του υποστηρικτικού στρώματος και συνήθως προστίθενται ελαστικά στοιχεία μεταξύ τους. Εικόνα 3.23: SATO-System[57] Εικόνα 3.24: GETRAC A3-system[57] 66

68 Στρωτήρες με ελαστικό περίβλημα (bootedsleepers) Πρόκειται για στρωτήρες σκυροδέματος που περιβάλλονται από ελαστικό υλικό χυτεμένο στην πλάκα σκυροδέματος.(σχήμα 3.16) Σχήμα 3.16: Στρωτήρας LVT και στρωτήρας υψηλής εξασθένισης δονήσεων HA[57] Ελαστικοί τροχοί (τροχοί με ενσωματωμένους αποσβεστήρες) Συντήρηση τροχού και σιδηροτροχιάς Εκτός των μέτρων περιορισμού της ταχύτητας και της έντασης των δονήσεων υπάρχουν και τα μέτρα παρεμπόδισης μετάδοσης δονήσεων όπως τα ορύγματα και οι ανακλαστήρες 67

69 3.7. Οπτική Όχληση Αισθητική Ορισμός Οι υποδομές των σιδηροδρομικών συστημάτων και η λειτουργία τους έχουν αμφιλεγόμενες επιπτώσεις στην ποιότητα ενός τοπίου και στην αισθητική του αστικού περιβάλλοντος. Αν και η ακριβής εκτίμηση του οπτικού αποτελέσματος ενός σιδηροδρομικού έργου μπορεί να γίνει μόνο μετά την κατασκευή του, ο περιβαλλοντικός σχεδιασμός μπορεί να προβλέψει (και κάποτε να αποτρέψει) την ενδεχόμενη οπτική ενόχληση με βάση την εμπειρία από αντίστοιχες μελέτες και εφαρμογές. Οι βασικές διακρίσεις που μπορούν να γίνουν στη σχετική έρευνα αφορούν τη διάκριση μεταξύ οπτικής παρεμπόδισης και οπτικής ενόχλησης. Ως οπτική παρεμπόδιση που προκαλείται από τις εγκαταστάσεις του σιδηροδρόμου ορίζεται το ποσοστό του οπτικού πεδίου ενός παρατηρητή που καλύπτεται από αυτές. Ως οπτική ενόχληση ορίζεται όχι μόνο η αντικειμενική παρεμπόδιση της θέας που επιβάλλεται αλλά και η υποκειμενική δυσφορία που προκαλείται. Αυτός ο δεύτερος παράγοντας εξαρτάται τόσο από τη σχετική τοποθέτηση του αντικειμένου στο «κάδρο θέασης» όσο και από τη σημασία και την ευχαρίστηση που προκαλεί η θέα στον παρατηρητή πριν την απόκρυψη. Από τα παραπάνω γίνεται σαφής η υποκειμενική διάσταση της εκτίμησης αυτής της επίπτωσης καθώς και η πολυπλοκότητα του φαινομένου, όχι μόνο γιατί υπεισέρχονται ζητήματα αισθητικής, δηλαδή παιδείας αλλά και γιατί πρέπει κάθε φορά να συνεκτιμώνται ταυτόχρονα τρεις διαφορετικοί παράγοντες: Το αντικείμενο της μελέτης (το σιδηροδρομικό έργο) Το τοπίο μέσα στο οποίο θα ενσωματωθεί το έργο (η ποιότητα και η ευαισθησία του) Οι παρατηρητές, που διαφέρουν ως προς τη θέση παρατήρησης αλλά και την προσωπική τους αντίληψη ως προς το αποτέλεσμα. Ο σιδηρόδρομος είναι οπτικά πολύ λιγότερο διεισδυτικός απ ότι ένα οδικό δίκτυο, παρά τις βελτιώσεις που γίνονται στη διαμόρφωση των νέων δρόμων. Το μεγαλύτερο τμήμα του σιδηροδρομικού δικτύου στην Ευρώπη, κατασκευάστηκε το 19ο αιώνα και είχε έτσι το χρόνο να ταιριάξει με το φυσικό τοπίο και μάλιστα, σε αρκετές περιπτώσεις, αναμφισβήτητα, να το ενισχύσει. Η δημιουργία σιδηροδρόμου δε θα έπρεπε να αποτελεί κίνδυνο για το περιβάλλον ούτε να διαταράσσει την αισθητική του τοπίου από το οποίο περνάει η χάραξη αυτού. Πιο συγκεκριμένα, βασικός στόχος θα έπρεπε να είναι η διατήρηση της ποιότητας του ευαίσθητου τοπίου και φυσικά η µη υποβάθμιση σημαντικών τοπίων. Διευρύνοντας λίγο την έννοια της διατήρησης του τοπίου, βασικό μέλημα πριν τη χάραξη της γραμμής θα έπρεπε να είναι η διατήρηση όχι μόνο του φυσικού περιβάλλοντος, όπως 68

70 χαρακτηριστικά αναφέρεται η διατήρηση της ευστάθειας του εδάφους, αλλά και η διατήρηση του πολιτιστικού περιβάλλοντος της περιοχής Λειτουργίες του σιδηροδρόμου που προκαλούν οπτική όχληση Κατά την κατασκευή της σιδηροδρομικής υποδομής ειδικά μέσα στις πόλεις στην περίπτωση του μετρό και του τραμ δημιουργείται έντονη οπτική όχληση από την εγκατάσταση των εργοταξίων και των περιφράξεων. Κατά τη λειτουργία οι εγκαταστάσεις που απαιτούνται για τους ηλεκτροκίνητους συρμούς σε πολλές περιπτώσεις δημιουργούν προβλήματα αισθητικής και οπτική όχληση στην περιοχή λειτουργίας μιας σιδηροδρομικής υποδομής. Το πλήθος των εναέριων καλωδίων, πλαισίων, στύλων ηλεκτροκίνησης, υποσταθμών κλπ υποβαθμίζουν την αισθητική του τοπίου δημιουργώντας αρνητικά συναισθήματα τόσο στους χρήστες της υποδομής όσο και στους κατοίκους της περιοχής που βρίσκεται η σιδηροδρομική υποδομή. Οπτική όχληση μπορεί να προκαλέσει και ο εξοπλισμός της γραμμής όπως τα ηχοπετάσματα και οι σηματοδότηση Δείκτες προσδιορισμού οπτικής όχλησης- αισθητικής Η οπτική παρεμπόδιση μετράται με τη στερεά γωνία που διαμορφώνεται από το σημείο παρατήρησης και την υπό μελέτη σιδηροδρομική εγκατάσταση. Η μονάδα της μέτρησης (steradian) είναι η στερεά γωνία που ορίζεται από το κέντρο μιας σφαίρας με μοναδιαία ακτίνα και έχει μοναδιαία βάση στην επιφάνεια της σφαίρας (σχήμα 3.17 ). Το μέγεθός της αυξάνει όσο αυξάνει η επιφάνεια του οπτικού εμποδίου και ελαττώνεται αντιστρόφως ανάλογα με την απόσταση του παρατηρητή από αυτό. Για παράδειγμα ένα ηχοπέτασμα ύψους 2 μέτρων και μήκους 18 μέτρων που παρατηρείται από απόσταση 6 μέτρων από το κέντρο του, δημιουργεί οπτική παρεμπόδιση:v.o. = 2 x 18/6 2 = 1 steradian Επειδή η μονάδα αυτή μπορεί να εκφράσει μόνο πολύ μεγάλες τιμές οπτικής ενόχλησης (είναι χαρακτηριστικό πως η πλήρης απόκρυψη του οπτικού πεδίου, που νοείται ως ημισφαίριο, ισοδυναμεί με 2 steradian) χρησιμοποιείται συνήθως το χιλιοστό της (millisteradian ms) για να μετρούνται τα μεγέθη που παρουσιάζονται συνήθως στην πράξη. Η ακριβέστερη μέτρηση γίνεται με τη χρήση φωτογραφιών που αποτυπώνουν ολόκληρο το οπτικό πεδίο και τη σχετική θέση του εμποδίου και αναλυτική επεξεργασία τους στη συνέχεια για τον υπολογισμό της στερεάς γωνίας με χρήση κανάβου. 69

71 Σχήμα 3.17 : Καθορισμός της μοναδιαίας στερεάς γωνίας Για τον προσδιορισμό της οπτικής ενόχλησης διαμορφώθηκε ένας δείκτης οπτικής ευχαρίστησης που προκύπτει από τη σχέση: VAI = Σ i=1 n (W x P x H) όπουvai (visualamenityindex) = ο συνολικός δείκτης οπτικής ευχαρίστησης για κάθε ξεχωριστό στοιχείο i του οπτικού πεδίου W = η στερεά γωνία παρεμπόδισης P = η σχετική τοποθέτησή του σε σχέση με το κέντρο του οπτικού πεδίου (σχήμα 3.18 ) Η = ο παράγοντας της ευχαρίστησης που προκαλεί η θέαση του στοιχείου αυτού Επομένως ως οπτική ενόχληση μπορεί να θεωρηθεί η διαφορά στην οπτική ευχαρίστηση που προκαλείται από την αλλαγή των παραμέτρων W,Ρ,Η και των στοιχείων i ενός οπτικού πεδίου, εξαιτίας της παρουσίας και της λειτουργίας του σιδηροδρόμου. Ενώ οι τιμές του παράγοντα (W) μπορούν να υπολογιστούν με ακρίβεια (σχήμα 3.19) και η εκτίμηση του παράγοντα (P) ενδεικτικά, ο προσδιορισμός του παράγοντα ευχαρίστησης (Η) γίνεται μόνο με έρευνα ερωτηματολογίου της υποκειμενικής αξιολόγησης μεμονωμένων ατόμων, σε συνδυασμό με κρίσεις ειδικών επιστημόνων. Οι διάφορες έρευνες κατέληξαν στη διαμόρφωση ειδικών δεικτών οπτικής ενόχλησης ξεχωριστά για τα αστικά και τα μη αστικά σιδηροδρομικά συστήματα. 70

72 Σχήμα3.18 : Συντελεστής βαρύτητας λόγω θέσης Σχήμα 3.19: Διάγραμμα υπολογισμού στερεάς γωνίας 71

73 Όπως προέκυψε από δεδομένα κοινωνικών ερευνών ερωτηματολογίου, οι κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν σε μια αστική περιοχή την οπτική δυσαρέσκεια που προκαλείται μετά την παρουσία και τη λειτουργία ενός σιδηροδρομικού συστήματος, και μπορούν να χρησιμοποιηθούν σαν δείκτες οπτικής όχλησης, έχουν σχέση με: Τον όγκο του σιδηροδρόμου που είναι ορατός από ένα σημείο Τα οχήματα που διέρχονται και είναι ορατά (συρμοί/ώρα) Το ποσοστό του ουρανού που παραμένει ορατός Το ποσοστό του πρασίνου που παραμένει ορατό Συμπεραίνουμε, λοιπόν, ότι η αστική οπτική όχληση εξαρτάται από την ποσότητα του οπτικού πεδίου που εξαλείφεται λόγω της μεσολάβησης του έργου. Όσο αφορά την εκτίμηση των επιπτώσεων ενός υπεραστικού σιδηροδρόμου σχετικά με την αισθητική ποιότητα του τοπίου, υπεισέρχονται περισσότερο παράγοντες που χαρακτηρίζουν την ελκυστικότητα του ίδιου του τοπίου και λιγότερο την ενόχληση του παρατηρητή. Το σχετικό αποτέλεσμα θα μπορούσε να μετρηθεί ως διαφορά μεταξύ της προηγούμενης ποιότητας και αυτής που προκύπτει μετά την κατασκευή του σιδηροδρομικού έργου, με συσχέτιση αντικειμενικών και υποκειμενικών στοιχείων. Αντικειμενικά στοιχεία τα οποία μπορούν να μετρηθούν είναι : Έκταση καλλιεργήσιμης γης που καταλήφθηκε μετρημένη σε εκτάρια Έκταση δασών που καταστράφηκαν μετρημένη σε εκτάρια Υποκειμενικά στοιχεία τα οποία μπορούν να βαθμολογηθούν από ειδικούς και κοινό είναι: Αισθητική κατασκευών, τεχνικών έργων και συρμών Ελκυστικότητα τοπίου πριν και μετά το έργο Ο συσχετισμός ορισμένων φυσικών παραμέτρων με τη διερεύνηση της υποκειμενικής αντίληψης του κοινού μπορεί να έχει ως τελικό αποτέλεσμα την ικανοποιητική εκτίμηση της οπτικής ενόχλησης που θα προκύψει από ένα σιδηροδρομικό έργο, στο στάδιο ακόμη του σχεδιασμού του Μέτρα αντιμετώπισης της οπτικής όχλησης από την ύπαρξη του σιδηροδρόμου Οι αρχιτεκτονικές μελέτες κατά την κατασκευή των σιδηροδρομικών συστημάτων θα πρέπει να αποτελούν αναπόσπαστο τμήμα των ευρύτερων μελετών και να είναι προϊόντα αποτελεσματικού συντονισμού με τις υπόλοιπες μελέτες. Στόχος των αρχιτεκτονικών μελετών είναι η δημιουργία καλαίσθητων και ταυτοχρόνως λειτουργικών εγκατστάσεων και η παράδοση φιλικών σιδηρδρομικών συστημάτων στους χρήστες. 72

74 3.8. Ένταξη στο τοπογραφικό ανάγλυφο / δομημένο περιβάλλον Ορισμός Η πρώτη και άμεση επίπτωση από την κατασκευή ενός σιδηροδρομικού έργου εμφανίζεται στο φυσικό τοπίο. Οι επιπτώσεις προέρχονται από την γεωμετρική διαμόρφωση (χάραξη χωροθέτηση) του έργου και συνεπάγονται: Τραυματισμό του τοπίου Καταστροφή της υπάρχουσας κατάστασης Αλλαγές στο τοπογραφικό ανάγλυφο Αλλαγές στον τρόπο απορροής των επιφανειακών υδάτων Λειτουργίες του σιδηροδρόμου που προκαλούν μεταβολή του τοπογραφικού αναγλύφου Κατά μήκος της σιδηροδρομικής γραμμής κατασκευάζονται τεχνικά σιδηροδρομικά έργα, ώστε να επιτευχθεί η διέλευσή της από περιοχές με δύσκολη τοπογραφική ένταξη (ορεινοί όγκοι, υδάτινα κωλύματα κλπ) και ευαίσθητες περιβαλλοντικά (δασικές εκτάσεις,αστικά κέντρα κλπ).πρέπει να επιτρέπουν την κυκλοφορία των συρμών με την ταχύτητα σχεδιασμού και με πλήρη ασφάλεια ενώ παράλληλα πρέπει να εντάσσονται κατάλληλα στο φυσικό και στο αστικό περιβάλλον. Τα τεχνικά έργα που συναντώνται στα σιδηροδρομικά δίκτυα είναι : Οι γέφυρες Οι σήραγγες Τα επιχώματα Τα ορύγματα Οι ανισόπεδες οδικές διαβάσεις Οι περιφράξεις Οι τοίχοι αντιστήριξης και οι αμυντικές στοές Τα ηχοπετάσματα Τα έργα αποστράγγισης Η μεταβολή του ανάγλυφου του εδάφους οφείλεται κυρίως στην εκτέλεση χωματουργικών εργασιών. Τα χωματουργικά που απαιτούνται για την κατασκευή ενός σιδηροδρομικού συστήματος περιλαμβάνουν ποικίλες εργασίες που εκπονούνται έτσι ώστε να ομαλοποιηθεί η επιφάνεια κατάληψης του σιδηρόδρομου και να εφαρμοστούν απόλυτα οι τεχνικές προδιαγραφές του έργου. [17] 73

75 Τα δυο βασικά τεχνικά χωματουργικά έργα είναι τα επιχώματα και τα ορύγματα. Tα βαθιά ορύγματα και τα υψηλά επιχώματα, έχουν ως αποτέλεσμα την αλλαγή του ανάγλυφου του εδάφους με προεκτάσεις που μπορεί να οδηγήσουν σε κατολισθήσεις πρανών (ορύγματα) και αποκλεισμό περιοχών (επιχώματα) Δείκτες μέτρησης χωματουργικών εργασιών Δείκτης για την εκτίμηση και την αξιολόγηση των επιπτώσεων των χωματουργικών έργων είναι το ύψοςhεπιχώματος (m) για τα επιχώματα, το βάθοςdορύγματος (m) για το ορύγματα καθώς και ο όγκος Vχωμάτων (m 3 )για τα χώματα που απομακρύνονται ή εναποτίθενται για τις ανάγκες των τεχνικών σιδηροδρομικών έργων Μέτρα ομαλής ένταξης του σιδηροδρόμου στο τοπογραφικό ανάγλυφο Μερικά από τα μέτρα ομαλής ένταξης των σιδηροδρομικών συστημάτων στο τοπογραφικό ανάλυφο κάθε περιοχής είναι τα εξής: Επιλογή μηχανημάτων διάνοιξης μετά από αξιολόγηση των γεωλογικών και γεωτεχνικών συνθηκών για την ελαχιστοποίηση κατά το δυνατόν των καθιζήσεων στην επιφάνεια του εδάφους Κατασκευή σηράγγων με τη μέθοδο εκσκαφής και επανεπίχωσης (Cut and Cover) ή με υπόγεια διάνοιξη αντί για μεγάλα ορύγματα Κατασκευή γεφυρών αντί για μεγάλα επιχώματα 74

76 3.9. Κατάληψη χώρου Ορισμός Ως εύρος κατάληψης ενός χερσαίου μέσου μεταφοράς, όπως είναι ο σιδηρόδρομος, ορίζεται το πλάτος που απαλλοτριώνεται ή απαιτείται για τη διέλευση του μέσου (ζώνη διέλευσης). Για το ίδιο περίπου μεταφορικό έργο το εύρος κατάληψης μιας διπλής σιδηροδρομικής γραμμής είναι 3 φορές περίπου μικρότερο από ότι μιας οδικής υποδομής (2x3) όπως φαίνεται στην Εικόνα 3.25 και στον πίνακα Ενδεικτικά αναφέρεται ότι για 1 km διπλής σιδηροδρομικής γραμμής υψηλών ταχυτήτων απαιτείται έκταση γης 3,2 εκταρίων ενώ αντίστοιχα για 1 km αυτοκινητοδρόμου απαιτούνται 9,3 εκτάρια. Εικόνα 3.25: Εύρος κατάληψης διπλής σιδηροδρομικής γραμμής και αυτοκινητόδρομου (23) Το µικρό σχετικά πλάτος της γραμμής και των λοιπών τεχνικών έργων του σιδηροδρόμου (μικρότερο πλάτος ορυγμάτων, επιχωμάτων, γεφυρών κ.λπ.) έχει ως να αποτέλεσμα να δημιουργούνται μικρότερα προβλήματα στο φυσικό περιβάλλον σε σχέση με την περίπτωση του αυτοκινητοδρόμου. Πίνακας 3.11 Σύγκριση της χωρητικότητας μιας διπλής σιδηροδρομικής γραμμής και ενός αυτοκινητόδρομου Αυτοκινητόδρομος 2 κατευθύνσεων με 3 λωρίδες Διπλή γραμμή σιδηροδρομική κυκλοφορίας Πλάτος υποδομής (m) Μέσος όρος επιβατών/όχημα και στις 2 κατευθύνσεις 2 x 1,7=3,4 2 x 666=1.332 Διερχόμενα οχήματα/ώρα Επιβάτες / ώρα 2*7.650 = *8.000=

77 Δείκτες μέτρησης του χώρου κατάληψης Μέγεθος μέτρησης του εύρους κατάληψης λαμβάνεται η έκταση που απαιτείται, μετρούμενη σε εκτάρια, για τη διέλευση 1 km της συγκοινωνιακής υποδομής του μέσου (εκτάρια/km), η έκταση που απαιτείται για τη μεταφορά ενός συγκεκριμένου αριθμού επιβατών(εκτάρια/αριθμός επιβάτων)και το πλάτος της ζώνης διέλευσης (m) Παρεμπόδιση δραστηριοτήτων Προσπελασιμότητα Ρήξη συνέχειας αστικού ιστού Γενικά Όσον αφορά τις αστικές ζώνες μπορούμε να πούμε ότι για το τραμ και το μετρό δεν τίθεται θέμα διαχωρισμού. Το μεν μετρό κινείται υπόγεια, ενώ το τραμ είναι σχεδιασμένο για να εντάσσεται με ευκολία στον αστικό ιστό ακόμα και σε πεζόδρομους με συνύπαρξη της λειτουργίας του με πεζούς και ποδήλατα. Ο σημαντικός διαχωρισμός αστικών περιοχών προκαλείται από τις γραμμές υπεραστικών τρένων που διασχίζουν τον αστικό ιστό. Τα έργα αυτά είναι κατά κανόνα περιφραγμένα και η κίνηση των υπολοίπων χρηστών, όπως και η κάθετη διάσχισή τους γίνεται από ειδικές γέφυρες που διατάσσονται κάθετα στην υποδομή. [16] Κατά τη λειτουργία ενός σιδηροδρομικού δικτύου, ο κίνδυνος της κυκλοφοριακής απομόνωσης περιοχών είναι υπαρκτός, καθώς η σιδηροδρομική γραμμή αποκόπτει την περιοχή από την οποία διέρχεται. Είναι απαραίτητο λοιπόν, να γίνει πρόβλεψη για την αποκατάσταση του τοπικού οδικού δικτύου, έτσι ώστε να ομαλοποιηθεί, κατά το δυνατό, η μετακίνηση, η επικοινωνία και η απρόσκοπτη συνέχιση της οικονομικής δραστηριότητας των ανθρώπων που βρίσκονται εκατέρωθεν της σιδηροδρομικής γραμμής. Σοβαρές επιπτώσεις έχει ο διαχωρισμός και στις προστατευόμενες περιοχές. Ο φυσικός χώρος τεμαχίζεται και η πανίδα της περιοχής διαχωρίζεται στις δυο ζώνες. Τέλος, όσον αφορά τις καλλιεργήσιμες εκτάσεις ο διαχωρισμός τους μπορεί να προκαλέσει προβλήματα στην άρδευσή τους ή στην καλλιέργειά τους Δείκτες μέτρησης του περιορισμού προσβασιμότητας Για την μέτρηση του περιορισμού της προσβασιμότητας του χώρου από την πανίδα λόγω ύπαρξης του σιδηροδρομικού δικτύου, αυτή μπορεί να μετρηθεί βάσει της επίδρασης που θα παρατηρηθεί στην πανίδα της περιοχής (μείωση ή αύξηση συγκεκριμένων ειδών και γενικότερα επίδραση στον κύκλο ζωής των ειδών που ενδημούσαν στην περιοχή πριν την κατασκευή και κατά τη λειτουργία του δικτύου). 76

78 3.11. Διατάραξη Οικοσυστημάτων Γενικά Η εγκατάσταση ενός σιδηροδρομικού δικτύου υψηλών ταχυτήτων έχει άμεση επίδραση και στους βιολογικούς πόρους της περιοχής από την οποία διέρχεται. Πιο συγκεκριμένα, μπορούν να εμφανιστούν τα παρακάτω φαινόμενα, των οποίων η ένταση και η σοβαρότητα εξαρτώνται από τις συνθήκες της εκάστοτε περιοχής μελέτης: Τροποποίηση ή καταστροφή του φυσικού περιβάλλοντος, περιοχών αναπαραγωγής σπάνιων ή υπό εξαφάνιση ειδών. Απώλεια σημαντικού αριθμού ειδών. Από τη λειτουργία του σιδηροδρομικού συστήματος προκαλούνται συχνά ατυχήματα σε είδη της πανίδας (παράσυρση ζώων κλπ). Επιπτώσεις ή μετρήσιμη υποβάθμιση προστατευόμενου φυσικού περιβάλλοντος, ευαίσθητης φυσικής βλάστησης, υγροτόπων και λοιπών περιβαλλοντικά προστατευόμενων περιοχών. Σύγκρουση με τις διατάξεις υφιστάμενων περιβαλλοντικών νομοθετικών ρυθμίσεων σε τοπικό, περιφερειακό ή εθνικό επίπεδο. Η κατασκευή έργων υποδομής εμπεριέχει ακόμη κινδύνους για τη διαφύλαξη της ποιότητας των υδάτινων πόρων, των οποίων η προστασία είναι ζωτικής σημασίας για τον άνθρωπο Μέτρα προστασίας των οικοσυστημάτων από την παρουσία του σιδηροδρόμου Τα σημαντικότερα μέτρα προστασίας των οικοσυστημάτων που έχουν εφαρμοστεί από διάφορες χώρες είναι: [55] Φυσικές γέφυρες (πράσινες γέφυρες) που για τον σιδηρόδρομο είναι πολύ μικρότερες σε μήκος αλλά πρέπει να κατασκευαστούν σε μεγαλύτερο ύψος ειδικά στην περίπτωση των γραμμών υψηλών ταχυτήτων. Διαβάσεις άγριας πανίδας και διαβάσεις με τη μορφή οχετών για τα αμφίβια και τις ενυδρίδες. Από την παρακολούθηση διαβάσεων έχει διαπιστωθεί πως τα ζώα εξοικειώνονται και τις χρησιμοποιούν. Χρησιμοποίηση κάμερας στο συρμό για τον αυτόματο εντοπισμό των ζιζανίων κατά μήκος της γραμμής και με τη βοήθεια προγράμματος ηλεκτρονικού υπολογιστή, ψεκασμός τους με ζιζανιοκτόνα. Με τον τρόπο αυτό η ποσότητα των ζιζανιοκτόνων που χρησιμοποιούνται μειώνεται κατά 30% καθώς επίσης, και η ανεπιθύμητη βλάστηση μειώνεται κατά 30%. 77

79 Εγκατάσταση συσκευών, οι οποίες λίγο πριν από τη διέλευση ενός συρμού, εκπέμπουν φυσικούς ήχους. Τα ζώα τους αντιλαμβάνονται ως προειδοποίηση επικείμενου κινδύνου και απομακρύνονται. Φύτευση δέντρων και βλάστησης κατά μήκος των γραμμών. Εφαρμογή μέτρων πρόληψης δασικών πυρκαγιών που μπορεί να προκληθούν λόγω του σιδηροδρόμου Απομάκρυνση από τις γραμμές των νεκρών ζώων, τα οποία έλκουν αετούς και άλλα αρπακτικά πτηνά. 78

80 Κεφάλαιο 4 : Οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις ανά σιδηροδρομικό σύστημα αναφοράς 4.1. Σιδηρόδρομος Υψηλών Ταχυτήτων Το 1996, η Ευρωπαϊκή Κοινότητα εξέδωσε την οδηγία 96/48/ΕΚ και προδιαγραφές (Τεχνικές Προδιαγραφές Διαλειτουργικότητας -ΤΠΔ) για το σιδηρόδρομο υψηλών ταχυτήτων. Η οδηγία 96/48/ΕΚ αναθεωρήθηκε με την οδηγία 2008/231/ΕΚ η οποία έχει έναρξη ισχύος την 1η Σεπτεμβρίου του [31] Στο παράρτημα I της οδηγίας, ορίζονται τρεις κατηγορίες δικτύων υψηλών ταχυτήτων: [31] Κατηγορία I: ειδικά κατασκευασμένες γραμμές υψηλών ταχυτήτων με τεχνικό εξοπλισμό για ταχύτητες κατά κανόνα ίσες προς ή μεγαλύτερες από 250 km/h, Κατηγορία II: ειδικά αναβαθμισμένες γραμμές υψηλών ταχυτήτων με τεχνικό εξοπλισμό για ταχύτητες της τάξεως των 200 km/h Κατηγορία ΙΙΙ: ειδικά αναβαθμισμένες γραμμές υψηλών ταχυτήτων που διαθέτουν ειδικά χαρακτηριστικά λόγω περιορισμών οφειλόμενων στην τοπογραφία, στη διαμόρφωση του εδάφους ή στον πολεοδομικό σχεδιασμό, στις οποίες η ταχύτητα πρέπει να προσαρμόζεται κατά περίπτωση. Σήμερα οι τεχνικές εξελίξεις τόσο στον τομέα του τροχαίου υλικού όσο και στον τομέα της γραμμής επιτρέπουν σε ένα σιδηροδρομικό συρμό να κινηθεί με ασφάλεια, σε ευθεία γραμμή καλής ποιότητας, με ταχύτητες μεγαλύτερες των 300 km/h. Το ρεκόρ της μέσης ταχύτητας μεταξύ ενδιάμεσων σταθμών κατέχει η Κίνα (ταχύτητα 313 km/h, στοιχεία 2010) ενώ η Γαλλία διατηρεί από τις 3 Απριλίου του 2007 το παγκόσμιο ρεκόρ ταχύτητας με δοκιμαστικούς συρμούς (574,8 km/h). Όσον αφορά στις επιβατικές μεταφορές, σε πολλές χώρες της Ευρώπης τα τρένα κινούνται σε συμβατικές γραμμές με ταχύτητες μεγαλύτερες των 160 km/h ενώ ο αριθμός των δικτύων υψηλών ταχυτήτων σε όλο τον κόσμο (μέγιστη ταχύτητα 200 km/h, ταχύτητα εκμετάλλευσης 150 km/h) ανέρχεται στα δεκαπέντε. Τέλος, δώδεκα χώρες στον κόσμο διαθέτουν γραμμές όπου τα τρένα αναπτύσσουν ταχύτητα 250 km/h. Οι περιβαλλοντικές παράμετροι που εξετάζονται στην περίπτωση του σιδηρόδρομου υψηλών ταχυτήτων είναι: η κατανάλωση ενέργειας, οι εκπομπές ρυπαντών, ο θόρυβος και οι δονήσεις, ο περιορισμός των δραστηριοτήτων λόγω της ύπαρξης του σιδηροδρόμου στο χώρο, το εύρος κατάληψης, οι χωματουργικές εργασίες που απαιτούνται για την κατασκευή του, η αποκατάσταση του τοπίου, η προστασία της πανίδας και τέλος η οπτική όχληση που προκαλείται από την παρουσία του μέσου. 79

81 4.1.1 Κατανάλωση Ενέργειας Αναφορικά με το σιδηρόδρομο υψηλών ταχυτήτων, πρέπει να τονιστεί ότι χρησιμοποιείται αποκλειστικά ηλεκτρική ενέργεια για την κίνησή του, καθώς είναι το μόνο σύστημα έλξης που μπορεί να προσδώσει στους συρμούς την απαραίτητη ελκτική δύναμη για να αναπτύξουν τόσο μεγάλες ταχύτητες. [18] Στην περίπτωση των τρένων υψηλών ταχυτήτων καταναλώνεται πολύ ενέργεια για να υπερνικηθούν οι αεροδυναμικές αντιστάσεις (αυξάνονται ανάλογα με το τετράγωνο της ταχύτητας). Αυτός είναι ο λόγος που τα τρένα υψηλών ταχυτήτων έχουν αεροδυναμική μορφή στο εμπρόσθιο και οπίσθιο τμήμα τους (μύτη και ουρά συρμού). Υπάρχει η αντίληψη ότι ο σιδηρόδρομος υψηλών ταχυτήτων δαπανά κατά τη λειτουργία του ένα μεγάλο ποσό ενέργειας, το οποίο είναι υπερβολικό και δυσανάλογο με τις παρεχόμενες υπηρεσίες του. Η αντίληψη αυτή είναι λανθασμένη και χρησιμεύει πολλές φορές ως πρόσχημα για να μην κατασκευάζονται νέες γραμμές υψηλών ταχυτήτων αλλά να προτιμάται να αναβαθμίζονται οι υφιστάμενες γραμμές συμβατικών ταχυτήτων ή απλώς να ενισχύονται οι άλλοι τρόποι μεταφοράς. [18] Υπάρχουν δυο κυρίαρχες ιδέες που συνδέουν την ενέργεια με τη λειτουργία του σιδηροδρόμου: [18] Η πρώτη ιδέα, που ονομάζεται από πολλούς «ο κανόνας της δύναμης» ή «ο κανόνας του κύβου», υποστηρίζει ότι η δύναμη του τρένου αυξάνεται ανάλογα με την τρίτη δύναμη της ταχύτητάς του Η δεύτερη ιδέα, που ονομάζεται «ο κανόνας της ενέργειας» ή «ο κανόνας του τετραγώνου», υποδεικνύει ότι η ενεργειακή κατανάλωση του τρένου αυξάνεται ανάλογα με το τετράγωνο της ταχύτητας. Ο κανόνας αυτός αντιστοιχεί σε κατανάλωση που προκαλείται κυρίως από τις αεροδυναμικές αντιστάσεις Στο σχήμα 4.1 παρουσιάζονται ποσοτικά αποτελέσματα που προέκυψαν από τη σύγκριση υποθετικών καταστάσεων, όπου ένα τρένο υψηλών ταχυτήτων διανύει την απόσταση Λονδίνο Εδιμβούργο με διαφορετικές ταχύτητες (τα αποτελέσματα αφορούν δεδομένα του έτους 1993). [18] 80

82 Σχήμα 4.1: Σύγκριση μεταξύ του χρόνου διαδρομής και της καταναλισκόμενης ενέργειας ενός τρένου, στη διαδρομή Λονδίνο-Εδιμβούργο για διαφορετικές μέγιστες ταχύτητες (Kemp, 2003; από [18], σελ.11) Η Διεθνής Ένωση Σιδηροδρόμων (UIC), σε δικιά της μελέτη, θεώρησε τη σύνδεση Μαδρίτη- Βαρκελώνη μήκους 620 km, μια διαδρομή δηλαδή λίγο μεγαλύτερη από τη διαδρομή Λονδίνο-Εδιμβούργο. Η διαδρομή αυτή διανύεται με συρμούς υψηλών ταχυτήτων (AVE) 397 θέσεων που αναπτύσσουν διαφορετικές μέγιστες ταχύτητες. Ο χρόνος διαδρομής υπολογίζεται με τον προσομοιωτή Aplica, και η κατανάλωση ενέργειας με το λογισμικό Alpi2810. [18] Παρόλο που η απόσταση Μαδρίτη-Βαρκελώνη είναι μεγαλύτερη κατά 3,3% από τη διαδρομή Λονδίνο-Εδιμβούργο, τα αποτελέσματα από τη σύγκριση δείχνουν ότι: [18] Οι χρόνοι διαδρομής είναι λίγο μικρότεροι (μεταξύ 6 έως 16 min). Οι διαφορές αυτές μπορούν να θεωρηθούν λογικές λόγω διαφορετικής ποιότητας σιδηροδρομικής υποδομής. Η κατανάλωση ενέργειας είναι σημαντικά χαμηλότερη, με διαφορές που φθάνουν και το 56%. Το τρένο που διήνυσε την απόσταση Μαδρίτη-Βαρκελώνη στα 350 km/h, κατανάλωσε 25,08 kwh/επιβατοθέση (περίπου 0,04 kwh/επιβατοχιλιόμετρο), ενέργεια λιγότερη από τη μισή. Πρέπει όμως να συνυπολογιστεί το γεγονός ότι στην περίπτωση της διαδρομής Μαδρίτη- Βαρκελώνη, τα τρένα που χρησιμοποιήθηκαν είχαν σύστημα επανάκτησης της χαμένης ενέργειας κατά την πέδηση (όπως συμβαίνει στην πραγματικότητα όπου εξοικονομούν ενέργεια κατά την πέδηση), το οποίο είναι σχεδόν βέβαιο ότι δεν είχε ληφθεί υπόψη στη μελέτη του Kemp. Ακόμα όμως και χωρίς τη συνδρομή του συστήματος αυτού, το τρένο στη διαδρομή Μαδρίτη-Βαρκελώνη στα 350 km/h θα κατανάλωνε 27,47 kwh/επιβατοθέση (0,044 kwh/επιβατοχιλιόμετρο), δηλαδή 52% λιγότερο. 81

83 Μέγιστη Ταχύτητα (km/h) Χρόνος Λον.-Εδιμ. (h) Χρόνος Μαδ.-Βαρκ. (h) Το γράφημα του σχήματος 4.2 δείχνει πως προκύπτουν οι διαφορές για τρένα με ή χωρίς σύστημα επανάκτησης της χαμένης ενέργειας, για ταχύτητες από km/h. Σχήμα 4.2: Σύγκριση μεταξύ της ταχύτητας και της καταναλισκόμενης ενέργειας, στη διαδρομή Λονδίνο - Εδιμβούργο (Kemp, 2004) και Μαδρίτη Βαρκελώνη(κατά UIC, 2010) Στον Πίνακα 4.1 γίνονται πιο διακριτές οι διαφορές αυτές. Πίνακας 4.1: Σύγκριση μεταξύ χρόνου διαδρομής και κατανάλωσης ενέργειας σε διαφορετικές ταχύτητες για ένα ταξίδι από το Λονδίνο στο Εδιμβούργο (αποτελέσματα κατά Kemp 2004) και από τη Μαδρίτη στη Βαρκελώνη (κατά UIC, 2010) [32] Κατανάλ. Λον.-Εδιμ. (kwhwheel/ θέση) Κατανάλ. Μαδ.-Βαρκ. (kwhwheel/ θέση) με αναγεν. Πέδησης Κατανάλ. Μαδ.-Βαρκ. (kwhwheel/ θέση) χωρίς αναγεν. πέδησης Διαφορά χρόνου Μαδ.- Βαρκ. και Λον.-Εδιμ. (min) Διαφορά κατανάλ. Μαδ.-Βαρκ. (με αν. πεδ.) και Λον.-Εδιμ. (kwh/p) ,57 21,77 3,25 3, ,43-8, ,40 23,00 2,95 2, ,60-13, ,00 25,50 2,65 2, ,00-22, ,08 27,47 2,55 2, ,92-29,53 Διαφορά κατανάλ. Μαδ.-Βαρκ. (χωρίς αν. πεδ.) και Λον.-Εδιμ. (kwh/p) Από την 3η στήλη του Πίνακα 4.1 φαίνεται ότι από τα 225 km/h στα 350 km/h, υπάρχουν μικρές διαφοροποιήσεις στην επιπλέον ενέργεια που δαπανάται (από τις 16,57 στις 25,08 kwh/επιβατοθέση). Συνεπώς, η μεγάλη αύξηση της ταχύτητας στο σιδηρόδρομο, δεν προκαλεί ανάλογη αύξηση στην καταναλισκόμενη ενέργεια. 82

84 Αυτό φαίνεται και στο διάγραμμα του Σχήματος 4.2 όπου φαίνεται η σχέση μεταξύ της ταχύτητας και της ενεργειακής κατανάλωσης για τα τρένα υψηλών ταχυτήτων της Ευρώπης. [19] Σχήμα 4.3: Σχέση μεταξύ ενεργειακής κατανάλωσης και ταχύτητας για τα ευρωπαϊκά τρένα υψηλών ταχυτήτων [33] Σύμφωνα με το Σχήμα 4.3 η κατανάλωση ενέργειας κυμαίνεται μεταξύ 0,034-0,041 kwh/επιβατοχιλιόμετρο για ένα φάσμα ταχύτητας km/h. Σε μελέτη που πραγματοποιήθηκε το 2010 από τη JR Central θεωρήθηκε η σύνδεση Τόκιο- Οσάκα, μήκους 515 km. Η διαδρομή αυτή διανύεται με συρμό υψηλών ταχυτήτων, συγκεκριμένα τον Tokaido Shinkansen (Series N700 Nozomi ). Η κατανάλωση ενέργειας του συρμού υπολογίστηκε σε 90 MJ/επιβατοθέση, ή αλλιώς σε 25 kwh/επιβατοθέση, ή τέλος σε 0,0485 kwh/επιβατοχιλιόμετρο. [20] Στον Πίνακα 4.2 δίδεται η κατανάλωση ενέργειας τρένων υψηλών ταχυτήτων για 8 επιλεγμένες διαδρομές. Η κατανάλωση ενέργειας προέκυψε από το λογισμικό του σε λίτρα βενζίνης/επιβατοθέση και μετατράπηκε σε MJ/επιβατοθέση, σε kwh/επιβατοθέση και σε kwh/επιβατοχιλιόμετρο. 83

85 Μήκος διαδρομής (km) Πίνακας 4.2: Ενεργειακή κατανάλωση για 8 επιλεγμένες διαδρομές με τρένο υψηλών ταχυτήτων Σύνδεση Κατανάλωση ενέργειας (liters/ επιβατοθέση) MJ/ επιβατοθέση kwh/ επιβατοθέση kwh/ επιβατοχιλιόμετρο Ρώμη-Νάπολι 205 1, ,56 0,076 Βρυξέλλες- Άμστερνταμ Ρώμη- Φλωρεντία Λισσαβώνα- Πόρτο Παρίσι- Φρανκφούρτη 226 2,5 87,5 24,31 0, , ,44 0, , ,28 0, ,7 269,5 74,86 0,158 Ρώμη-Μιλάνο 476 4,3 150,5 41,88 0,088 Λονδίνο-Παρίσι 494 6, ,22 0,126 Άμστερνταμ- Παρίσι 540 7, ,00 0,129 Αξιολογώντας τα παραπάνω στοιχεία μπορούμε να πούμε ότι κατά μέσο όρο ένα τρένο κινούμενο με ταχύτητες km/h καταναλώνει περίπου 0,035-0,10 kwh/επιβατοχιλιόμετρο ή 0,12-0,36 MJ/επιβατοχιλιόμετρο. [18] Ένας από τους λόγους που ο σιδηρόδρομος υψηλών ταχυτήτων συμβάλει στην εξοικονόμηση ενέργειας είναι ότι η πυκνότητα των στάσεων του είναι μικρότερη από αυτή του σιδηροδρόμου συμβατικών ταχυτήτων Εκπομπές Ρυπαντών Οι εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου κατά τη λειτουργία ενός τρένου υψηλών ταχυτήτων εξαρτώνται από τον τύπο της πρωτογενούς ενέργειας που χρησιμοποιείται για να παραχθεί η ηλεκτρική ενέργεια που θα τροφοδοτεί το τρένο και από την αποδοτικότητα της ενέργειας κατά τη λειτουργία του τρένου. Επίσης, εξαρτώνται από τον αριθμό των επιβατών που ταξιδεύουν με το τρένο υψηλών ταχυτήτων καθώς και από το ποσοστό των εκπομπών που παράγονται κατά την κατασκευή της σιδηροδρομικής υποδομής, όπου απαιτείται αναγκαστικά η χρήση μη φιλικών προς το περιβάλλον υλικών. [21] Αξίζει να σημειωθεί ότι ο σιδηρόδρομος υψηλών ταχυτήτων, όπως και όλες οι ηλεκτροκίνητες μεταφορές, δεν προκαλεί άμεσα ατμοσφαιρική ρύπανση στην εγγύς περιοχή της διέλευσής του. Ερευνητές του ITS (Institute of Transportation Studies, University of California, Berkeley) υποστηρίζουν ότι ο σιδηρόδρομος υψηλών ταχυτήτων έχει τη δυνατότητα να καταναλώνει λιγότερη ενέργεια από τα άλλα μέσα και να εκπέμπει τους λιγότερους ρυπαντές, μόνον εάν τα οχήματα των συρμών έχουν σε μόνιμη βάση υψηλό συντελεστή πλήρωσης επιβατών και 84

86 εάν χρησιμοποιεί πηγές ηλεκτρικής ενέργειας που προκαλούν χαμηλές εκπομπές ρυπαντών, όπως είναι η αιολική ενέργεια. [21] Η πληρότητα του μέσου επηρεάζει σημαντικά τις παραγόμενες εκπομπές αερίων. Αναφέρεται χαρακτηριστικά ότι ένα μέσο μπορεί να παράγει λιγότερες εκπομπές αερίων από κάποιο άλλο δεδομένης μιας μέσης πληρότητάς του, ωστόσο υπάρχουν τιμές πληρότητας που μπορεί να αναστρέψουν την κατάσταση αυτή. Ειδικά για το σιδηρόδρομο υψηλών ταχυτήτων, αυτό είναι ιδιαιτέρως σημαντικό καθώς τα τρένα αυτά μπορεί να ταξιδεύουν με πληρότητα από 25% έως και 90%. [21] Ορισμένοι από τους παράγοντες που επηρεάζουν την πληρότητα ενός τρένου είναι η τιμή του κομίστρου, ο αριθμός των στάσεων που πραγματοποιεί, η συχνότητα των δρομολογίων του, το μήκος του τρένου και η εγγενής ζήτηση της διαδρομής που πραγματοποιεί. Πρέπει να σημειωθεί ότι η κατασκευή μεγάλων υποδομών για τους σιδηροδρομικούς σταθμούς επιβαρύνει σημαντικά την ατμόσφαιρα με εκπομπές ρύπων, καθώς οι κατασκευές αυτές στηρίζονται κατά βάση στη χρήση χάλυβα και μεγάλων ποσοτήτων σκυροδέματος, υλικά, κατά την παραγωγή των οποίων, εκπέμπονται μεγάλες ποσότητες ρυπαντών. [21] Αν και η κατασκευή μιας μεγάλης, νέας σιδηροδρομικής υποδομής έχει μεγάλο περιβαλλοντικό κόστος λόγω των υλικών που χρησιμοποιούνται, αυτός δεν είναι ο μόνος παράγοντας του σιδηροδρομικού συστήματος που επιβαρύνει το περιβάλλον. Η ηλεκτρική ενέργεια που χρησιμοποιείται για την κίνηση των συρμών -και ο τρόπος με τον οποίο αυτή παράγεται- έχει τις ανάλογες περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Στην Καλιφόρνια, όπου πραγματοποιήθηκε η μελέτη του ITS, η ηλεκτρική ενέργεια που χρησιμοποιούν τα τρένα υψηλών ταχυτήτων παράγεται από ορυκτό φυσικό αέριο και άνθρακα, με συνέπεια να εκπέμπονται μεγάλες ποσότητες διοξειδίου του θείου σε σύγκριση με άλλα μεταφορικά μέσα τα οποία χρησιμοποιούν πηγές καυσίμου με χαμηλές εκπομπές διοξειδίου του θείου. Σύμφωνα με τους ερευνητές του ITS είναι σημαντικό για τους πολίτες να συνειδητοποιήσουν ότι το τρένο υψηλών ταχυτήτων μπορεί να μειώσει τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου, ωστόσο μπορεί να υπάρξει μια κατάσταση όπου μειώνονται οι εκπομπές αερίων του άνθρακα με ταυτόχρονη αύξηση των εκπομπών άλλων αερίων όπως αυτών του διοξειδίου του θείου. [21] Τονίζεται εν τέλει, ότι είναι σημαντικό οι μελετητές, κατά το σχεδιασμό ενός συστήματος σιδηρόδρομου υψηλών ταχυτήτων, να εξετάσουν την ανάπτυξη ενός σχεδίου τροφοδότησης του σιδηρόδρομου με εναλλακτικές πηγές ενέργειας όπως ο ήλιος και ο άνεμος προκειμένου να μειώσουν τις εκπομπές ρυπαντών. [21] Θα μελετηθούν παρακάτω οι εκπομπές λόγω κατασκευής της γραμμής, κατασκευής και συντήρησης τροχαίου υλικού και λειτουργίας των τρένων υψηλών ταχυτήτων. Εκπομπές CO2 κατά την κατασκευή Παρόλο που οι εκπομπές ρύπων κατά τη διάρκειας κατασκευής μιας γραμμής υψηλών ταχυτήτων είναι περιστασιακές, δεν μπορούν να παραβλεφθούν. Στο σχήμα

87 παρουσιάζονται οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα κατά τη διάρκεια κατασκευής τεσσάρων γραμμών υψηλών ταχυτήτων. Σχήμα 4.4: Εκπομπές CO2 κατά τη διάρκεια κατασκευής γραμμών υψηλών ταχυτήτων [30] Από το σχήμα 4.4 συμπεραίνεται ότι οι εκπομπές CO 2 κυμαίνονται από 3,7 g - 4,3 g CO 2 /επιβατοχιλιόμετρο/έτος για τις γραμμές υψηλών ταχυτήτων στη Γαλλία και 6,0 g - 8,9 g CO 2 /επιβατοχιλιόμετρο/έτος στην Ασία. Σύμφωνα με τη Διεθνή Ένωση Σιδηροδρόμων (UICstatistics 2011) σε όλο τον κόσμο λειτουργούν γραμμές υψηλών ταχυτήτων συνολικού μήκους χιλιομέτρων. Οι γραμμές αυτές διαφέρουν μεταξύ τους στην τοπογραφία και στον τρόπο παραγωγής της καταναλισκόμενης ενέργειας, τα βήματα κατασκευής όμως κατά τα οποία παράγονται ρύποι είναι τα ακόλουθα: 1) Εκπομπές κατά το στάδιο σχεδιασμού της γραμμής Το στάδιο σχεδιασμού περιλαμβάνει όλες τις εργασίες πριν από την κατασκευή του έργου. Για τον υπολογισμό των εκπομπών κατά τη διάρκεια αυτού του σταδίου, η Διεθνής Ένωση σιδηροδρόμων έκανε τις εξής υποθέσεις: Απαιτούνται 50 εργαζόμενοι για κάθε 1 km διπλής γραμμής υψηλών ταχυτήτων για πάνω από ένα χρόνο (ο σχεδιασμός της γραμμής "LGVMediterranée" διήρκησε 10 χρόνια) Η ηλεκτρικήκατανάλωσηανάγραφείουπολογίζεται 1000 kwhανά έτος Η θέρμανση των γραφείων θα πρέπει να γίνεται με φυσικό αέριο Το αποτέλεσμα της συνεισφοράς του σταδίου σχεδιασμού στις εκπομπές είναι 0,45 t CO 2 ανά έτος για 1 χιλιόμετρο διπλής γραμμής (0,45 tco 2 /km/year,lgvmediterranée). Το 86

88 μεγαλύτερο ποσοστό οφείλεται στην κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας από τους υπολογιστές και τη θέρμανση των γραφείων. 2) Εκπομπές χωματουργικών εργασιών Οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα κατά τη διάρκεια χωματουργικών εργασιών προέρχονται από: τις εργασίες εκσκαφής την κατεργασία του εδάφους τις εργασίες επίχωσης τα υλικά επίχωσης (σκυρόδεμα, ασβέστης για τη βελτίωση του εδάφους) την παραγωγή και μεταφορά των υλικών Σχήμα 4.7: Εκπομπές CO2 κατά τη διάρκεια των χωματουργικών εργασιών της γραμμής SE- Atlantic[30] Οι εκπομπές υπολογίστηκαν περίπου 22tCO2ανά έτος για ένα χιλιόμετρο της γραμμής του SE- Atlantic(διπλή γραμμή)(σχήμα 4.5). Καθοριστικό ρόλο παίζει η κατάσταση του εδάφους, ο τρόπος επεξεργασίας του, το κλίμα ή ο καιρός κατά την κατασκευή. Για το λόγο αυτό παρουσιάζονται μεγάλες διαφορές μεταξύ διαφορετικών γραμμών. (Settat - Marrakech 5 t CO2/km/year < LGV Med 8.6 t CO2/km/year < SE-Atlantic (provisional) 22.2 t CO2/km/year)(σχήμα 4.6) 87

89 Σχήμα 4.6: Σύγκριση παραγωγής CO2 χωματουργικών εργασιών μεταξύ διαφορετικών γραμμών υψηλών ταχυτήτων[30] 3) Εκπομπές κατά την κατασκευή της επιδομής Οι εκπομπές από την κατασκευή της επιδομής, συμπεριλαμβανομένων και των εκπομπών CO2, οφείλονται στην παραγωγή των υλικών που απαιτούνται για την κατασκευή της εσχάρας γραμμής και της έδρασης. Υπάρχουν δυο τύποι έδρασης γραμμών: με έρμα και με σταθερή επιδομή.(πλάκα σκυροδέματος) Σχήμα 4.7: Εκπομπές CO2κατά τη διάρκεια κατασκευής της γραμμής LGV Med με έρμα [30] 88

90 Σχήμα 4.8: Εκπομπές CO2 κατά τη διάρκεια κατασκευής με πλάκα σκυροδέματος (π.χ. Γερμανία, Ταϊβάν)[30] Από τα σχήματα 4.7 και 4.8 παρατηρείται ότι οι εκπομπές λόγω της κατασκευής επιδομής κυμαίνονται ανάλογα με τον τύπο έδρασης μεταξύ 22,8-31,6 t CO 2 /km/year. Η κύρια πηγή εκπομπών είναι η πρωτογενής παραγωγή χάλυβα για τις σιδηροτροχιές (περίπου 50% των συνολικών εκπομπών). 4) Εκπομπές κατά την κατασκευή γεφυρών και σηράγγων Οι εκπομπές που οφείλονται στην κατασκευή μικρών γεφυρών από σκυρόδεμα είναι περίπου 68t CO 2 /km/year. Η κατασκευή μεγάλων γεφυρών πάνω από επίπεδες περιοχές (όπως για παράδειγμα στην Κίνα) συνδέεται με μια εκπομπή περίπου 115 t CO2/km/year ενώ η κατασκευή κοιλαδογεφύρων tco 2 /km/year. Οι εκπομπές εξαρτώνται από τη δομή της γέφυρας (κατασκευές από σκυρόδεμα, μικτές κατασκευές ή μεταλλικές κατασκευές).(σχήμα 4.9) 89

91 Σχήμα 4.9: Εκπομπές SYSTRA)[30] CO2κατά τη διάρκεια κατασκευής γεφυρών (Schmied & Mottschall (2010) και Κατά την κατασκευή σηράγγων, υπάρχουν μεγάλες διακυμάνσεις όσον αφορά τις εκπομπές ρύπων, λόγω του τρόπου κατασκευής, ο οποίος εξαρτάται από τη σκληρότητα της βραχόμαζας. Σχήμα 4.10: Εκπομπές CO2 κατά τη διάρκεια κατασκευής σηράγγων[30] Σχήμα 4.11: Σύγκριση αποτυπώματος άνθρακα από την κατασκευή σηράγγων (SYSTRA, SNCF)[30] Όπως φαίνεται στα σχήματα 4.10 και 4.11 οι εκπομπές που οφείλονται στην κατασκευή σηράγγων κυμαίνονται μεταξύ tco 2 /km/year. 5) Εκπομπές κατασκευής και τοποθέτησης εγκαταστάσεων γραμμής Όσον αφορά τις εγκαταστάσεις γραμμής, οι εκπομπές ρύπων σχετίζονται με τον εξοπλισμό ηλεκτροκίνησης (στύλοι αλυσοειδών, εναέρια καλώδια, υποσταθμοί ηλεκτρικής ενέργειας) 90

92 και τον εξοπλισμό τηλεπικοινωνιών και σηματοδότησης (καλώδια επικοινωνίας και πινακίδες σημάτων). Στο σχήμα 4.12 για την παραγωγή εκπομπών της γραμμής LGV Med, έχουν ληφθεί υπόψη η παραγωγή και η μεταφορά του εξοπλισμού αυτού. Επιπλέον, έχει υποτεθεί ότι όλα τα υλικά θα ανακυκλώνονται στο τέλος της διάρκειας ζωής τους. Σχήμα 4.12: Εκπομπές CO2 εξοπλισμού εγκαταστάσεων γραμμής (ηλεκτροκίνηση, τηλεπικοινωνίες και σηματοδότηση) για τη γραμμή LGV Med[30] 6) Εκπομπές κατασκευής σταθμών και τεχνικών κέντρων Η εκτίμηση εκπομπών του σχήματος 4.13 έγινε βάση δεδομένων για ένα κεντρικό σταθμό και ένα δευτερεύοντα σταθμό (Smith & Mottschall 2010). Ο αριθμός των σταθμών ανά μονάδα μήκους μιας γραμμής μπορεί να διαφέρει πολύ. Συνεπώς, η λειτουργική μονάδα μέτρησης ρύπων είναι t CO 2 ανά σταθμό ανά έτος (αντί των τόνων CO 2 ανά χιλιόμετρο ανά χρόνο). Σχήμα 4.13: Εκπομπές CO2 από την κατασκευή σιδηροδρομικών σταθμών υψηλών ταχυτήτων (Schmied & Mottschall 2010)[30] 91

93 Οι εκπομπές κατά την κατασκευή ενός κεντρικού σταθμού είναι περίπου 82 t CO 2 /unit/year, ενώ ενός δευτερεύοντος 33 t CO2/unit/year. 7) Εκπομπές κατά την κατασκευή και συντήρηση τροχαίου υλικού Η κατασκευή, η συντήρηση και η ανανέωση του τροχαίου υλικού έχει το δικό της αποτύπωμα άνθρακα. Στο σχήμα 4.14 παρουσιάζονται οι εκπομπές κατά την κατασκευή και συντήρηση τροχαίου υλικού για γραμμή υψηλών ταχυτήτων. Σχήμα 4.14: Εκπομπές CO2 τροχαίου υλικού (Rozycki 2003)[30] Σχήμα 4.15: Σύγκριση εκπομπών CO2 από την κατασκευή τροχαίου υλικού [30] Στο σχήμα 4.15 φαίνεται η διαφορά εκπομπών μεταξύ της πρώτης και της δεύτερης γενιάς της γραμμής Shinkansen. 8) Εκπομπές κατά τη λειτουργία Στον πίνακα 4.4 δίνονται οι συνολικές εκπομπές g CO2 ανά επιβατοχιλιόμετρο για τέσσερις γραμμές όπου δρομολογούνται συρμοί υψηλών ταχυτήτων (στήλες 3,4,5 και 6). Στη (1) δίνονται οι παράγοντες που υπεισέρχονται και επηρεάζουν τους υπολογισμούς και στη στήλη (2) οι μονάδες που αυτοί εκφράζονται. Ειδικά όσον αφορά την κατανάλωση ενέργειας δεδομένου ότι δεν υπάρχουν διαθέσιμα στοιχεία για κάθε γραμμή, χρησιμοποιείται η μέση τιμή της γερμανικής γραμμής ICE των 24,1 kwh ανά χιλιόμετρο (με 92

94 Rozycki et al 2003). Σε κάθε χώρα έχει υπολογιστεί κατά μέσο όρο απώλεια10%μεταξύ του σταθμού παραγωγής ηλεκτρικού ρεύματος και των αλυσοειδών. Πίνακας 4.3: υπολογισμός εκπομπών CO2 κατά τη λειτουργία τεσσάρων γραμμών υψηλών ταχυτήτων [30] Παράμετροι επιλογής των υπολογισμών (1) TGV Duplex TGV Duplex THSR 700T (5) CRH3 (6) a) Βάρος ανά σύνθεση b) Χωρητικότητα θέσεων σύνθεση ανά c) Συνθέσεις ανά συρμό d) Χωρητικότητα θέσεων σύνθεση ανά Μονάδες έκφρασης παραμέτρων επιροής των υπολογισμών (2) & TGV Reseaux (3) & TGV Reseaux (4) t / trainset seats / train number seats / train e) Βάρος ανά συρμό t / train f) Κατανάλωση kwh / trainkm ενέργειας (ΙCE) g) Εκπομπές ανά kwh h) Εκπομπές ανά τρενοχιλιόμετρο i) Συντελεστής πληρότητας k) Αριθμός επιβατών ανά τρένο l) Εκπομπές CO2 ανά επιβατοχιλιόμετρο g CO2 / kwh g CO2 2,192 2,192 17,995 20,619 % Passenger g CO2 / pkm Ο υπολογισμός έγινε ως εξής : d = c * b, h = g * f, k = d * I, l = h / k. Οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα λόγω λειτουργίας του τρένου κυμαίνονται από 5,7-42,9 gco2/pkm. Δεν περιλαμβάνονται οι εκπομπές λόγω λειτουργίας των σταθμών. Στο Σχήμα 4.16 παρουσιάζονται οι εκπομπές ρυπογόνων αερίων κατά τα έτη 2005, 2010 όπως και η μελλοντική πρόβλεψή τους (2015, 2020) για τα τρένα υψηλών ταχυτήτων στη Μ. Βρετανία. 93

95 Σχήμα 4.16: Εκπομπές ρυπογόνων αερίων από τα τρένα υψηλών ταχυτήτων στη Μ. Βρετανία [16] Φαίνεται από το Σχήμα 4.16 ότι τα τρένα υψηλών ταχυτήτων στη Μ. Βρετανία εκπέμπουν περίπου 35 gr CO 2 /επιβατοχιλιόμετρο. Στις επιβατικές μεταφορές μεγάλων αποστάσεων, οι εκπομπές CO 2 για το σιδηρόδρομο είναι 49 gr/επιβατοχιλιόμετρο, σύμφωνα με στοιχεία της DB AG TREMOD. [36] Σύμφωνα με μία έρευνα που πραγματοποιήθηκε το 2006 από το Center for Neighborhood Technologies, τα τρένα υψηλών ταχυτήτων απελευθερώνουν στην ατμόσφαιρα 30 έως 70 gr CO 2 /επιβατοχιλιόμετρο. [37] Σε μελέτη που πραγματοποιήθηκε το 2010 από τη JR Central θεωρήθηκε η σύνδεση Τόκιο- Οσάκα, μήκους 515 km. Η διαδρομή αυτή διανύεται με συρμό υψηλών ταχυτήτων, συγκεκριμένα τον Tokaido Shinkansen (Series N700 Nozomi ). Οι εκπομπές CO2 υπολογίστηκαν σε 4,4 kg CO2/επιβατοθέση ή 8,54 gr/επιβατοχιλιόμετρο. [5] Στον Πίνακα 4.4 δίδονται οι εκπομπές CO2 των τρένων υψηλών ταχυτήτων για 8 επιλεγμένες διαδρομές. Οι εκπομπές προέκυψαν από το λογισμικό του και δίδονται σε kg/επιβατοθέση και σε gr/επιβατοχιλιόμετρο. Πίνακας 4.4:Εκπομπές CO2 για 8 επιλεγμένες διαδρομές με τρένο υψηλών ταχυτήτων Σύνδεση Μήκος διαδρομής (km) Διοξείδιο του άνθρακα (CO 2 ) (kg/επιβατοθέση) Ρώμη-Νάπολι 205 3,1 15,12 Βρυξέλλες- Άμστερνταμ 226 2,9 12,83 Ρώμη-Φλωρεντία 252 3,9 15,47 Λισσαβώνα-Πόρτο 274 4,8 17,52 Παρίσι- Φρανκφούρτη 472 7,6 16,10 Ρώμη-Μιλάνο 476 8,2 17,23 Λονδίνο-Παρίσι 494 6,0 12,15 Άμστερνταμ-Παρίσι 540 5,5 10,19 CO 2 gr/επιβατοχιλιόμετρο 94

96 Αξιολογώντας τα παραπάνω στοιχεία μπορούμε να πούμε ότι τα τρένα υψηλών ταχυτήτων εκπέμπουν διοξείδιο του άνθρακα (CO2) σε ένα φάσμα gr/επιβατοχιλιόμετρο. Α) Συνολικές εκπομπές (λειτουργία και κατασκευή) Στον πίνακα 4.5 παρουσιάζονται οι συνολικές εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα (CO 2 ) σε g ανά επιβατοχιλιόμετρο (κατασκευή και λειτουργία) για τέσσερις διαφορετικές γραμμές υψηλών ταχυτήτων. Πίνακας 4.5: Συνολικές εκπομπές CO2 (g / pkm) τεσσάρων γραμμών υψηλών ταχυτήτων S-E Atlantic LGV Mediterranée Taipei-Kaohsiung Κατασκευή γραμμής Κατασκευή /συντήρηση τροχαίου υλικού 3,7 4,3 8,9 6,0 0,9 1,0 0,9 0,8 Λειτουργία 5,7 5,7 42,9 39,2 Σύνολο 10,4 11,0 52,7 46,0 Beijing Tianjin Οι δύο γαλλικές γραμμές παρουσιάζουν χαμηλότερες εκπομπές (10,4 g CO2/pkm SE Atlantic, 11 g CO2/pkm LGV Mediterranée) Ηχορύπανση - Θόρυβος Ο αεροδυναμικός θόρυβος συνδέεται στενά με τη λειτουργία των τρένων υψηλών ταχυτήτων. Από έρευνες που έχουν γίνει στο παρελθόν, καταγράφηκε ότι ο θόρυβος που εκπέμπεται κατά τη διέλευση ενός συρμού υψηλών ταχυτήτων αυξάνεται μέχρι τα 300 km/h συναρτήσει της 3 ης δύναμης της ταχύτητας, ενώ για ταχύτητες μεγαλύτερες των 300 km/h αυξάνεται συναρτήσει της 6 ης έως 8 ης δύναμης της ταχύτητας. [20] Ο αεροδυναμικός θόρυβος προκαλείται από την αύξηση των αεροδυναμικών αντιστάσεων λόγω της αύξησης της ταχύτητας κατά την κίνηση του συρμού και υπολογίζεται από τη σχέση: [20] W a =CV 2 (Σχέση 4.1) όπου W a : η αεροδυναμική αντίσταση του συρμού V: η ταχύτητα του συρμού C= K 1 S+K 2 Lp: ο συντελεστής αεροδυναμικής αντίστασης όπου, K 1 : παράμετρος που εξαρτάται από τη μορφή και το σχήμα της εμπρόσθιας και οπίσθιας μετωπικής επιφάνειας του συρμού S: το εμβαδόν της προβαλλόμενης επιφάνειας του συρμού L:το μήκος του συρμού 95

97 p: μετρική παράμετρος που περικλείει το τροχαίο υλικό μέχρι την στάθμη των σιδηροτροχιών K 2 : παράμετρος που εξαρτάται από την κατάσταση της πλευρικής επιφάνειας του συρμού. Ο αεροδυναμικός θόρυβος εξαρτάται σημαντικά από την αεροδυναμική μορφή του αμαξώματος, το μήκος και τη σύνθεση του συρμού, τον αριθμό των φορείων και τον αριθμό των παντογράφων. Οι τελευταίοι αποτελούν την κύρια πηγή θορύβου στα τρένα υψηλών ταχυτήτων σε ποσοστό που ανέρχεται στο 30% του συνολικού παραγόμενου θορύβου. Εξαιτίας του γεγονότος ότι η υποδομή των γραμμών υψηλής ταχύτητας δεν περιλαμβάνει ισόπεδες διαβάσεις, ο θόρυβος που προκαλείται από τη χρήση των προειδοποιητικών ηχητικών σημάτων, τόσο από την πλευρά του τρένου (κόρνα) όσο και από την πλευρά της υποδομής (ηχοφωτεινά σήματα στις ισόπεδες διαβάσεις) μηδενίζεται. Ο θόρυβος αυτός επικρατεί κυρίως στα αστικά σιδηροδρομικά συστήματα. [16] Τα όρια του θορύβου στο σιδηρόδρομο υψηλών ταχυτήτων ορίζονται σαφώς στις τεχνικές προδιαγραφές διαλειτουργικότητας του διευρωπαϊκού σιδηροδρομικού συστήματος υψηλών ταχυτήτων. [22] Σύμφωνα με τις προδιαγραφές αυτές, ο εξωτερικός θόρυβος που εκπέμπεται από το τροχαίο υλικό του σιδηροδρομικού συστήματος υψηλών ταχυτήτων διαχωρίζεται σε θόρυβο σε στάση, θόρυβο εκκίνησης και θόρυβο διέλευσης. [22] Βάσει της Απόφασης 2008/232/ΕΚ, η εκπεμπόμενη στάθμη του ήχου χαρακτηρίζεται από: τη στάθμη της ηχητικής πίεσης (που μετριέται με καθορισμένη, στις τεχνικές προδιαγραφές, μέθοδο), την ταχύτητα του τροχαίου υλικού, την τραχύτητα της σιδηροτροχιάς, τη δυναμική συμπεριφορά της γραμμής και του τροχαίου υλικού. Όρια για το θόρυβο σε στάση [22] Βάσει των Τεχνικών Προδιαγραφών Διαλειτουργικότητας για το σιδηρόδρομο υψηλών ταχυτήτων, τα όρια θορύβου σε στάση ορίζονται σε απόσταση 7,5 m από το γεωμετρικό άξονα της τροχιοσειράς, σε ύψος 1,2 m από την επιφάνεια κύλισης των σιδηροτροχιών. Το υπό εξέταση όχημα βρίσκεται σε κατάσταση επίσχεσης υπηρεσίας. Στην κατάσταση αυτή το όχημα έχει τα εξής χαρακτηριστικά: αερισμός ρεοστατικής πέδης και συμπιεστής πέδης αέρος εκτός λειτουργίας, σύστημα θέρμανσης/αερισμού/κλιματισμού σε κανονική λειτουργία (όχι κατάσταση προδιαθεσιμότητας) και όλο το υπόλοιπο υλικό σε κανονική επιχειρησιακή κατάσταση. Οι συνθήκες μέτρησης ορίζονται στο πρότυπο preniso 3095:2005 με τις αποκλίσεις που αναφέρονται στο παράρτημα ΙΔ των Τεχνικών Προδιαγραφών 2008/232/ΕΚ. Ο δείκτης για τη μέτρηση της στάθμης της ηχητικής πίεσης είναι η Α-σταθμισμένη ισοδύναμη συνεχής στάθμη ηχητικής πίεσης LpAeq,T. Οι τιμές ορίων για την εκπομπή θορύβου από τα οχήματα υπό τις προαναφερόμενες συνθήκες δίδονται στον Πίνακα 4.6. [22] 96

98 Πίνακας 4.6: Οριακές τιμές LpAeq,T για το θόρυβο τροχαίου υλικού σε στάση [22] Τροχαίο υλικό LpAeq,T [db(a)] Ηλεκτράμαξες 75 Ντηζελάμαξες 75 Συνθέσεις ηλεκτρικές 68 Συνθέσεις ντήζελ 73 Επιβατάμαξες 65 Το επίπεδο για το θόρυβο σε στάση σύμφωνα με τις προδιαγραφές είναι ο ενεργειακός μέσος όρος όλων των μετρούμενων τιμών, όπως αυτές λήφθηκαν στα σημεία μέτρησης. Όρια για το θόρυβο εκκίνησης [22] Βάσει των Τεχνικών Προδιαγραφών Διαλειτουργικότητας για το σιδηρόδρομο υψηλών ταχυτήτων, τα όρια για το θόρυβο εκκίνησης καθορίζονται σε απόσταση 7,5 m από το γεωμετρικό άξονα της τροχιοσειράς, σε ύψος 1,2 m από την επιφάνεια κύλισης των σιδηροτροχιών. Οι συνθήκες μέτρησης καθορίζονται από το πρότυπο preniso 3095:2005 με τις αποκλίσεις τις καθοριζόμενες στο παράρτημα ΙΔ 1.2. Ο δείκτης για τη στάθμη του ήχου είναι ο LpAFmax. Οι τιμές ορίων που τίθενται για το θόρυβο εκκίνησης των οχημάτων υπό τις προαναφερθείσες συνθήκες παρατίθενται στον Πίνακα 4.7. Πίνακας 4.7: Οριακές τιμές LpAFmax για το θόρυβο εκκίνησης τροχαίου υλικού [22] Τροχαίο υλικό LpAFmax [db(a)] Ηλεκτράμαξες P 4500 kw στο επίσωτρο του τροχού Ηλεκτράμαξες P< 4500 kw στο επίσωτρο του τροχού Ντηζελάμαξες 89 Συνθέσεις ηλεκτρικές (κατηγορίας 1) 85 Συνθέσεις ηλεκτρικές (κατηγορίας 2) 82 Συνθέσεις ντήζελ 85 Όρια για το θόρυβο διέλευσης [22] Βάσει των Τεχνικών Προδιαγραφών Διαλειτουργικότητας για το σιδηρόδρομο υψηλών ταχυτήτων, τα όρια για το θόρυβο διέλευσης ορίζονται σε απόσταση 25 m από το γεωμετρικό άξονα της τροχιοσειράς αναφοράς, σε ύψος 3,5 m από την επιφάνεια κύλισης των σιδηροτροχιών για ταχύτητα οχήματος αναφερόμενη στον Πίνακα 4.8. Ο δείκτης για το θόρυβο διέλευσης είναι η Α-σταθμισμένη ισοδύναμη συνεχής στάθμη ηχητικής πίεσης LpAeq,Tp. Και σ αυτήν την περίπτωση μελέτης θορύβου, οι μετρήσεις εκτελούνται κατά το πρότυπο preniso 3095:2005 με τις αποκλίσεις τις αναφερόμενες στα παραρτήματα ΙΔ 1.3 και ΙΔ 1.4 των τεχνικών προδιαγραφών. Ο συρμός δοκιμής αποτελείται: 97

99 Στην περίπτωση σύνθεσης, από την ίδια τη σύνθεση. Στην περίπτωση μηχανής, από τη μηχανή που πρόκειται να υποστεί δοκιμή με τέσσερις επιβατάμαξες. Ο θόρυβος διέλευσης από τις τέσσερις αυτές επιβατάμαξες, LpAeq,Tp μετρούμενος σε απόσταση 7,5 m από το μέσον της τροχιοσειράς, σε ύψος 1,2 m από την επιφάνεια κύλισης της σιδηροτροχιάς και για ταχύτητα 200 km/h στην τροχιοσειρά αναφοράς δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 92 db(a). Εναλλακτικά επιτρέπεται να χρησιμοποιηθούν σε οποιαδήποτε συγκρότηση 2 μηχανές του ιδίου τύπου και 8 επιβατάμαξες. Στην περίπτωση επιβαταμαξών, από τις 4 προς δοκιμή επιβατάμαξες και 1 μηχανή. Ο θόρυβος διέλευσης της μηχανής, LpAeq,Tp, μετρούμενος σε απόσταση 7,5 m από το μέσον της τροχιοσειράς, σε ύψος 1,2 m από την επιφάνεια κύλισης της σιδηροτροχιάς και με ταχύτητα 200 km/h στην τροχιοσειρά αναφοράς δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 97 db(a). Εναλλακτικά επιτρέπεται να χρησιμοποιηθούν σε οποιονδήποτε σχηματισμό 2 μηχανές του ιδίου τύπου και 8 επιβατάμαξες. Στο σημείο αυτό οι δύο τελευταίες περιπτώσεις ορίζονται ως "μεταβλητός σχηματισμός". Οι οριακές τιμές που τίθενται για την εκπομπή θορύβου του συρμού δοκιμής πλήρους LpAeq,Tp σε απόσταση 25 m και σε ύψος 3,5 m από την κεφαλή της σιδηροτροχιάς δίδονται στον Πίνακα 4.9. [22] Πίνακας 4.8: Οριακές τιμές LpAeq,Tp για το θόρυβο διέλευσης τροχαίου υλικού [38] Τροχαίο υλικό Κατηγορία 1 - Σύνθεση Κατηγορία 2 - Σύνθεση ή μεταβλητός σχηματισμός Ταχύτητα (km/h) db(a) 88 db(a) 91 db(a) 88 db(a) 92 db(a) 88 db(a) 92 db(a) 88 db(a) Βάσει των Τεχνικών Προδιαγραφών Διαλειτουργικότητας, για τις τιμές που δίνονται στον Πίνακα 4.8 είναι αποδεκτό ένα περιθώριο 1 db(a) [22] Στον πίνακα 4.8 παρουσιάζονται αποτελέσματα μετρήσεων του θορύβου διέλευσης τρένων υψηλών ταχυτήτων(uic). Οι διάφοροι τύποι ευρωπαϊκών τρένων υψηλών ταχυτήτων, στην ίδια περιοχή μετρήσεων, παράγουν σχεδόν τον ίδιο θόρυβο κατά τη διέλευσή τους για ταχύτητες μεγαλύτερες των 300km/h. Για μικρότερες ταχύτητες υπάρχει μια διαφορά των 2dB(A) περίπου. Επομένως, οι τιμές του παραγόμενου θορύβου των διαφόρων τύπων τρένων υψηλών ταχυτήτων δεν παρουσιάζουν μεγάλη διασπορά.[23] 98

100 Πίνακας 4.10: Τιμές θορύβου διέλευσης τρένων υψηλών ταχυτήτων [23] Τιμές θορύβου Περιοχή Ταχύτητα τρένου ψηλών ταχυτήτων (km/h) διέλευσης μέτρησης μετρημένες από απόσταση 25mdB(A) TGV Thalys Βέλγιο 88, Γαλλία 88, Γερμανία 88,5 TGV Duplex Γαλλία TGV Atlantique Γαλλία ,7 TGV Réseau Γαλλία 89 91,5 94(330km/h) 97 ICE3 Γαλλία 87, ,5 Γερμανία 85, AVE Ισπανία ETR480 Ιταλία 90,5 ETR500 Ιταλία 88 90,5 Όριο Στον πίνακα 4.10 παρουσιάζονται τα αποτελέσματα μετρήσεων θορύβου του τρένου TGV Réseau, στην πρώτη περίπτωση με συντηρημένους τροχούς και στη δεύτερη με τροχούς με αυξημένη τραχύτητα. Παρατηρείται ότι στη δεύτερη περίπτωση ο θόρυβος αυξάνεται 3 4 db(a). Πίνακας 4.10: Τιμές θορύβου διέλευσης τρένου υψηλών ταχυτήτων (TGV)[23] Επίπεδο θορύβου Ταχύτητα τρένου υψηλών ταχυτήτων (km/h) διέλευσης σε απόσταση 25m(dB(A)) TGV Réseau 89 91,5 94 TGVRéseau με 93 9,5 97 φθαρμένους τροχούς Στον πίνακα 4.11 παρουσιάζονται τα αποτελέσματα μετρήσεων θορύβου γύρω από κάθε τμήμα του τρένου ξεχωριστά. 99

101 Πίνακας 4.11: Επίπεδο θορύβου των τμημάτων του τρένου υψηλών ταχυτήτων[23] Επίπεδο θορύβου 100km/h 200 km/h 300 km/h 350 km/h σε απόσταση 5mdB(A) Τροχοί, ελκόμενα οχήματα Τροχοί, όχημα εμπρός Τροχοί, όχημα πίσω έλκον πορείας έλκον πορείας 82,4 89,7 97,2 98,1 82,9 89,4 102,5 100,4 81,7 89,6 102,7 98 Παντογράφος 82,1 91,3 103,5 104,3 Σύστημα μπροστά Σύστημα πίσω ψύξης, ψύξης, Μπροστινό παράθυρο/οροφή Χώρος μεταξύ των αμαξωμάτων 78,9 89,7 101, ,3 79, ,5 77,9 88,5 102,2 104,9 81,7 87, ,1 Φορεία 76,8 78,6 90,1 93,3 Σύμφωνα με τον παραπάνω πίνακα: -Στα 200km/h ο θόρυβος κύλισης είναι σημαντικός. Επίσης, ο θόρυβος γύρω από την περιοχή του πρώτου φορείου είναι της ίδιας τάξης. -Στα 300 km/h κύρια πηγή θορύβου είναι η περιοχή γύρω από το πρώτο φορείο, δεν μπορεί να αγνοηθεί, όμως, ο θόρυβος από τον παντογράφο και το σύστημα ψύξης. -Στα 350km/h η περιοχή γύρω από το πρώτο φορείο και ο παντογράφος αποτελούν τις κυριότερες πηγές θορύβου Ηχορύπανση - Δονήσεις Βάσει Ευρωπαϊκών Οδηγιών, οι δονήσεις που προκαλούνται από τη διέλευση του σιδηρόδρομου υψηλών ταχυτήτων ελαχιστοποιούνται με τη χρήση ειδικών μηχανισμών και διατάξεων. Βάσει της «Απόφασης της Ευρωπαϊκής Επιτροπής της 7ης Νοεμβρίου 2006 σχετικά με την τεχνική προδιαγραφή διαλειτουργικότητας για το υποσύστημα «Έλεγχοςχειρισμός και σηματοδότηση» του διευρωπαϊκού σιδηροδρομικού συστήματος υψηλών ταχυτήτων και την τροποποίηση του παραρτήματος A της απόφασης 2006/679/EΚ, σχετικά με την τεχνική προδιαγραφή διαλειτουργικότητας για το υποσύστημα «Έλεγχος-χειρισμός και σηματοδότηση» του διευρωπαϊκού συμβατικού σιδηροδρομικού συστήματος (2006/860/EK)», ορίζεται η χρήση συγκεκριμένων διαδικασιών και μηχανισμών προκειμένου να ελαχιστοποιηθούν οι προκαλούμενες δονήσεις. [24] 100

102 Αρχικά, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι σύμφωνα με τους ευρωπαϊκούς κανονισμούς και τους εθνικούς κανονισμούς τους συμβατούς προς την ευρωπαϊκή νομοθεσία, απαιτείται ενδελεχής έλεγχος και μέριμνα για να εξασφαλισθεί ότι, όσον αφορά τα υποσυστήματα Έλεγχος-χειρισμός, τα χρησιμοποιούμενα υλικά και τη μελέτη δεν εμπεριέχουν κίνδυνο για την υγεία προσώπων που έχουν πρόσβαση σε αυτά. [24] Σύμφωνα με την Οδηγία, το υλικό ελέγχου-χειρισμού της αμαξοστοιχίας δεν πρέπει να προκαλεί μη αποδεκτού επιπέδου δονήσεις που θα ήταν δυνατόν να είναι επιζήμιες για την ακεραιότητα της υποδομής (εφόσον η υποδομή συντηρείται δεόντως). [24] Οι εδαφικές δονήσεις που προκαλούνται από τη διέλευση ενός τρένου υψηλών ταχυτήτων είναι παρόμοιες με αυτές που προκαλούνται από τη διέλευση ενός τρένου συμβατικών ταχυτήτων. Το επίπεδο της δόνησης όμως είναι σχετικά μικρότερο λόγω των υψηλών προτύπων που τηρούνται κατά την κατασκευή, τη λειτουργία και τη συντήρηση μιας σιδηροδρομικής γραμμής υψηλών ταχυτήτων. [24] Στο σχήμα 4.17 παρουσιάζονται οι επιπτώσεις των δονήσεων ανάλογα με την έντασή τους σε ανθρώπους και κατασκευές καθώς και παραδείγματα πηγών δονήσεων για διάφορα επίπεδα. Σχήμα 4.17: Συνήθη επίπεδα εδαφομεταφερόμενων δονήσεων (επίπεδο ταχύτητας δόνησης εκφρασμένο σε 10-6 inches/second) [25] Παρατηρείται ότι τα τρένα υψηλών ταχυτήτων προκαλούν κατά τη διέλευσή τους δονήσεις από μinches/sec, οι οποίες αν δεν είναι συχνές δεν προκαλούν ιδιαίτερη ενόχληση στους κατοίκους μιας περιοχής. Στην Ευρώπη πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις των εδαφομεταφερόμενων δονήσεων των τρένων υψηλών ταχυτήτων, TGV(Νord), Eurostar, PendolinoETR-450 και X2000. Στόχος των μετρήσεων ήταν η ανάπτυξη μοντέλων πρόβλεψης εδαφομεταφερόμενων δονήσεων. Οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν σε διάφορες αποστάσεις από τη γραμμή. Στο σχήμα 4.18, δίνονται οι εδαφομεταφερόμενες δονήσεις εκφρασμένες σε μin/sec, μετρούμενες σε διάφορες αποστάσεις από την πηγή και για ταχύτητα 145km/h. 101

103 Σχήμα 4.18: Εδαφομεταφερόμενες δονήσεις τρένων υψηλών ταχυτήτων συναρτήσει της απόστασης από την πηγή δόνησης (Harris Miller Miller & Hanson Inc) [26] Από το σχήμα 4.18 συμπεραίνεται ότι τα τρένα ΤGV και Eurostar της Γαλλίας, παράγουν δονήσεις σχεδόν στα ίδια επίπεδα. Οι υψηλότερες τιμές δονήσεων, σημειώθηκαν σε απόσταση 100 m από την πηγή, για το τρένο Χ2000 στη Σουηδία. Η μεγάλη διασπορά των τιμών, οφείλεται στις διαφορές του σιδηροδρομικού εξοπλισμού, της κατάστασης των γραμμών και των γεωλογικών συνθηκών. Για το λόγο αυτό, έγινε πρόβλεψη και προσαρμογή των τιμών για τα τρένα X2000, Pendolino, TGV και Eurostar υπό τις ίδιες συνθήκες λειτουργίας. Με αυτό τον τρόπο, έγινε προσέγγιση των τιμών των εδαφομεταφερόμενων δονήσεων που θα ίσχυαν, σε περίπτωση που τα τρένα λειτουργούσαν στην ίδια γραμμή, στην ίδια περιοχή μελέτης στη Σουηδία και με ταχύτητα 240km/h. Οι προκύπτουσες προβλέψεις παρουσιάζονται στο σχήμα Σχήμα 4.19: Πρόβλεψη εδαφομεταφερόμενων δονήσεων τρένων υψηλών ταχυτήτων στην ίδια θέση (Harris Miller Miller & Hanson Inc) [26] 102

104 Από το σχήμα συμπεραίνεται ότι σε αυτή την περίπτωση η διασπορά των τιμών είναι πολύ μικρότερη. Οι τιμές δονήσεων των TGV, Eurostar και X2000 διαφέρουν το πολύ κατά 2 db και του Pendolino είναι περίπου 3 4 db χαμηλότερες. Οι τιμές δονήσεων και των τεσσάρων τρένων με ταχύτητα 240km/h και σε απόσταση 30,5 m (100ft), εκτιμήθηκαν από 75 VdB έως 80 VdB Οπτική όχληση Αισθητική Οι εγκαταστάσεις που απαιτούνται λόγω της ηλεκτροκίνησης των συρμών για την επίτευξη υψηλών ταχυτήτων, σε πολλές περιπτώσεις δημιουργούν προβλήματα αισθητικής και οπτική όχληση στην περιοχή λειτουργίας μιας σιδηροδρομικής υποδομής υψηλών ταχυτήτων. Το πλήθος των εναέριων καλωδίων, πλαισίων, στύλων ηλεκτροκίνησης, υποσταθμών κλπ υποβαθμίζουν την αισθητική του τοπίου δημιουργώντας αρνητικά συναισθήματα τόσο στους χρήστες της υποδομής όσο και στους κατοίκους της περιοχής που βρίσκεται η σιδηροδρομική υποδομή. [16] Ωστόσο, η σύνδεση μιας πόλης με το δίκτυο υψηλών ταχυτήτων μπορεί να επηρεάσει θετικά την εικόνα της. Σαν παράδειγμα θα μπορούσε να αναφερθεί η πόλη Puertollano στην Ισπανία, στην οποία επί αιώνες κυριαρχούσαν τα ορυχεία άνθρακα, οι σταθμοί παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με την καύση άνθρακα ή η χημική βιομηχανία. Σήμερα, οι οικονομικές δραστηριότητες σχετίζονται με την πράσινη ενέργεια, τις υψηλής τεχνολογίας μονάδες παραγωγής ενέργειας και την παραγωγή των ηλιακών συλλεκτών. Ένα άλλο παράδειγμα, είναι η πόλη της Fulda στη Γερμανία, η οποία μετατράπηκε από μια περιοχή εξαρτημένη από την βιομηχανία κλωστοϋφαντουργίας σε μια σημαντική θέση συνεδρίων - λόγω της θέσης στο κέντρο της Γερμανίας και της εξαιρετικής δυνατότητας πρόσβασης με τρένο από όλα τα μέρη της χώρας. Η εικόνα των πόλεων αλλάζει επίσης και μέσω του εκσυγχρονισμού και των καινοτομιών που εμφανίζονται με την ύπαρξη του τρένου υψηλών ταχυτήτων. Οι πόλεις Nantes, LeMans, Le Creusot και Vendôme στη Γαλλία, Valladolid, Segovia και Κόρδοβα στην Ισπανία, καθώς και Montabaur, Kassel ή Fulda στη Γερμανία κάνουν εντατική χρήση της σύνδεσής τους με το σιδηρόδρομο υψηλών ταχυτήτων της χώρας τους, ώστε να παρουσιάζονται ως σύγχρονες, καινοτόμες και ελκυστικές θέσεις για τουρίστες και επιχειρήσεις.[27] 103

105 Ένταξη στην τοπογραφία του εδάφους Γενικά, όλες οι υποδομές μεταφορών έχουν αισθητικές συνέπειες. Αυτές σχετίζονται με τον αντίκτυπο που έχει στους παρατηρητές η αλλαγή του τοπίου(ζώνη οπτικής όχλησης). Στην εικόνα 4.1 φαίνεται πως οι γραμμές μπορούν να ενσωματωθούν στο περιβάλλον. Εικόνα 4.1: Σχεδίαση σιδηροδρομικής γραμμής ακολουθώντας τις φυσικές κλίσεις Σήμερα, οι γραμμές υψηλών ταχυτήτων σχεδιάζονται με τρόπο ώστε να ενσωματώνονται στο τοπίο. Σχεδιάζονται και εφαρμόζονται τα κατάλληλα αντισταθμιστικά μέτρα, όπως ανάπλαση και φύτευση δένδρων και θάμνων, προστασία δασικών εκτάσεων και βοσκότοπων, καθώς και εργασίες διαμόρφωσης τοπίου. Η εικόνα 4.2 παρουσιάζει ένα σιδηρόδρομο με παράλληλη διάταξη με το οδικό δίκτυο, ο οποίος έχει ενταχθεί στο τοπίο. Εικόνα 4.2: Ενσωμάτωση σιδηροδρόμου στο τοπίο 104

106 Κατάληψη του χώρου Το εύρος κατάληψης, όπως έχει οριστεί προηγουμένως, είναι το πλάτος του εδάφους το οποίο απαλλοτριώνεται για τις ανάγκες κατασκευής του έργου. Το εύρος κατάληψης που απαιτείται για τις γραμμές υψηλών ταχυτήτων είναι μικρότερο από αυτό ενός αυτοκινητόδρομου (αναλογία 1:3). Μία διπλή σιδηροδρομική γραμμή υψηλής ταχύτητας χρησιμοποιεί κατά μέσο όρο περίπου 3,2 εκτάρια/km. [28] Στον Πίνακα 4.12 δίνονται παραδείγματα από το εύρος κατάληψης γραμμών υψηλών ταχυτήτων στη Γερμανία: Πίνακας 4.12: Παραδείγματα εύρους κατάληψης σιδηροδρομικών γραμμών υψηλής ταχύτητας [29] Γραμμή υψηλής ταχύτητας Ανόβερο-Βύρτσμπουργκ 3,0 ha/km Γραμμή υψηλής ταχύτητας Μάνχαϊμ-Στουτγάρδη Μέσος όρος εύρους κατάληψης γραμμών υψηλής ταχύτητας Μέσος όρος εύρους κατάληψης αυτοκινητοδρόμων 4,0 ha/km 3,2 ha/km 9,3 ha/km Το εύρος κατάληψης μιας διπλής γραμμής υψηλών ταχυτήτων κυμαίνεται στα m, ενώ μιας μονής γραμμής στα m Διατάραξη οικοσυστημάτων Οι κύριες επιπτώσεις του σιδηρόδρομου όσον αφορά τη βιοποικιλότητα, είναι η υποβάθμιση του φυσικού και αστικού τοπίου, λόγω του κατακερματισμού που προκαλεί η υποδομή καθώς και των ατυχημάτων με άγρια ζώα. Ο αριθμός των θανόντων ζώων από συγκρούσεις με τρένο υψηλών ταχυτήτων μπορεί να είναι πολύ σημαντικός, αν δε ληφθούν τα κατάλληλα μέτρα κατά το σχεδιασμό. Τα είδη που κινδυνεύουν περισσότερο είναι τα ελάφια και τα αγριογούρουνα από τα θηλαστικά, τα αποδημητικά και αρπακτικά είδη από τα πτηνά και οι νυχτερίδες οι οποίες είναι ιδιαίτερα ευάλωτες. Η σωστή σχεδίαση της διάταξης των γραμμών υψηλών ταχυτήτων είναι η καλύτερη μέθοδος προστασίας της βιοποικιλότητας. Οι προσαρμογές που έγιναν στο σχεδιασμό των γραμμών υψηλών ταχυτήτων με σκοπό την ελαχιστοποίηση των επιπτώσεων στο φυσικό περιβάλλον, περιλαμβάνουν την κατασκευή σηράγγων και κοιλαδογεφυρών και αλλαγή της χάραξης για αποφυγή διέλευσης από ορισμένες περιοχές. Στο τελικό στάδιο των έργων, οι ζώνες που πλήττονται αναφυτεύονται και εντάσσονται στο φυσικό περιβάλλον. Για το σκοπό αυτό, χρησιμοποιούνται ενδημικά είδη. Σε ορισμένες περιπτώσεις, λαμβάνονται ειδικά προληπτικά μέτρα, όπως: Ειδική προστασία της απειλούμενης χλωρίδας Μεταμοσχεύσεις δέντρων και θάμνων Ειδικές εκστρατείες αναδάσωσης 105

107 Η εφαρμογή των παρακάτω μέτρων κατά το σχεδιασμό των γραμμών υψηλών ταχυτήτων, είναι η πιο συνηθισμένη προσέγγιση για την αντιμετώπιση των ατυχημάτων: Πρώτον, περίφραξη της γραμμής σε όλο το μήκος της με φράχτες προσαρμοσμένους στα είδη της άγριας πανίδας της περιοχής Διασφάλιση της συνέχειας των φυσικών βιοτόπων με τη χρήση διαβάσεων άγριας πανίδας(εικόνα 4.3) Εικόνα 4.3: Υπέργεια διάβαση άγριας πανίδας(πράσινη γέφυρα) Ακόμη και αν η γραμμή είναι περιφραγμένη σε όλο το μήκος της, μπορεί να υπάρχουν σήραγγες ή γέφυρες προσβάσιμες για την πανίδα. Τα έργα αποστράγγισης διευρύνονται πέρα από τις ανάγκες αποστράγγισης για να δημιουργηθεί ξηρός χώρος και να φυτευτεί βλάστηση. Τέτοιου είδους μέτρα είναι πιο συχνά σε τμήματα γραμμών που διέρχονται από περιβαλλοντικά ευαίσθητες περιοχές. 106

108 4.2. Σιδηρόδρομος συμβατικών ταχυτήτων Κατανάλωση ενέργειας Η κίνηση του σιδηρόδρομου συμβατικών ταχυτήτων γίνεται είτε με τη χρήση υγρού καυσίμου είτε με τη χρήση ηλεκτρικής ενέργειας, με την τελευταία να κερδίζει συνεχώς έδαφος στη χρήση. Στο Σχήμα 4.20 φαίνεται για διάφορα τρένα συμβατικών και υψηλών ταχυτήτων η ποσοστιαία κατανομή της ενεργειακής κατανάλωσης. [31] Σχήμα 4.20: Ποσοστιαία κατανομή της ενεργειακής κατανάλωσης για τρένα συμβατικών και υψηλών ταχυτήτων ([31], σελ.4) Από το Σχήμα 4.20 προκύπτουν τα παρακάτω συμπεράσματα: Όσο αυξάνεται η ταχύτητα του τρένου και συνεπώς μειώνεται και ο αριθμός των στάσεων που πραγματοποιεί, η ενέργεια που καταναλώνεται για να υπερνικηθεί η αδρανειακή αντίσταση (inertiaandgraderesistance) μειώνεται. Επίσης, όσο αυξάνεται η ταχύτητα του τρένου η ενέργεια που απαιτείται για την επιτάχυνση του συρμού προκειμένου να αποκτήσει την επιθυμητή ταχύτητα πορείας αυξάνεται (runningresistance). Τέλος, η ενέργεια που καταναλώνεται στις διάφορες λειτουργίες του τρένου (θέρμανση, φωτισμός, ψύξη κλπ) είναι παρόμοια για όλες τις ταχύτητες του τρένου (comfortfunctions). 107

109 Class 91 IC225 Class 390 Pendolino Hitachi Super Express Class 373 Eurostar TGV Reseau TGV Duplex AVE S103 Velaro Shinkanse n 700 Series Alstom AGV Στον Πίνακα 4.13 παρουσιάζεται η ενεργειακή κατανάλωση για διάφορα τρένα συμβατικών και υψηλών ταχυτήτων σε kwh/seat-km. Πίνακας 4.13: Ενεργειακή κατανάλωση τρένων συμβατικών και υψηλών ταχυτήτων Συρμός Τρένα Συμβατικών Ταχυτήτων Τρένα Υψηλών Ταχυτήτων Ταχύτητα εκμετάλλευσης (km/h) Ενεργειακή κατανάλωση (kwh/seat-km) ,035 0,033 0,028 0,041 0,039 0,037 0,039 0,029 0,033 Από τον Πίνακα 4.13 φαίνεται ότι τα τρένα υψηλών ταχυτήτων έχουν υψηλότερη ενεργειακή κατανάλωση από αυτά των συμβατικών ταχυτήτων εκτός από το ιαπωνικό τρένο υψηλής ταχύτητας Shinkansen 700 Series (αναλογία τρένων συμβατικών ταχυτήτων/τρένων υψηλών ταχυτήτων 1/1,135). Σύμφωνα με τη Διεθνή Ένωση Σιδηροδρόμων (UIC), η σχέση που εκφράζει τη συσχέτιση της ταχύτητας και της κατανάλωσης ενέργειας στο σιδηρόδρομο συμβατικών ταχυτήτων είναι η εξής: y= *x Πρέπει να σημειωθεί ότι η κατανάλωση ενέργειας σ αυτήν την περίπτωση μετριέται σε Wh/passenger-km και γι αυτό το λόγο μειώνεται καθώς η ταχύτητα του συρμού αυξάνεται. [18] Βάσει αυτής της σχέσης καταρτίστηκε το παρακάτω γράφημα (Σχήμα 4.21) που απεικονίζει την κατανάλωση ενέργειας (Wh/passenger-km), που προκύπτει ανάλογα με την ταχύτητα με την οποία κινείται ο σιδηρόδρομος. [18] 108

110 Σχήμα 4.21: Κατανάλωση ενέργειας για κατηγορίες σιδηροδρομικών συστημάτων κατά αύξουσα σειρά του μέσου όρου της ταχύτητας. ([18], σελ. 17) Παρατηρείται ότι όσο αυξάνεται η ταχύτητα, η κατανάλωση ενέργειας μειώνεται. Το γεγονός αυτό δεν πρέπει να εκπλήσσει καθώς συμβαίνει κάτι παρόμοιο και στις οδικές μεταφορές. Αν συγκριθεί η ενεργειακή κατανάλωση ενός αυτοκινήτου που κινείται στον αστικό ιστό, με μια μέση ταχύτητα 40 km/h, και ενός αυτοκινήτου που κινείται στον υπεραστικό αυτοκινητόδρομο με μέση ταχύτητα 100 km/h, θα φανεί ότι στην πρώτη περίπτωση η κατανάλωση ενέργειας είναι περίπου 60% υψηλότερη. Το ίδιο συμβαίνει και στην περίπτωση των λεωφορείων. Ένα αστικό λεωφορείο (20 km/h) καταναλώνει 30% περισσότερη ενέργεια από ένα λεωφορείο που πραγματοποιεί υπεραστικά δρομολόγια (70 km/h). Αξιολογώντας τα παραπάνω στοιχεία μπορούμε να πούμε ότι τα τρένα συμβατικών ταχυτήτων κινούμενα με ταχύτητες <200 km/h καταναλώνουν περίπου 0,050-0,13 kwh/επιβατοχιλιόμετρο. 109

111 Class 91 IC225 Class 390 Pendolino Hitachi Super Express Class 373 Eurostar TGV Reseau TGV Duplex AVE S103 Velaro Shinkanse n 700 Series Alstom AGV Εκπομπές Ρυπαντών Ο σιδηρόδρομος συμβατικών ταχυτήτων εκπέμπει 29% περισσότερους ρυπαντές ανά επιβάτη από το σιδηρόδρομο υψηλών ταχυτήτων, σύμφωνα με τον Alberto Garcia (2010) και την έρευνα του Spanish Railways Foundation. [32] Συγκεκριμένα, όσον αφορά τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα (CO 2 ), η ηλεκτροκίνηση που είναι απαραίτητη στο σιδηρόδρομο υψηλών ταχυτήτων προκαλεί λιγότερες εκπομπές ρύπων όπως συμβαίνει και σε όλα τα ηλεκτρικά μεταφορικά μέσα. [32] Ωστόσο, αυτό που κάνει το συμβατικό σιδηρόδρομο να έχει περισσότερες εκπομπές CO 2 (περίπου 3 kg περισσότερο ανά επιβάτη), είναι το γεγονός ότι ο σιδηρόδρομος υψηλών ταχυτήτων προτιμάται από επιβάτες που διαφορετικά θα χρησιμοποιούσαν το αεροπλάνο ή το αυτοκίνητό τους. Αν το δει κανείς από αυτή τη σκοπιά, αποτρέπεται η εκπομπή 31 kg CO 2 ανά επιβάτη (τιμή που ισχύει για το Ι.Χ. αυτοκίνητο). [32] Στον Πίνακα 4.14 παρουσιάζονται οι εκπομπές CO2 για διάφορα τρένα συμβατικών και υψηλών ταχυτήτων σε kwh/seat-km. Πίνακας 4.14: Εκπομπές CO2τρένων συμβατικών και υψηλών ταχυτήτων Συρμός Τρένα Συμβατικών Ταχυτήτων Τρένα Υψηλών Ταχυτήτων Ταχύτητα εκμετάλλευσης (km/h) Εκπομπές CO2κατά τη διάρκεια ζωής του συρμού* (gco2/seat-km) ,26 0,29 0,179 0,22 0,23 0,16 0,24 0,11 0,177 *Η διάρκειας ζωής ενός τρένου υψηλών ταχυτήτων αφορά χρονική περίοδο 30 περίπου ετών και διανυόμενα χιλιόμετρα ενώ χιλιόμετρα για τα τρένα συμβατικών ταχυτήτων. Στο σχήμα 4.22 φαίνονται η εκπομπή CO2 εκφρασμένη σε g ανά επιβατοχιλιόμετρο σε διαφορετικά χρονικά διαστήματα για τρένα συμβατικών και υψηλών ταχυτήτων. 110

112 Σχήμα 4.22: Εκπομπή CO2 τρένου συμβατικών και υψηλών ταχυτήτων σε διαφορετικά χρονικά διαστήματα[32] 111

113 4.3. Μητροπολιτικός σιδηρόδρομος (Μετρό) Το μετρό (ή μητροπολιτικός σιδηρόδρομος) είναι ένα σιδηροδρομικό σύστημα αστικών μαζικών μεταφορών. Κινείται ηλεκτρικά, μέσω σιδερένιων τροχών, σε αποκλειστικό διάδρομο κυκλοφορίας, που συνήθως είναι υπόγειος. Τα βασικά κατασκευαστικά και λειτουργικά χαρακτηριστικά που το διαφοροποιούν από τα άλλα αστικά μέσα μαζικής μεταφοράς είναι τα εξής : [1] Μεγάλη μέση ταχύτητα Υψηλή συχνότητα δρομολογίων Μεγάλη μεταφορική ικανότητα Κίνηση σε αποκλειστικά δικό του διάδρομο κυκλοφορίας, που δεν διασταυρώνεται ισόπεδα με άλλα μέσα μεταφοράς Υπόγεια και μερικές φορές υπέργεια ένταξη Μεγάλο κόστος κατασκευής Ως προς το τελευταίο, θα έπρεπε να αναφερθεί ότι οι φορείς αστικών συγκοινωνιών έχουν διπλό ρόλο: Αφενός κοινωνικό, αφού πρέπει να παρέχουν στο σύνολο των κατοίκων μιας πόλης ένα ικανοποιητικό επίπεδο εξυπηρέτησης και αφετέρου επιχειρησιακό, αφού οφείλουν να είναι οικονομικά βιώσιμοι. Το μετρό επιλέγεται συνήθως ως μέσο μαζικής μεταφοράς, για πόλεις των οποίων ο πληθυσμός υπερβαίνει το ένα εκατομμύριο κατοίκους, και επιπλέον όταν: Υπάρχει μεγάλη ζήτηση για μετακινήσεις (>10000 άτομα/ώρα/κατεύθυνση). Υπάρχει σε μια πόλη ή περιοχή ιδιαίτερο πρόβλημα ατμοσφαιρικής ρύπανσης. Τα ήδη υπάρχοντα μέσα μεταφοράς (π.χ. λεωφορεία) λειτουργούν σε σημείο κορεσμού και με οποιεσδήποτε άλλες βελτιώσεις (νέα δρομολόγηση, χρήση νέων ή μεγαλύτερων οχημάτων) αδυνατούν να ανταποκριθούν στην υπάρχουσα ζήτηση προσφέροντας ένα ικανοποιητικό επίπεδο εξυπηρέτησης. Το υπέδαφος και οι χρηματικοί πόροι επιτρέπουν την πραγματοποίηση του εγχειρήματος. Υπάρχουν χώροι διαθέσιμοι στα άκρα του συστήματος για την χωροθέτηση αμαξοστασίου. Υπάρχουν διαθέσιμοι χώροι για δημιουργία χώρων στάθμευσης ΙΧ και τερματικών σταθμών λεωφορείων, αλλά και μετεπιβίβασης από και προς άλλα μέσα μεταφοράς, ώστε να επιτυγχάνεται η συμπληρωματικότητα μεταξύ των μέσων μεταφοράς. 112

114 Κατανάλωση ενέργειας Το μετρό είναι ένα ενεργοβόρο σύστημα καθώς η κίνηση των συρμών αλλά και η λειτουργία του βοηθητικού εξοπλισμού των συρμών και των εγκαταστάσεων των σταθμών (φωτισμός, αερισμός, κλιματισμός, ανελκυστήρες, κυλιόμενες σκάλες κλπ) πραγματοποιείται με την παροχή ηλεκτρικής ενέργειας. Για να επιτελέσει το μεταφορικό του έργο, το μετρό καταναλώνει μεγάλες ποσότητες ενέργειας. Η λειτουργία του μετρό δεν παράγει καυσαέρια, η παραγωγή όμως της ηλεκτρικής ενέργειας που χρειάζεται για να κινηθεί, έχει περιβαλλοντικές επιπτώσεις σοβαρότερες ή ελαφρύτερες ανάλογα με τον τύπο του ηλεκτροπαραγωγικού εργοστασίου. [33] Η εξοικονόμηση ηλεκτρικής ενέργειας θεωρείται σημαντική για οικονομικούς και περιβαλλοντικούς λόγους. Ορισμένοι άξονες που πρέπει να ερευνηθούν για το σκοπό αυτό είναι οι παρακάτω: [33] Η εξέλιξη των τεχνολογιών των κινητήρων σε συρμούς και ηλεκτρομηχανολογικές εγκαταστάσεις. Η βελτίωση των χαρακτηριστικών των λαμπτήρων φωτισμού, μειώνοντας την ηλεκτρική κατανάλωση για την ίδια φωτεινότητα. Η εξέλιξη των συστημάτων αυτόματου ελέγχου και η βελτιστοποίηση της λειτουργίας τους μέσω εξελιγμένων αλγορίθμων, τεχνητής νοημοσύνης και επαρκούς αριθμού αισθητήρων. Οι λειτουργίες του μετρό οι οποίες απαιτούν κατανάλωση ενέργειας είναι οι ακόλουθες: Κίνηση και επιτάχυνση των συρμών που απαιτεί το μεγαλύτερο ποσοστό της συνολικής κατανάλωσης της ενέργειας Αερισμός Σηράγγων, Χώρων Κοινού στους Σταθμούς, χώρων Προσωπικού και τεχνικών χώρων που υπάρχουν διάσπαρτοι μέσα σε κάθε σταθμό. Το σύστημα αερισμού Σηράγγων και Χώρων Κοινού στους Σταθμούς παρέχει νωπό αέρα για αερισμό σε συνθήκες κανονικής λειτουργίας και για την απαγωγή καπνού σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης. Επιπλέον, τα συστήματα αερισμού στα Αμαξοστάσια και τους Σταθμούς εγγυώνται την απρόσκοπτη λειτουργία του τεχνικού εξοπλισμού και εξασφαλίζουν τις κατάλληλες συνθήκες εργασίας για το προσωπικό. Ψύξη - Θέρμανση των Σταθμών και των Αμαξοστασίων του Μετρό καθώς και χώρων όπου λειτουργεί ευαίσθητος εξοπλισμός. Οι Χώροι Κοινού των Σταθμών δεν απαιτούν θέρμανση κατά τους χειμερινούς μήνες, αφενός γιατί το σύστημα του Μετρό βρίσκεται σε μεγάλο βάθος όπου δεν υφίστανται μεγάλες θερμοκρασιακές διακυμάνσεις, και αφετέρου διότι η συνεχής λειτουργία των συρμών και του εξοπλισμού εκλύει πρόσθετη θερμότητα. Άντληση όμβριων υδάτων στους σταθμούς του Μετρό και σε όλα τα χαμηλά σημεία της σήραγγας καθώς και άντληση λυμάτων. 113

115 Φωτισμός των σταθμών καθώς και των σηράγγων και των φρεατίων. Το μετρό της Αθήνας, ενώ συμβάλλει σημαντικά στην προστασία του περιβάλλοντος εξοικονομώντας υγρά καύσιμα, αποτελεί ένα ενεργοβόρο ηλεκτρικό σύστημα. Οι γραμμές 2 και 3 του μετρό, μόνο, δαπανούν κοντά στις 200 GWhe ανά έτος, ενώ η ηλεκτρική κατανάλωση εκτιμάται ότι θα φτάσει τις 300 GWhe το Παρόλα αυτά, ορισμένοι τρόποι λειτουργίας των συρμών και των ηλεκτρομηχανολογικών συστημάτων μπορούν να οδηγήσουν σε αξιόλογη μείωση της ενεργειακής κατανάλωσης. Το σχήμα 4.23 δείχνει ότι, ανεξάρτητα από την πλήρωση και τον τρόπο παραγωγής της ηλεκτρικής ενέργειας, υπάρχουν μεγάλες διαφορές στο ποσό της ηλεκτρικής ενέργειας που καταναλώνεται από το μετρό, σε διαφορετικές περιοχές, ανά προσφερόμενη χωρητικότητα (μετρούμενη σε κιλοβατώρες ανά χιλιόμετρο τυποποιημένης χωρητικότητας).οι μεγαλύτερες απαιτήσεις κλιματισμού των ασιατικών μετρό εξηγεί εν μέρει αυτή την ανισότητα. Σχήμα 4.23: Κατανάλωση ενέργειας μετρό μετρημένη σε kwh/capacity km [34] 114

116 Ατμοσφαιρική ρύπανση Ο μητροπολιτικός σιδηρόδρομος είναι ένα μέσο φιλικό προς το περιβάλλον. Κινείται ηλεκτρικά επομένως δεν εκλύει ρύπους στην ατμόσφαιρα. Η ταχύτητα και η αξιοπιστία του μετρό το καθιστούν ελκυστικό μέσο μεταφοράς. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τον περιορισμό της χρήσης των ιδιωτικών οχημάτων, επομένως συμβάλει στη βελτίωση της ποιότητας της ατμόσφαιρας αλλά και στην αποσυμφόρηση των κέντρων των πόλεων. Επομένως, εκτός από τη μεγαλύτερη απόδοση άνθρακα (τα υπογείως κινούμενα τρένα παράγουν λιγότερο CO2 σε σχέση με τα ιδιωτικά αυτοκίνητα), επιτυγχάνεται και μείωση/παρεμπόδιση των τοπικών εκπομπών των οχημάτων. Όσον αφορά τη ρύπανση μετρήθηκαν οι ατμοσφαιρικοί ρύποι κατά την περίοδο 30/01/2000 με τη λειτουργία του μετρό στη Αθήνα καθώς και προγενέστερα χωρίς το Μετρό. Αποδεικνύεται στον Πίνακα 4.15 ότι υπάρχει σαφής μείωση των ρύπων στην περίοδο μετά την έναρξη λειτουργίας του μετρό. Όπως είναι φανερό υπάρχει σημαντική μείωση σε όλους τους ρύπους της ατμόσφαιρας. Οι θετικές επιδράσεις από τη λειτουργία του Μετρό στην ποιότητα της ατμόσφαιρας θα γίνονται πιο αισθητές με την πάροδο των χρόνων καθώς θα ολοκληρώνονται και οι επεκτάσεις του μετρό στα περίχωρα. Πίνακας 4.15: Διαφορά μέσων μετρούμενων συγκεντρώσεων ρύπων πριν και μετά τη λειτουργία του Μετρό στην Αθήνα [35] Ρύποι Πριν το Μετρό Μετά το Μετρό Διαφορά (%) Διοξείδιο του Θείου SO2 (μg/m3) 18,3 17,5-4 Μονοξείδιο του Άνθρακα CO (μg/m3) 2,43 2,25-7 Διοξείδιο του Αζώτου NO2 (μg/m3) 58,3 54,3-7 Όζον O3 (μg/m3) 55,7 49,7-12 Καπνός (μg/m3) 52,6 50,0-5 Επίσης, υπολογίστηκαν ύστερα από μελέτες, για τα έτη οι ποσότητες για κάθε εκπεμπόμενο ρύπο με και χωρίς μετρό και η μείωσή τους ως αποτέλεσμα της λειτουργίας του μετρό. Για την περίοδο μετά το 2022 η μείωση των εκπεμπόμενων ρύπων λήφθηκε σταθερή και ίση με αυτήν του Η διαχρονική εξέλιξη της μείωσης των εκπεμπόμενων ρύπων παρουσιάζεται αναλυτικά στον πίνακα

117 Πίνακας 4.17: Διαχρονική εξέλιξη μείωσης εκπεμπόμενων ρύπων πριν και μετά τη λειτουργία του μετρό στην Αθήνα Έτη CO σε τόνους CO2 σε τόνους ΝΟx σε τόνους Χωρίς μετρό Με μετρό Απόλυτη μείωση Χωρίς μετρό Με μετρό Απόλυτη μείωση Χωρίς μετρό Με μετρό Απόλυτη μείωση Το Σχήμα 4.24 δείχνει τη μεταβλητότητα του αποτυπώματος άνθρακα που απορρέει από το μετρό σε διάφορες περιοχές. Παρατηρείται ότι η διακύμανση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα των μετρό από την κατανάλωση ενέργειας είναι πολύ έντονη. 116

118 Σχήμα 4.24: Εκπομπές CO2 από το μετρό[34] Αυτή η μεταβλητότητα οφείλεται στους παρακάτω 3 παράγοντες: τρόπος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας αποτελεσματικότητα με την οποία τα μετρό χρησιμοποιούν την ηλεκτρική ενέργεια Βαθμός πλήρωσης οχημάτων Θόρυβος - Δονήσεις Μιλώντας για δονήσεις και εδαφομεταφερόμενο θόρυβο ή για θόρυβο, ο οποίος παράγεται από τις δονήσεις, εννοούμε ουσιαστικά το πρόβλημα των δονήσεων από την κίνηση και επιτάχυνση του μετρό. Αυτές οι δονήσεις μεταφέρονται στο έδαφος και φτάνουν στα θεμέλια, παράγοντας δονήσεις μέσα στο κτίριο, αλλά και έναν υπόκωφο θόρυβο, ο οποίος είναι ιδιαίτερα ενοχλητικός για τους ανθρώπους που ζουν μέσα, άνωθεν ή κοντά σε ένα μετρό. Η μετάδοση του ήχου και των δονήσεων γίνεται ως εξής: Το Μετρό παράγει δονήσεις κατά τη λειτουργία του, που μεταδίδονται στο έδαφος. Τα κύματα των δονήσεων μεταδίδονται μέσω του εδάφους προς τις γειτονικές κατοικίες και η κίνηση του κύματος δόνησης (vibration wave) διεγείρει τη βάση κατασκευής του κτιρίου και συνεπώς το όλο κτίριο τίθεται σε δόνηση, και οι ένοικοι του κτιρίου αντιλαμβάνονται τη δόνηση μέσω του δαπέδου- ή των τοίχων - και τις περισσότερες φορές ως θόρυβο και όχι ως μετακίνηση. Ο εδαφομεταφερόμενος θόρυβος γενικά οφείλεται στις επιφανειακές ανωμαλίες, τους τροχούς και τις σιδηροτροχιές. Παρόλα αυτά με το μετρό επιτυγχάνεται σημαντική μείωση των οχηματοχιλιομέτρων των οδικών μέσων μεταφοράς, γεγονός που έχει καθοριστικές επιπτώσεις στη μείωση της ηχορύπανσης σε βασικούς οδικούς άξονες. 117

119 Οι λειτουργίες του μετρό που προκαλούν ηχορύπανση είναι οι εξής: Λειτουργία μηχανημάτων και οχημάτων κατά την κατασκευή των έργων μετρό Διέλευση των συρμών, ειδικά κοντά στους σταθμούς Εγκαταστάσεις εξαερισμού σηράγγων και σταθμών Επισκευές, καθάρισμα και βοηθητικές δραστηριότητες Οπτική Όχληση Αισθητική Το μετρό δεν επηρεάζει συνήθως την αισθητική των πόλεων, παρά μόνο κατά τη φάση κατασκευής, διότι λειτουργεί υπόγεια. Συνήθως, κατά τη διάρκεια κατασκευής έργων μετρό, όπως έγινε και στην περίπτωση της Αθήνας, γίνονται παρεμβάσεις ανάπλασης και διαμόρφωσης αστικών σημείων. Τέτοιου είδους παρεμβάσεις μπορεί να είναι πλακοστρώσεις, φυτεύσεις, δημιουργία ελεύθερων χώρων πρασίνου και πλατειών, ανάπλαση πεζοδρομίων κ.λπ. Όσον αφορά τους σταθμούς του μετρό σε πολλές πόλεις είναι καθαροί και συντηρημένοι και επιπλέον διαθέτουν εξαιρετική διακόσμηση και αισθητική και δημιουργούν ευχάριστη ατμόσφαιρα για τον επιβάτη. Στους 28 Σταθμούς του Μετρό της Αθήνας που λειτουργούν σήμερα αναδεικνύεται η κρυμμένη πόλη και η πολιτιστική μας κληρονομιά με την συνύπαρξη σημαντικών αρχαιολογικών ευρημάτων με έργα σύγχρονων Ελλήνων δημιουργών. Διεθνώς καταξιωμένοι Έλληνες καλλιτέχνες, λαμβάνοντας υπόψη τους τις πολλαπλές δυνατότητες που προσφέρει το δίκτυο, δημιούργησαν έργα ειδικά για τον εκάστοτε Σταθμό και σήμερα ο πλούτος της πολιτιστικής μας κληρονομιάς αναδεικνύεται μέσα στον νέο μητροπολιτικό σιδηρόδρομο της πρωτεύουσας. Μία από τις μοναδικές ιδιαιτερότητες του Μετρό της Αθήνας είναι ότι η κατασκευή του αποτέλεσε παράλληλα αφορμή για την υλοποίηση ενός σπουδαίου αρχαιολογικού έργου. Συγκεκριμένα, στο πλαίσιο της κατασκευής του Μετρό της Αθήνας, πραγματοποιήθηκε η μεγαλύτερη αρχαιολογική ανασκαφή στην πρωτεύουσα (έκτασης τ.μ.), η οποία έφερε στο φως περισσότερα από αρχαιολογικά ευρήματα. Σε έξι κεντρικούς σταθμούς του Μετρό, αρχαία αντικείμενα εκτίθενται για πρώτη φορά σε δημόσιο χώρο πίσω από καλαίσθητες προθήκες προκαλώντας τον κάθε βιαστικό επιβάτη, έλληνα ή ξένο να τα κοιτάξει και να τα περιεργασθεί.(εικόνες 4.4. έως 4.7) 118

120 Εικόνες 4.4, 4.5, 4,6, 4.7: Σταθμοί του μετρό της Αθήνας ( Σεπόλια, Λάρισα, Ελαιώνας, Μεταξουργείο) Ένταξη στην τοπογραφία/δομημένο περιβάλλον Η επιλογή του βάθους κατασκευής ενός σταθμού μετρό δεν είναι μια απλή διαδικασία, αλλά ιδιαίτερα σύνθετη. Ο καθορισμός του βάθους εξαρτάται από πολλές παραμέτρους (κατασκευαστικές, γεωλογικές και γεωτεχνικές.) Tο σύνηθες βάθος είναι κοντά στα μέτρα από τη στάθμη του εδάφους, αλλά υπάρχει αυξομείωσή του σύμφωνα με τις εκάστοτε συνθήκες. Το βάθος στο οποίο κατασκευάζεται ένας σταθμός μετρό εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη στρωματογραφία της περιοχής. Οι σήραγγες πρέπει να περνούν κάτω από τη στάθμη των επιφανειακών επιχωματώσεων οι οποίες έχουν βάθος από 12 μέτρα και πάνω. Επίσης, επηρεάζεται από τα υπερκείμενα της κατασκευής κτίρια, από τη μέθοδο αντιστήριξης που ακολουθείται και τέλος από τη στάθμη του υπόγειου υδροφόρου ορίζοντα. Αρχαιολογικά Ευρήματα Για να κατασκευαστεί ένα δίκτυο σταθμών μετρό είναι απαραίτητες οι εκσκαφές και οι γεωλογικές έρευνες σε μεγάλα βάθη. Λογικό είναι λοιπόν, σε αστικές περιοχές που παρουσιάζουν αρχαιολογικό ενδιαφέρον να έρχεται στο φως πλήθος αρχαιολογικών ευρημάτων. Το βάθος των αρχαιολογικών στρωμάτων εξαρτάται από τη στρωματογραφία της περιοχής που ενδιαφέρει, ενώ μερικές υδραυλικές κατασκευές, πηγάδια, αγωγοί, δεξαμενές και υδραγωγεία αποκαλύπτονται σε μεγαλύτερα βάθη. Οι αρχαιότητες πρέπει να καταγράφονται λεπτομερώς και να αποτυπώνονται με σύγχρονες τεχνικές μεθόδους υπό την επιστημονική εποπτεία των αρμοδίων υπηρεσιών. Αυτό που ισχύει γενικά στις 119

121 περιπτώσεις αυτές είναι το ότι αφού τα αρχαιολογικά ευρήματα καταγράφονται, μετακινούνται ώστε να συνεχιστούν οι εργασίες κατασκευής. Αν δεν είναι δυνατόν να μετακινηθούν καταστρέφονται, ενώ στην περίπτωση που τα ευρήματα είναι μεγάλης αξίας και δεν μπορούν να καταστραφούν πρέπει να αλλάξει η χωροθέτηση του σταθμού και να χαραχθεί το κομμάτι του δικτύου που επηρεάζεται εκ νέου.[5] Δίκτυα Κοινής Ωφέλειας Τα δίκτυα κοινής ωφέλειας, τα οποία περιλαμβάνουν το δίκτυο ύδρευσης, αποχέτευσης, το δίκτυο παροχής φυσικού αερίου και υγρών καυσίμων, το δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας και το δίκτυο τηλεπικοινωνιών, χαρακτηρίζονται από τη μεγάλη έκτασή τους, καθώς εκτείνονται σε μεγάλες γεωγραφικές περιοχές, αλλά και από την πολυπλοκότητά της δομής τους, καθώς περιλαμβάνουν γραμμές και κόμβους διαφορετικών τύπων, όπως θαμμένους αγωγούς, αντλιοστάσια, εγκαταστάσεις επεξεργασίας αποβλήτων, κ.ά. Χαρακτηριστικές είναι επίσης, οι κατασκευαστικές προδιαγραφές, η δομή, αλλά και η ποικιλία των υλικών κατασκευής τους (χάλυβας, τσιμέντο, πολυαιθυλένιο), τα οποία καθορίζουν τη συμπεριφορά τους σε διάφορους κινδύνους. Τα δίκτυα ζωής, λόγω της έκτασής τους, είναι τρωτά σε μεγάλης έκτασης φυσικούς ή και ανθρωπογενείς κινδύνους. Η αστοχία ενός δικτύου ζωής μπορεί να προκαλέσει ανθρώπινα θύματα, άμεσες οικονομικές απώλειες, όπως το κόστος επιδιόρθωσης ή αντικατάστασης στοιχείων των δικτύων που υπέστησαν ζημίες, αλλά και έμμεσες οικονομικές απώλειες που προέρχονται από τη διακοπή της λειτουργίας του δικτύου λόγω αστοχίας, γεγονός που συνεπάγεται με διακοπή παροχής των υπηρεσιών που προσφέρει το δίκτυο και παρεμπόδιση της λειτουργίας του. Ακόμη, από αστοχία ενός δικτύου κοινής ωφελείας μπορεί να προκληθεί περιβαλλοντική μόλυνση ή και συμπληρωματικές απώλειες σε άλλα δίκτυα ή λειτουργίες, εξαιτίας αλληλεπίδρασης μεταξύ των συστημάτων. Από τα παραπάνω γίνεται αντιληπτή η αναγκαιότητα λεπτομερούς μελέτης της συμπεριφοράς των δικτύων σε φυσικούς ή ανθρωπογενείς κινδύνους, ώστε να αποφεύγονται κατά το δυνατόν οι αστοχίες. Η ύπαρξη του υπογείου υδροφόρου ορίζοντα πρέπει να ελέγχεται εξαρχής, καθώς εάν υπάρχει αποκλείουμε τη χρήση ασυνεχών συστημάτων και οδηγούμαστε στη λύση αντιστήριξης του έργου με χρήση συνεχών διαφραγμάτων που απαγορεύουν την εισροή στο χώρο της εκσκαφής νερού και χαλαρού εδαφικού υλικού (εάν αυτό βέβαια έχει εντοπιστεί). Η αύξηση της στάθμης του νερού θα μπορούσε να προκαλέσει πρόβλημα άνωσης, κάτι που είναι ιδιαίτερα καταστροφικό για το έργο αφού ενδέχεται να προσβάλει την ευστάθεια του πυθμένα. Η ανύψωση και ο έλεγχος του πυθμένα επηρεάζεται από το βάθος εκσκαφής και τη στάθμη του υπόγειου ορίζοντα, γι αυτό και είναι ιδιαίτερα σημαντικό να γίνουν με προσοχή όλες οι απαραίτητες γεωτρήσεις όπου ανάλογα με το βάθος της έρευνας θα καθοριστεί και το βάθος της εκσκαφής. 120

122 Υπερκείμενα Κτίρια Αναγκαίο είναι να εκτιμηθεί η επιρροή των έργων πάνω στα υπερκείμενα κτίρια, υπολογίζοντας τις καθιζήσεις. Όσο το βάθος εκσκαφής αυξάνει, το βάθος καθίζησης μειώνεται και η καθίζηση απλώνεται κατά πλάτος. Θεωρητικά λοιπόν όσο πιο βαθιά γίνουν τα έργα κατασκευής τόσο λιγότερο επηρεάζονται οι ήδη υφιστάμενες υπέργειες κατασκευές και τα υπερκείμενα κτίρια. Ωστόσο, επειδή τα έργα λαμβάνουν χώρα σε αστικές περιοχές δεν είναι σίγουρο αν υπάρχει η δυνατότητα να έχουμε την επιθυμητή κάθε φορά χάραξη, όπως επίσης και τη δυνατότητα να κινηθούμε στα εδάφη των στρωμάτων που επιθυμούμε. Στάθμη υπόγειου υδροφόρου ορίζοντα Η ύπαρξη του υπογείου υδροφόρου ορίζοντα πρέπει να ελέγχεται εξαρχής, καθώς εάν υπάρχει αποκλείουμε τη χρήση ασυνεχών συστημάτων και οδηγούμαστε στη λύση αντιστήριξης του έργου με χρήση συνεχών διαφραγμάτων που απαγορεύουν την εισροή στο χώρο της εκσκαφής νερού και χαλαρού εδαφικού υλικού (εάν αυτό βέβαια έχει εντοπιστεί). Η αύξηση της στάθμης του νερού θα μπορούσε να προκαλέσει πρόβλημα άνωσης, κάτι που είναι ιδιαίτερα καταστροφικό για το έργο αφού ενδέχεται να προσβάλει την ευστάθεια του πυθμένα. Η ανύψωση και ο έλεγχος του πυθμένα επηρεάζεται από το βάθος εκσκαφής και τη στάθμη του υπόγειου ορίζοντα, γι αυτό και είναι ιδιαίτερα σημαντικό να γίνουν με προσοχή όλες οι απαραίτητες γεωτρήσεις όπου ανάλογα με το βάθος της έρευνας θα καθοριστεί και το βάθος της εκσκαφής. Σεισμικότητα Η σεισμικότητα είναι ένας παράγοντας που επηρεάζει το βάθος κατασκευής λιγότερο από τους προαναφερόμενους. Τα υπόγεια έργα, βρίσκονται σε καθεστώς μόνιμης πίεσης και έτσι δεν επηρεάζονται περαιτέρω από τα σεισμικά φορτία. Όσον αφορά την κατασκευή των σταθμών του μετρό, σε σχέση με τη σεισμικότητα γίνονται οι τυπικοί υπολογισμοί υπόγειων έργων, όπως δηλαδή και σε όλα τα υπόλοιπα έργα ίδιας φύσεως. 121

123 Παρεμπόδιση δραστηριοτήτων Προσπελασιμότητα Οι σταθμοί των μέσων σταθερής τροχιάς και ιδιαίτερα του μετρό ενισχύουν σε μεγάλο βαθμό την προσπελασιμότητα των γύρω περιοχών τους. Έτσι, δημιουργούνται οι προϋποθέσεις για ένταξη θέσεων εργασίας με σιδηροδρομική πρόσβαση γύρω από τους σταθμούς. Η εξέλιξη αυτή επιτρέπει πολεοδομικές αναπλάσεις σε περιοχές γύρω από επιλεγμένους σταθμούς, ενώ η συγκεντρωμένη ανάπτυξη γύρω από τους σταθμούς αναστρέφει την χωρική διασπορά δραστηριοτήτων που προκαλεί η χρήση του αυτοκινήτου Ι.Χ. Ιδιαίτερες πολεοδομικές επιπτώσεις έχουν οι σταθμοί μετεπιβίβασης. Πρόκειται για κόμβους ανταπόκρισης, τροφοδότησης του μετρό από λεωφορεία και οργανωμένης στάθμευσης αυτοκινήτων Ι.Χ. πολλών μεταβιβαζομένων. Η μίξη χρήσεων όπως υπηρεσίες, αγορές και κεντρικές λειτουργίες τους στους σταθμούς μετεπιβίβασης συμπυκνώνει τις μεταφορικές αλυσίδες πολλών μετακινούμενων, με συνέπεια την αποφυγή πολλών μετακινήσεων, πολλές από τις οποίες εκτελούνται με αυτοκίνητα Ι.Χ. 122

124 4.4 Τραμ Το σύγχρονο τραμ είναι ένας ηλεκτροκίνητος σιδηρόδρομος με χαλύβδινους τροχούς που κινείται σχεδόν αποκλειστικά στην επιφάνεια του εδάφους κατά μήκος αστικών ή προαστιακών οδικών αρτηριών. Είναι η εξελιγμένη από άποψη τεχνολογίας και λειτουργίας μορφή του παλιού συμβατικού τραμ (streetcar) που μονοπώλησε τις αστικές μαζικές μεταφορές στις περισσότερες πόλεις της Ευρώπης και της Αμερικής στις πρώτες δεκαετίες του Το τραμ είναι η μόνη λύση αστικού μαζικού μέσου μεταφοράς που έχει σαν αποτέλεσμα τη δραστική απομάκρυνση των Ι.Χ. αυτοκινήτων από τις περιοχές διέλευσής του. Το τραμ επιλέγεται ως μέσο μαζικής μεταφοράς, όταν: Υπάρχει μικρή σχετικά ζήτηση για μετακινήσεις (< άτομα/ώρα/κατεύθυνση) Επιζητείται ένα μέσο μεταφοράς που να λειτουργεί συμπληρωματικά με τροφοδοτικό δίκτυο λεωφορείων ή τρόλεϊ Επιζητείται αναβάθμιση μιας περιοχής και γενικότερα όταν θέλουμε να διατηρήσουμε τις δραστηριότητες της εν λόγω περιοχής. Σ αυτό βοηθά ιδιαίτερα η ελκυστικότητα του τραμ Υπάρχει σε μια πόλη ή περιοχή ιδιαίτερο πρόβλημα ατμοσφαιρικής ρύπανσης Υπάρχει μεγάλη ζήτηση για μετακινήσεις (> άτομα/ώρα/κατεύθυνση) και το υπέδαφος ή η έλλειψη χρηματικών πόρων δεν επιτρέπει υπόγεια λύση Κατανάλωση ενέργειας Το τραμ είναι ηλεκτροκινούμενο. Έχει, συγκρινόμενο με τα οδικά αστικά μέσα μεταφοράς, μεγάλη μεταφορική ικανότητα και ταυτοχρόνως χαμηλή κατανάλωση ενέργειας ανά μεταφερόμενο επιβάτη. Στο Σχήμα 4.25 παρουσιάζεται το ιδανικό διάγραμμα ροής ενέργειας για ένα ηλεκτροδοτούμενο τραμ. 123

125 Σχήμα 4.25: Ιδανικό διάγραμμα ροής ενέργειας για τραμ Στο σχήμα 4.26 παρουσιάζεται το διάγραμμα ροής ενέργειας στην περίπτωση εφαρμογής συστήματος αποθήκευσης ενέργειας. Το σύστημα αποθήκευσης ενέργειας έχει σκοπό την ανάκτηση κινητικής ενέργειας όταν το όχημα επιβραδύνει ή σταματά και την μετατροπή της σε μια μορφή αποθηκευμένης ενέργειας. Με τον τρόπο αυτό προστίθεται στο σύστημα μια επιπλέον μορφή ενέργειας, η οποία επαναχρησιμοποιείται και δεν διαχέεται λόγω πέδησης. Το ποσοστό της εξοικονομούμενης ενέργειας εξαρτάται από διάφορους παράγοντες όπως η κατά μήκος κλίση και η απόσταση μεταξύ των στάσεων. Σχήμα 4.26: ιδανικό ενέργειας διάγραμμα ροής ενέργειας για τραμ με την εφαρμογή συστήματος αποθήκευσης 124

126 Η ενέργεια που δεσμεύεται λόγω πέδησης εξαρτάται από τον ρυθμό εφαρμογής της πέδης και την ταχύτητα που έχει το τραμ όταν ξεκίνησε η πέδηση. Το Σχήμα 4.27 δείχνει την διαθέσιμη ενέργεια από την πέδηση ενός τραμ βάρους 22tγια συνδυασμό διαφόρων ρυθμών εφαρμογής πέδης και ταχυτήτων. Σχήμα 4.27: Διαθέσιμη ενέργεια για διαφορετικούς ρυθμούς εφαρμογής πέδης και ταχύτητες [37] Στον πίνακα 4.17 παρουσιάζονται τα αποτελέσματα μελέτης που έγιναν στη Μ. Βρετανία για τον τύπο τραμ City Class βάρους 22 t. Τα επίπεδα κατανάλωσης που μετρήθηκαν κατά τη διάρκεια των δοκιμών αντιστοιχούν σε διαδρομή με συνολική κατανάλωση ενέργειας 1,1 kwh/km. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι το 55% της ενέργειας διαχέεται κατά την πέδηση. Αυτή η ενέργεια θα μπορούσε ενδεχομένως να χρησιμοποιηθεί για να φορτίσει μια συσκευή αποθήκευσης ενέργειας. Η ενέργεια πέδησης που υπολογίζεται δεν αντιπροσωπεύει τις δυνατότητες εξοικονόμησης ενέργειας διότι παρουσιάζονται κάποιες απώλειες και στην ίδια τη συσκευή. Πίνακας 4.17: Κατανάλωση ενέργειας σε διάφορα επίπεδα του εξοπλισμού του τραμ και σε επιμέρους λειτουργίες του[36] Δυνάμεις τριβής 0,173 Τροχοί 0,003 Κινητήρας 0,128 Ηλεκτρονικά ισχύος 0,013 Βοηθητικά 0,147 Τροφοδοσία ηλεκτρικού ρεύματος 0,029 Πέδηση 0,610 Ηλεκτρική ενέργεια (kwh/km) Στον πίνακα 4.18 παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της ίδιας μελέτης αλλά με τη χρήση πυκνωτή 390V για την αποθήκευση ενέργειας και μετατροπέα ισχύος 50kW.Στην ίδια 125

127 διαδρομή καταναλώνονται συνολικά 0,763kWh/km, δηλαδή παρουσιάζεται μείωση 0,337kWh/kmπου αντιστοιχεί σε ποσοστό30,6%εξοικονόμησηενέργειας για ένα κύκλο διαδρομής. Πίνακας 4.18: Κατανάλωση ενέργειας με σύστημα αποθήκευσης ενέργειας [36] Ηλεκτρική ενέργεια (kwh/km) Δυνάμεις τριβής 0,173 Τροχοί 0,003 Κινητήρας 0,128 Ηλεκτρονικά ισχύος 0,013 Βοηθητικά 0,147 Τροφοδοσία ηλεκτρικού ρεύματος 0,021 Απώλειες συστήματος αποθήκευσης ενέργειας 0,102 Πέδηση 0,169 Στον Πίνακα 4.19 δίδεται η κατανάλωση ενέργειας για διάφορους τύπους τραμ στη Μ. Βρετανία. Η κατανάλωση ενέργειας εξαρτάται από το βάρος του οχήματος. Όσο ελαφρύτερο είναι το όχημα τόσο μικρότερη είναι η ενεργειακή του κατανάλωση. [36] Πίνακας 4.19: Κατανάλωση ενέργειας για διάφορους τύπους τροχιοδρομικών συστημάτων Τύπος Τραμ Βάρος (t) Blackpool Centenary 18 1,5 Manchester Metrolink 46 4,1 Croydon Tramlink 38 3,9 Sheffield Supertram 54 4,5 City Class 22 1,0 Κατανάλωση ενέργειας (Kwh/επιβατοχιλιόμετρο) Ατμοσφαιρική ρύπανση Το τραμ ως ηλεκτροκίνητο μέσο δε ρυπαίνει την ατμόσφαιρα σε τοπικό επίπεδο. Βεβαίως, η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας έχει επίσης επιπτώσεις στο περιβάλλον, αλλά οι επιπτώσεις αυτές σε γενικό ή τοπικό επίπεδο σε σύγκριση με τη χρήση των αυτοκινήτων είναι υποπολλαπλάσιες. Θεωρείται ένα μέσο ουσιαστικά μηδενικής εκπομπής ρύπων τοπικά στην περιοχή διέλευσής του. Επίσης, διαθέτει μονάδα καθαρισμού υγρών αποβλήτων που είναι εγκατεστημένη στον ίδιο το συρμό. Παγκοσμίως, τo τραμ θεωρείται ένα κατεξοχήν φιλικό προς το περιβάλλον μέσο. Ο οικολογικός του χαρακτήρας είναι ένας από τους κύριους λόγους που οι περισσότερες από τις ομορφότερες πόλεις της Ευρώπης επιλέγουν το τραμ: Άμστερνταμ, Λισσαβόνα, Μασσαλία, Βαρκελώνη, Αννόβερο, Νίκαια, Βερολίνο, Μπορντώ, Μιλάνο, Βρυξέλλες. Ουσιαστικά, οι μόνοι ατμοσφαιρικοί ρύποι που μπορεί να δημιουργήσει το τραμ είναι τα σωματίδια που προέρχονται από την τριβή τροχών-σιδηροτροχιών, όμως, λόγω της μικρής 126

128 τους ποσότητας, θεωρούνται αμελητέοι σε σύγκριση με τους υπόλοιπους ρύπους μιας πόλης. [38] Ακόμη το τραμ συνεισφέρει περαιτέρω στην ελάττωση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης, καθώς είναι η μόνη λύση αστικού μέσου μεταφοράς που έχει σαν αποτέλεσμα την απομάκρυνση των Ι.Χ. αυτοκινήτων από τις περιοχές διέλευσής του. Το τραμ όπως και το μετρό καταναλώνουν επτά έως δέκα φορές λιγότερα καύσιμα σε σύγκριση με τα υπόλοιπα μέσα δημόσιας μεταφοράς καθώς είναι ηλεκτροκίνητα. Πρέπει να δοθεί ωστόσο ιδιαίτερη προσοχή έτσι ώστε το παραγόμενο καυσαέριο στο εργοστάσιο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας να είναι το μικρότερο δυνατό. Αυτό συνεπάγεται την παραγωγή ενέργειας από καθαρές, ήπιες και ανανεώσιμες μορφές ενέργειας, όπως αιολική και ηλιακή. [39] Σύμφωνα με μελέτες που πραγματοποιήθηκαν στη Μελβούρνη, οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα που αντιστοιχούν σε κάθε επιβατοχιλιόμετρο υπολογίζονται για το τραμ κατά μέσο όρο 60 γραμμάρια CO 2. (60 g CO 2 per pkm) Θόρυβος - Δονήσεις Ηχορύπανση Πηγές θορύβου κατά την αστική και προαστειακή κυκλοφορία οχηµάτων τραµ είναι: [42] η κύλιση των σιδηροτροχών (θόρυβος κύλισης) η εγγραφή των φορείων σε καμπύλα οριζοντιογραφικά τμήματα πολύ μικρής ακτίνας η πέδηση η επιτάχυνση η λειτουργία του ηλεκτρομηχανολογικού εξοπλισμού του συρμού Σε ταχύτητες πάνω από km/h, κυριαρχεί ο θόρυβος κύλισης, ενώ σε καμπύλα οριζοντιογραφικά τμήματα πολύ μικρής ακτίνας κυριαρχεί ο συριγµός.[42] Ο θόρυβος του ηλεκτρικού τόξου παράγεται κατά την αποκόλληση των παντογράφων από τα εναέρια καλώδια τροφοδοσίας ηλεκτρικού ρεύματος. Ο θόρυβος αυτός είναι περίπου ίδιος με τον ήχο που παράγουν τα τρόλεϊ. [41] Ο θόρυβος κύλισης λαμβάνει χώρα στην επιφάνεια επαφής τροχού σιδηροτροχιάς και οφείλεται στις εγκάρσιες και οριζόντιες δυνάμεις ψευδοολίσθησης, στις δυνάμεις καθοδήγησης που ασκούνται στην επιφάνεια επαφής εσωτερικής παρειάς σιδηροτροχιάς όνυχα και στα κατακόρυφα δυναμικά φορτία, τα οποία δημιουργούν και τους κραδασμούς. Είναι η πιο σημαντική πηγή ενόχλησης ενός τροχιοδρομικού συστήματος. Για τον περιορισμό του θορύβου λαμβάνονται επιπρόσθετα μέτρα στη διαδρομή του τραμ. Πάντως, εάν οι σιδηροτροχιές είναι σωστά τοποθετημένες με τις κατάλληλες διατάξεις και μηχανισμούς απόσβεσης των κραδασμών, τότε η διέλευση ενός τραμ προκαλεί λιγότερο 127

129 θόρυβο από οποιοδήποτε άλλο μέσο, ενώ οι κραδασμοί περιορίζονται στο ελάχιστο. Είναι χαρακτηριστικό ότι σε πολλές περιπτώσεις τα τραμ χρησιμοποιούν τα ηχητικά σήματα προειδοποίησης των πεζών (καμπανάκια, κόρνες, κ.λπ.), καθώς ο θόρυβος βάθους από την υπόλοιπη κυκλοφορία είναι πολύ υψηλός. Σύμφωνα με τη Γαλλική μέθοδο Guide du Bruit, η μέγιστη στάθμη θορύβου στο εξωτερικό του τραμ δίνεται από τη σχέση: [41] Lmax = Lo k kd (Σχέση 4.2) όπου: Lo: επίπεδο θορύβου αναφοράς (db (A)) για το συγκεκριμένο τύπο οχήματος κινούμενο με ταχύτητα Vo, σε δέκτη σε απόσταση do. k : σταθερά που εξαρτάται από το μήκος του τραμ. d: απόσταση μεταξύ του δέκτη και του άξονα της τροχιοσειράς (m). V: ταχύτητα του τραμ (km/h). kd: διόρθωση κατευθυντικότητας (db (A)). Το γράφημα του Σχήματος 4.28 απεικονίζει τη σχέση της ταχύτητας κίνησης του οχήματος του τραμ με το θόρυβο που προκαλείται: Σχήμα 4.28: Σχέση εξωτερικού θορύβου τραμ με την ταχύτητα διέλευσης (Οικονομίδης et al, 2003) Όπως φαίνεται και στο παραπάνω γράφημα, η αύξηση της ταχύτητας του συρμού αυξάνει και το θόρυβο που προκαλείται. Τα ελαττώματα και οι ατέλειες στην επιφάνεια κύλισης των τροχών ή ακόμη η συσσώρευση σκουπιδιών στην επιφάνεια των γραμμών σπανίως μπορούν να αποφευχθούν. Τα παραπάνω καθώς και η κυκλοφορία του τραμ στην επιφάνεια του εδάφους προκαλούν ενόχληση στους κατοίκους των αστικών περιοχών, δημιουργώντας δονήσεις ενός αρκετά μεγάλου φάσματος συχνότητας (10 έως 200 Hz), οι οποίες διαδίδονται μέσω του εδάφους 128

130 και της επιφάνειας του δρόμου στα γειτονικά κτίρια. Οι δονήσεις γίνονται άμεσα αντιληπτές ως δυσάρεστες αισθήσεις και επιπρόσθετα προκαλούν αίσθημα φόβου για πιθανές ζημιές στα κτίρια. [39] Στο σχήμα 4.29 φαίνεται η βασική διαδρομή των δονήσεων από το τραμ (πηγή) στα γειτονικά κτίρια (δέκτης), η τελική διαμόρφωση της στάθμης του εδαφομεταφερόμενου θορύβου στο εσωτερικό των κτιρίων καθώς και το πρότυπο συγκρότησης της επιδομής της γραμμής. Εικόνα 4.33: Βασική διαδρομή δονήσεων και εδαφομεταφερόμενου θορύβου από τη λειτουργία του τραμ - Πρότυπο συγκρότησης της επιδομής της γραμμής[39] Οπτική Όχληση Αισθητική Η εικόνα του τραμ είναι ιδιαίτερα ελκυστική για τους πολίτες, ενώ σε πολλές περιπτώσεις με την αισθητική του εμφάνιση αποτελεί αξιοθέατο της πόλης (Λισσαβώνα). Ακόμη, λόγω της ελκυστικότητάς του δίνει οικονομική αξία και γενικά αναζωογονεί τις περιοχές από τις οποίες διέρχεται. Από την άλλη μεριά όμως, οι εναέριες καλωδιώσεις του τραμ προκαλούν μεγάλη οπτική όχληση στις πόλεις και ιδιαίτερα σε ευαίσθητες περιοχές (ιστορικά κέντρα, παραδοσιακοί οικισμοί, μνημεία κλπ). [1] Οι απόψεις αναφορικά με το τραμ ποικίλουν: Σύμφωνα με μια άποψη πρόκειται για μέσο που ευνοεί την ειρήνευση, όπου οι άνθρωποι ταξιδεύουν ήσυχα, για μέσο με ηρεμιστική αρετή έναντι του μετρό που είναι αγχογόνο και που δημιουργεί αίσθημα ανασφάλειας. Επίσης, το τραμ χαρακτηρίζεται ως μέσο με σχετικά «καθαρό» τοπίο, που προσφέρει ποιοτικές υπηρεσίες, άνεση και ασφάλεια στους επιβάτες του, με θετικές επιπτώσεις στην εικόνα της πόλης και στην οργάνωση του χώρου κατά μήκος της διαδρομής. Επιπλέον, αποτελεί ένα μέσο που έχει τη δυνατότητα να συνδέσει γειτονιές της πόλης, να 129

131 αναζωογονήσει παρακμάζοντες τομείς, να αστικοποιήσει ζώνες που είναι σχετικά απομονωμένες και γενικά να δώσει μια εδαφική ενότητα στον οικισμό. Στην Αθήνα η εταιρεία ΣΤΑΣΥ Α.Ε. προχώρησε σε ανάπλαση και αισθητική αναβάθμιση των περιοχών τις οποίες διασχίζουν τα σιδηροδρομικά δίκτυά της. Αξιοποιώντας κοινοτικούς πόρους, η εταιρεία κατά μήκος του δικτύου του τραμ φύτεψε και συντηρεί σημαντικό αριθμό δέντρων και φυτών, δημιουργώντας εστίες πρασίνου. Συντηρεί σημαντικό αριθμό δέντρων και φυτών και κατά μήκος του δικτύου του ηλεκτρικού σιδηρόδρομου, έχοντας προβεί σε φύτευση όλων των σταθμών, στους οποίους εκτελέστηκαν εργασίες ανάπλασης. Δημιούργησε πεζόδρομους και δρόμους ήπιας κυκλοφορίας σε περιοχές ορισμένων σταθμών και στάσεών της, τοποθέτησε 80 υπόγειους κάδους απορριμμάτων και ανακύκλωσης κατά μήκος του εμπορικού κέντρου της Γλυφάδας, κατασκεύασε υπερσύγχρονο δίκτυο αγωγών όμβριων υδάτων στη Γλυφάδα και ανέπλασε εκτενώς την Εσπλανάδα στην παραλιακή, πραγματοποιώντας την ασφαλτόστρωση δρόμων, την εγκατάσταση φωτισμού και τη δημιουργία παιδικών χαρών Διατάραξη δραστηριοτήτων - Προσπελασιμότητα Κατά τη διάρκεια κατασκευής του τραμ προκύπτουν διάφορες οχλήσεις, κυρίως κυκλοφοριακές, οι οποίες όμως είναι σαφώς μικρότερες από αυτές που προκύπτουν κατά την κατασκευή των σταθμών ενός συστήματος μετρό. [1] Κατά την κατασκευή μπορεί να δημιουργηθούν προβλήματα στις παρόδιες χρήσεις γης όπως για παράδειγμα προβλήματα στην πρόσβαση οχημάτων (και κυρίως υπηρεσιακών οχημάτων) σε αυτές, προβλήματα στην τροφοδότηση εμπορικών καταστημάτων κ.α. [1] Κατά τη λειτουργία του, ως επιφανειακό μέσο σταθερής τροχιάς, έχει το χαρακτηριστικό της μόνιμης κατάληψης συγκεκριμένου τμήματος της διατομής της οδού και της αναγκαιότητας παροχής σε αυτό προτεραιότητας έναντι των άλλων μεταφορικών μέσων στο σύνολο των διασταυρώσεων. Συνεπώς, μειώνεται η κυκλοφοριακή ικανότητα της οδού, αφού μειώνεται το πλάτος καταστρώματος, καθώς επίσης πιθανώς αυξάνεται η καθυστέρηση των άλλων οχημάτων στις διασταυρώσεις. [43] Η ρήξη της συνέχειας του αστικού ιστού αποτελεί μία μικρή περιβαλλοντική επίπτωση του τραμ στο ευρύτερο περιβάλλον του συστήματος. Λόγω της εμπλοκής του με την κυκλοφορία των υπόλοιπων μέσων και των πεζών μειώνεται το επίπεδο ασφάλειας τόσο των επιβατών του τραμ όσο και των υπόλοιπων χρηστών της οδού. [41] 130

132 Κεφάλαιο 5: Σύγκριση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων των μέσων μεταφοράς 5.1. Μεθοδολογική προσέγγιση Όλες οι κατηγορίες των μεταφορικών συστημάτων έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν αποδοτικά σε συγκεκριμένο γεωγραφικό και πολεοδομικό περιβάλλον. Για παράδειγμα τα Ι.Χ. αυτοκίνητα, είναι σχεδιασμένα για να εξυπηρετούν αστικές, περιαστικές και υπεραστικές μετακινήσεις, το μετρό, το τραμ, το αστικό λεωφορείο και το τρόλεϊ για μετακινήσεις στον αστικό ιστό, τα αεροπλάνα για να εκτελούν υπερατλαντικά ταξίδια ή και για αποστάσεις άνω των 500 km, κοκ. Επιπλέον, μεταφορικά συστήματα που χρησιμοποιούν την ίδια οδό μεταφοράς, παρέχουν διαφορετικά επίπεδα εξυπηρέτησης στους χρήστες και χαρακτηρίζονται από διαφορετικές επιδόσεις (π.χ. ο σιδηρόδρομος υψηλών και ο σιδηρόδρομος συμβατικών ταχυτήτων). Συνεπώς, προκειμένου να γίνει μια ορθολογική σύγκριση των σιδηροδρομικών συστημάτων με τα υπόλοιπα μεταφορικά μέσα, πρέπει αυτή να αφορά μεταφορικά συστήματα ανάλογης λειτουργικότητας και ανάλογων επιδόσεων, δηλαδή συστήματα που μπορούν να θεωρηθούν ως ανταγωνιστικά παρέχοντας περίπου ίδιο επίπεδο εξυπηρέτησης στους χρήστες τους. Στο πλαίσιο αυτό, στο κεφάλαιο αυτό γίνονται οι παρακάτω συγκρίσεις οι οποίες αποτελούν και τις περιπτώσεις σύγκρισης : Για μετακινήσεις πολύ μεγάλων αποστάσεων ( km) συγκρίνονται μεταξύ τους το αεροπλάνο και ο σιδηρόδρομος υψηλών ταχυτήτων. Για αστικές μετακινήσεις συγκρίνονται μεταξύ τους το μετρό, το τραμ, το Ι.Χ. αυτοκίνητο και το αστικό λεωφορείο. Για τα μέσα μεταφοράς πολύ υψηλών ταχυτήτων συγκρίνονται μεταξύ τους το αεροπλάνο, το τρένο υψηλών ταχυτήτων και το μαγνητικό τρένο. Για τα μέσα μεταφοράς που εμπλέκονται σε μεταφορές εμπορευμάτων συγκρίνονται το εμπορικό τρένο και το οδικό φορτηγό. 131

133 5.2. Μέσα μεταφοράς για τις μετακινήσεις πολύ μεγάλων αποστάσεων. Σύγκριση αεροπλάνου τρένου υψηλών ταχυτήτων Κατανάλωση ενέργειας Τα συγκριτικά αποτελέσματα της κατανάλωσης ενέργειας ανά επιβατοθέση ενός τρένου υψηλών ταχυτήτων και ενός αεροπλάνου από τη μελέτη που πραγματοποιήθηκε το 2010 από τη JR Central φαίνονται στο Σχήμα 5.1. Η σύγκριση αναφέρεται στη διαδρομή Τόκιο- Οσάκα, μήκους 515 km. [20] Σχήμα 5.1: Σύγκριση κατανάλωσης ενέργειας τρένου υψηλών ταχυτήτων και αεροπλάνου στη διαδρομή Τόκιο-Οσάκα ([20], σελ.4) Το τρένο υψηλών ταχυτήτων (Shinkansen Series N700 Nozomi ) καταναλώνει περίπου το 1/8 της ποσότητας της ενέργειας ανά επιβατοθέση που καταναλώνει το αεροπλάνο (B ) κατά τη διάρκεια του ταξιδιού Τόκιο-Οσάκα. Με δεδομένο ότι η σιδηροδρομική απόσταση Τόκιο Οσάκα είναι 515 km, προκύπτει για το σιδηρόδρομο μια τιμή κατανάλωσης ενέργειας ίση με 0,0485 kwh/επιβατοχιλιόμετρο. 132

134 5.2.2.Ατμοσφαιρική ρύπανση Σε μελέτη που πραγματοποιήθηκε το Σεπτέμβριο του 2001 από την AEA Technology Environment συγκρίθηκαν οι περιβαλλοντικές επιβαρύνσεις από τα τρένα υψηλών ταχυτήτων και από τα αεροπλάνα που πραγματοποιούν εγχώριες πτήσεις (Αγγλία). Βρέθηκε ότι το αεροπλάνο εκπέμπει πολύ υψηλότερες τιμές CO 2 ανά επιβατοχιλιόμετρο από ότι το τρένο υψηλών ταχυτήτων. Συγκεκριμένα, οι εκπομπές CO 2 για το αεροπλάνο είναι gr/επιβατοχιλιόμετρο, ενώ για το σιδηρόδρομο υψηλών ταχυτήτων είναι περίπου 40 gr/επιβατοχιλιόμετρο (αναλογία τρένου αεροπλάνου 1:6,25). Οι εκπομπές CO 2 κατά την απογείωση και την προσγείωση ενός αεροσκάφους είναι ίδιες ανεξάρτητα της απόστασης που θα διανύσει στη συνέχεια. Το γεγονός αυτό αυξάνει τις εκπομπές CO 2 ανά επιβατοχιλιόμετρο για διαδρομές μικρής απόστασης π.χ. για εσωτερικά δρομολόγια χωρών. [45] Σε μελέτη που πραγματοποιήθηκε το 2010 από τη Central Japan Railway Company έγινε σύγκριση, στη διαδρομή Τόκιο Οσάκα, μεταξύ ενός τρένου υψηλών ταχυτήτων (Tokyo Shinkansen Series N700 Nozomi ) και ενός αεροπλάνου (B ) όσον αφορά τις περιβαλλοντικές τους επιπτώσεις. Τα αποτελέσματα της σύγκρισης για τις εκπομπές CO 2 ανά επιβατοθέση φαίνονται στο Σχήμα 5.2. [20] Σχήμα 5.2: Σύγκριση εκπομπών CO2 ανά επιβατοθέση τρένου υψηλών ταχυτήτων και αεροπλάνου στη διαδρομή Τόκιο Οσάκα ([5], σελ.4) Από το ραβδόγραμμα φαίνεται πως το τρένο υψηλών ταχυτήτων εκπέμπει περίπου το 1/12 των εκπομπών CO 2 του αεροπλάνου ανά επιβατοθέση, με αποτέλεσμα να έχει συντριπτική περιβαλλοντική υπεροχή. Με δεδομένο ότι η σιδηροδρομική απόσταση Τόκιο Οσάκα είναι 515 km, προκύπτει για το σιδηρόδρομο μία τιμή εκπομπών CO2 ίση με 8,54 gr /επιβατοχιλιόμετρο. Σε μελέτη που πραγματοποιήθηκε από το IFEU (Institute for Energy and Environmental Research), έγινε σύγκριση στη διαδρομή Φρανκφούρτη Αμβούργο, μεταξύ αεροπλάνου 133

135 και τρένου υψηλών ταχυτήτων όσον αφορά την εκπομπή ρυπαντών. Παρόλο που στη Γερμανία πάνω από το 50% της απαιτούμενης ενέργειας για τη λειτουργία του τρένου παράγεται από ορυκτά καύσιμα, το τρένο υψηλών ταχυτήτων λόγω της μεγάλης αποδοτικότητας του εκπέμπει πολύ λιγότερους ρύπους όπως φαίνεται στον πίνακα 5.1. [44] Πίνακας 5.1: Εκπομπές ρυπαντών για τη διαδρομή Φραγκφούρτη Αμβούργο[44] Στοιχεία ανά επιβάτη Αεροπλάνο Τρένο υψηλών ταχυτήτων Χρόνος διαδρομής (h:m) 02:30 03:37 Κατανάλωση ενέργειας (ισοδυναμία σε λίτρα πετρελαίου) 32,8 11,1 Διοξείδιο του άνθρακα (kg), Αέρια του θερμοκηπίου, Υπερθέρμανση πλανήτη 77,1 19,2 Αιωρούμενα σωματίδια (g) 2,1 1,0 Διοξείδιο του θείου (g) 43,4 19,5 Οξείδια του αζώτου (g) 268,3 17,2 Υδρογονάνθρακες εκτός μεθανίου (g) 20,8 1,1 Από τον πίνακα 5.1 συμπεραίνεται πως για την συγκεκριμένη διαδρομή το τρένο υψηλών ταχυτήτων εκπέμπει 4 φορές λιγότερο διοξείδιο του άνθρακα (CO2) και 16 φορές λιγότερα οξείδια του αζώτου (NOx). Σε μελέτη που πραγματοποιήθηκε από την UIC το 2011, προκειμένου να εξεταστούν οι επιπτώσεις του σιδηροδρόμου υψηλών ταχυτήτων στην ατμόσφαιρα, έγινε σύγκριση στη διαδρομή Βαλένθια - Μασσαλία. Το αεροδρόμιο του "Marseille Provence" χτίστηκε το 1961 και έχει έκταση περίπου 600ha. Σε μια τυπική ημέρα, περίπου αεροπλάνα προσγειώνονται σε αυτό, συγκεκριμένα για το έτος 2004 συνολικά προσγειώθηκαν συνολικά αεροπλάνα. Η απόσταση μεταξύ του κέντρου της Βαλένθια και του αεροδρομίου της Μασσαλίας είναι 170 χιλιόμετρα. Η κίνηση ήταν περίπου 5,6εκατομμύρια επιβάτες το έτος Το τρένο υψηλών ταχυτήτων "LGV Méditerranée» δρομολογήθηκε το 2001 και συνδέει τις δύο πόλεις με γραμμή μήκους 250 km και επιβατική κίνηση 20,4 εκατομμύρια επιβάτες το έτος Τα αποτελέσματα της σύγκρισης συγκεντρώνονται στον πίνακα 5.2. [30] 134

136 Πίνακας5.2 : Εκπομπές ρυπαντών για τη διαδρομή Βαλένθια Μασσαλία αεροπορικών μεταφορών και σιδηροδρόμου υψηλών ταχυτήτων κατά την κατασκευή και λειτουργία Κατασκευή οχημάτων Λειτουργία συστήματος Κατασκευή υποδομής Αεροπλάνο 0,5 g CO2 / pkm 163,2 g CO2 / pkm 0,3 g CO2 / pkm Σύνολο 164,0 g CO2 / pkm 320 θέσεις, βάρος 61 t (κυρίως αλουμίνιο) Συντελεστής πληρότητας: 65%, 452 g /tkm κηροζίνη, 100kg/ επιβάτη με τις αποσκευές Τρένο υψηλών ταχυτήτων 1,0 g CO2 /pkm 5,7g CO2 / pkm 4,3g CO2 / pkm 11,0 g CO2 / pkm Διάρκεια ζωής 30 χρόνια, 18 τρένα σε λειτουργία 24,1 kwh/kmανά τρένο, τρένα/έτος, 20,4 εκατομμύρια επιβάτες/έτος 250 km (10 km σήραγγες, 16 km κοιλαδογέφυρες, 20,3 γέφυρες) Από τον πίνακα 5.2 συμπεραίνεται ότι η κατασκευή αεροδρομίου, συγκρίνοντας ανά επιβατοχιλιόμετρο, είναι πιο φιλική προς το περιβάλλον σε σχέση με την κατασκευή σιδηροδρομικής γραμμής, όμως συνολικά λόγω χαμηλών εκπομπών κατά τη λειτουργία το τρένο υψηλών ταχυτήτων μολύνει πολύ λιγότερο την ατμόσφαιρα. 135

137 Ηχορύπανση Όπως φαίνεται και στο Σχήμα 5.3, ο πιο ενοχλητικός θόρυβος προκαλείται από το αεροπλάνο, ακολουθεί ο οδικός και έπεται ο θόρυβος από το σιδηρόδρομο. Πιο συγκεκριμένα, από τα άτομα που εκτέθηκαν σε επίπεδο θορύβου των 55 db, το οποίο είναι κρίσιμο σύμφωνα με την Παγκόσμια Οργάνωση Υγείας (WHO), το 30% θεώρησε ενοχλητικό το θόρυβο από το αεροπλάνο, το 20% το θόρυβο από τα οδικά μέσα μεταφοράς και μόλις το 10% ενοχλήθηκε από το θόρυβο του σιδηροδρόμου. [46] Σχήμα 5.3: Ποσοστό ενοχλούμενων από το θόρυβο κυκλοφορίας για τα διάφορα μέσα μεταφοράς [61] Τα στοιχεία που διαθέτει η Ευρωπαϊκή Επιτροπή σχετικά με το ζήτημα αυτό συνάδουν με τα προαναφερθέντα, καθώς προκύπτει ότι το μεγαλύτερο ποσοστό ενόχλησης προέρχεται από το θόρυβο του αεροπλάνου με 25% ενώ το χαμηλότερο ποσοστό κατέχει ο σιδηρόδρομος με 10%. Γενικά ο θόρυβος που προκαλείται από τα τρένα υψηλών ταχυτήτων είναι μια ενόχληση μικρής χρονικής διάρκειας που επιβαρύνει τοπικά το περιβάλλον όταν το τρένο διασχίζει μια συγκεκριμένη περιοχή. Αντίθετα, ο θόρυβος που προκαλείται από τα αεροπλάνα έχει διάρκεια καθώς παράγονται υψηλά επίπεδα θορύβου στις περιοχές γύρω από τα αεροδρόμια τόσο κατά την προσγείωση και την απογείωση όσο και όταν το αεροπλάνο πετά σε χαμηλά υψόμετρα. Αντίθετα, ο θόρυβος από τα αεροπλάνα είναι σχεδόν αμελητέος όταν αυτά βρίσκονται σε μεγάλο υψόμετρο, κατά τη διάρκεια μιας πτήσης. 136

138 5.3. Μέσα μεταφοράς για αστικές μετακινήσεις. Σύγκριση μετρό, τραμ, ΙΧ, αστικού λεωφορείου Κατανάλωση ενέργειας Στο ραβδόγραμμα του Σχήματος 5.4 φαίνεται γραφικά η απόσταση που διανύεται (σε km) από διάφορα μεταφορικά μέσα αστικής μετακίνησης καταναλώνοντας 1 kgr ισοδύναμου καυσίμου. Σχήμα 5.4: Ενεργειακή απόδοση αστικών μέσων μεταφοράς ( πηγή: ADEME) Όπως φαίνεται από το Σχήμα 5.4, ο προαστιακός και ο μητροπολιτικός σιδηρόδρομος διανύουν σχεδόν την ίδια απόσταση, υπερδιπλάσια (2,5 φορές) από αυτή του αυτοκινήτου και 1,2 φορές μεγαλύτερη από αυτή του αστικού λεωφορείου. Στις Η.Π.Α. ένα βαγόνι ελαφρού μετρό με 55 επιβάτες υπολογίζεται ότι απαιτεί 0,19 kwh ανά επιβατοχιλιόμετρο, ένα αστικό λεωφορείο με 45 επιβάτες καταναλώνει 0,2 kwh ανά επιβατοχιλιόμετρο και ένα αυτοκίνητο με οδηγό και 3 επιβάτες απαιτεί 0,33 kwh ανά επιβατοχιλιόμετρο. Αντίθετα, ένα Ι.Χ. μόνο με τον οδηγό του καταναλώνει περίπου 1,34 kwh ανά επιβατοχιλιόμετρο. Όσο περιβαλλοντικά φιλικά και να γίνουν τα αυτοκίνητα, πάλι θα καταναλώνουν 3 φορές περισσότερη ενέργεια και θα εκπέμπουν 3 φορές περισσότερο διοξείδιο του άνθρακα ανά επιβάτη από ότι οι Δημόσιες Συγκοινωνίες ( 137

139 Ατμοσφαιρική ρύπανση Ένα από τα βασικότερα προβλήματα των σύγχρονων πόλεων αποτελούν οι αέριοι ρύποι που προκύπτουν ως συνέπεια του μεγάλου αριθμού των μετακινήσεων οι οποίες πραγματοποιούνται καθημερινά σε αυτές. Ο σιδηρόδρομος με τις μορφές που χρησιμοποιείται μέσα στις πόλεις (τραμ, μετρό κλπ) διαθέτει σημαντικό πλεονέκτημα σε σχέση με τα ανταγωνιστικά του μέσα σε ότι αφορά τους ρύπους αυτούς. Ο λόγος είναι ότι η κίνησή του γίνεται αποκλειστικά με τη χρήση ηλεκτρικής ενέργειας σε αντίθεση με τα αστικά λεωφορεία και τα αυτοκίνητα τα οποία χρησιμοποιούν υγρά καύσιμα. Επομένως, παράγει μηδενικούς ρύπους σε σχέση με τα υπόλοιπα μαζικά και ιδιωτικά μέσα μεταφορών που χρησιμοποιούνται μέσα στις πόλεις, γεγονός που τον καθιστά το πλέον φιλικό περιβαλλοντικά μηχανοκίνητο μέσο μεταφοράς μαζί με το τρόλεϊ. Η εκπομπή των ρύπων που προκαλεί η κίνησή του συγκεντρώνεται στην τοποθεσία της παραγωγής της ηλεκτρικής ενέργειας που συνήθως είναι χωροθετημένη σε μεγάλη απόσταση από τον αστικό ιστό. Η τεχνολογία των άλλων μέσων για τη μείωση των αέριων ρύπων εξελίσσεται συνεχώς, μέσω της χρήσης αποτελεσματικότερων καταλυτών στα οχήματα, της χρήσης φυσικού αερίου (περίπτωση λεωφορείων ΟΑΣΑ) και της υβριδικής/ ηλεκτρικής τεχνολογίας, ωστόσο απέχουν πολύ ακόμα από την επίτευξη μηδενικής παραγωγής ρύπων. Σύμφωνα με μετρήσεις που έγιναν στην Αθήνα, οι εκπομπές ρύπων ανά επιβάτη διαμορφώνονται ως εξής (Πίνακας 5.3) : Πίνακας 5.3: Εκπομπές ρύπων ανά μεταφερόμενο επιβάτη στην Αθήνα για διάφορα μεταφορικά μέσα ΚΑΤΗΓΟΡΙΑ ΟΧΗΜΑΤΟΣ CO (g/km) HC (g/km) NOx (g/km) Βενζινοκίνητα 30,7 2,7 1,0 0 Δίκυκλα 15,3 2,4 0,3 0 Ταξί (Diesel) 1,0 1,3 0,5 0,2 Αστικά λεωφορεία 0,8 0,2 0,4 0,1 (καπνός) Σωματίδια (g/km) Από τα στοιχεία του Πίνακα 5.3 προκύπτει ότι ο επιβάτης που κάνει χρήση Ι.Χ. οχήματος επιβαρύνει πολύ περισσότερο την ατμόσφαιρα με ζημιογόνους ρύπους (με εξαίρεση τον καπνό) από ότι αν χρησιμοποιούσε τα Μέσα Μαζικής Μεταφοράς (ΜΜΜ). Στον Πίνακα 5.4 φαίνονται τα ποσοστά συμμετοχής των διαφόρων μεταφορικών μέσων στη ρύπανση της ατμόσφαιρας στην Αθήνα. 138

140 Πίνακας 5.4: Ποσοστά συμμετοχής (%) των διαφόρων πηγών ρύπων στην ατμοσφαιρική ρύπανση της Αθήνας ΚΑΤΗΓΟΡΙΑ ΟΧΗΜΑΤΟΣ Καπνός Σωματίδια SO 2 NO x CO H x C x Αυτοκίνητα % 89% 42% Ταξί 17% - 2% 5% 1% 4% Λεωφορεία 16% - 2% 5% 1% 1% Ιδιωτικά λεωφορεία 28% - 3% 14% 2% 3% Μοτοσυκλέτες 3% - 1% 7% 18% - Αυτοκίνητα (σύνολο) 64% - 7% 67% 100% 68% Βιομηχανία 19% 100% 72% 28% - 32% Κεντρική θέρμανση 17% - 21% 5% - - Από τα στοιχεία του Πίνακα 5.4 προκύπτει ότι το αυτοκίνητο μολύνει σε μεγαλύτερο βαθμό το περιβάλλον σε σύγκριση με τα υπόλοιπα μέσα μεταφοράς αντίστοιχης λειτουργικότητας, ρυπαίνοντας το περιβάλλον πολύ λιγότερο. Επίσης, το ταξί συμμετέχει με υψηλό ποσοστό στη δημιουργία καπνού και οι μοτοσυκλέτες στη δημιουργία μονοξειδίου του άνθρακα. Στον Πίνακα 5.5 παρουσιάζονται οι εκπομπές ρύπων κατά την τυπική καθημερινή μετακίνηση από και προς την εργασία στις ΗΠΑ με διάφορα μεταφορικά μέσα. Πίνακας 5.5: Εκπομπές ρύπων κατά την τυπική διαδρομή από και προς την εργασία Υδρογονάνθρακες Μονοξείδιο άνθρακα (CO) Μεταφορικό μέσο (Σε gr ανά 100 επιβατοχιλιόμετρα) Μετρό 0, Ελαφρύ μετρό 0, Αστικό λεωφορείο 12, Ι.Χ. με συλλογική χρήση Ι.Χ. μόνο με τον οδηγό του του 43, , Διοξείδιο αζώτου (NO 2 ) του Ως φαίνεται λοιπόν, το μετρό εκπέμπει περίπου το 1/3 της ποσότητας του διοξειδίου του αζώτου που εκπέμπει το αστικό λεωφορείο και το 1/4 περίπου της ποσότητας που εκπέμπει το ΙΧ αυτοκίνητο χωρίς δεύτερο επιβάτη. 139

141 Ηχορύπανση Στον Πίνακα 5.6 φαίνεται η στάθμη θορύβου για διάφορους τύπους οχημάτων και η ηχορρύπανση από διάφορους τύπους τρένου για συγκεκριμένη απόσταση μεταξύ του άξονα γραμμής και του αποδέκτη. Πίνακας 5.6: Στάθμες θορύβου για διάφορους τύπους οχημάτων και ηχορύπανση από διαφόρους τύπους τρένων σε συγκεκριμένη απόσταση d μεταξύ αποδέκτη θορύβου και άξονα γραμμής. Τύπος οχήματος Επιβατικά οχήματα με μέγιστη χωρητικότητα 5 θέσεων Στάθμη θορύβου (db) 77 - Οχήματα μεταφοράς επιβατών (λεωφορεία) με περισσότερες από 9 θέσεις και βάρος μεγαλύτερο από 3, t Λεωφορεία με βάρος μέχρι 3,5 t Απόσταση d μεταξύ αποδέκτη θορύβου-άξονα σιδηροδρομικής γραμμής d=7,5 m d=15m d=25m Τρένο μικρού μήκους, μετρό, τραμ Όπως προκύπτει από τον Πίνακα 5.6, το λεωφορείο προκαλεί τη μεγαλύτερη ηχορρύπανση και το μετρό και το τραμ τη μικρότερη. Παρ όλα αυτά, καθώς τα επίπεδα θορύβου των διαφόρων αστικών μέσων μεταφοράς βρίσκονται σε παρόμοια επίπεδα, για να μπορέσουν τα μέσα μεταφοράς με σταθερή τροχιά (μετρό, τραμ) να γίνουν πιο ανταγωνιστικά, θα πρέπει να γίνουν προσπάθειες για τη μείωση της ηχορύπανσης και των δονήσεων που προκαλούν. 140

142 5.4. Μέσα μεταφοράς πολύ υψηλών ταχυτήτων. Σύγκριση αεροπλάνου, τρένου υψηλών ταχυτήτων, μαγνητικού τρένου Κατανάλωση ενέργειας Αναφορικά με την κατανάλωση ενέργειας, παρατηρείται ότι το μαγνητικό τρένο παρουσιάζει μεγάλη διαφορά με το τρένο υψηλών ταχυτήτων και το αεροπλάνο. Σύμφωνα με τον Kinstlinger, (2007) τα αποτελέσματα για την κατανάλωση ενέργειας των μεταφορικών μέσων πολύ υψηλών ταχυτήτων (BTU/passenger mile) παρουσιάζονται στο διάγραμμα του Σχήματος 5.5. [47] Σχήμα 5.5: Σύγκριση ενεργειακής κατανάλωσης μέσων πολύ υψηλών ταχυτήτων [47] Από το γράφημα του Σχήματος 5.5 προκύπτει ότι το μαγνητικό τρένο έχει πολύ μικρότερη ενεργειακή κατανάλωση σε σύγκριση με το αεροπλάνο (αναλογία 1:2,25) και σε σύγκριση με το τρένο υψηλών ταχυτήτων (αναλογία 1:1,39). Επίσης το τρένο υψηλών ταχυτήτων έχει μικρότερη ενεργειακή κατανάλωση από το αεροπλάνο (αναλογία 1:1,62) Ατμοσφαιρική ρύπανση Τα στατιστικά στοιχεία για την εκπομπή διοξειδίου του άνθρακα (CO2) από τα συγκρινόμενα μέσα ελήφθησαν από το Rocky Mountain Institute Individual Opportunities to Cool Global Warming, 2006 και το UK Ultrasound Factbook, October, Στις τιμές αυτές δε συνυπολογίστηκαν οι ρύποι που εκπέμπονται κατά την κατασκευή των οδικών έργων και των άλλων τερματικών σταθμών, επεξεργασίας και μεταφοράς των υλικών κατασκευής. [47] 141

143 Σχήμα 5.6: Σύγκριση των εκπομπών ρυπαντών (CO2) [47] Από το διάγραμμα του Σχήματος 5.6 φαίνεται ότι το μαγνητικό τρένο και το τρένο υψηλών ταχυτήτων έχουν μικρές διαφορές όσον αφορά τις εκπομπές CO2, με το μαγνητικό τρένο να εκλύει τους λιγότερους ρύπους (αναλογία 1:1,5). Σε σύγκριση με το αεροπλάνο, το μαγνητικό τρένο έχει 5,5 φορές λιγότερες εκπομπές και το τρένο υψηλών ταχυτήτων 3,7 φορές λιγότερες. Όπως προκύπτει το αεροπλάνο είναι το πιο ζημιογόνο από πλευράς εκπομπής αερίων διοξειδίου του άνθρακα, για το περιβάλλον. Στο σχήμα 5.7 γίνεται σύγκριση του Γερμανικού τρένου υψηλών ταχυτήτων ICE, του μαγνητικού τρένου Τransrapid, του αυτοκινήτου και του αεροπλάνου όσο αφορά τις εκπομπές CO2. (gco2/seat-km) [48] εκπομπών ρυπαντών (CO2) [48] Σχήμα 5.7: Σύγκριση των 142

144 Ηχορύπανση Όσον αφορά στο θόρυβο που προκαλείται από το μαγνητικό τρένο, αυτός είναι πολύ μικρός καθώς το μέσο δεν ακουμπά στο έδαφος και έτσι δεν προκαλείται θόρυβος λόγω τριβής ή λόγω κύλισης. Ωστόσο υπάρχει ο αεροδυναμικός θόρυβος. Στο γράφημα του Σχήματος 5.8 παρουσιάζονται συγκριτικά τα επίπεδα θορύβου του μαγνητικού τρένου, του τρένου υψηλών ταχυτήτων (συγκεκριμένα το Γερμανικό ICE), σε ταχύτητα 300 km/h (Wee et al, 2003, σελ. 308) και του αεροπλάνου (συγκεκριμένα του DC9-30 Fokker F100) [49] Σχήμα 5.8: Σύγκριση επιπέδων θορύβου των μέσων μεταφοράς πολύ υψηλών ταχυτήτων [63] Από το γράφημα φαίνεται ότι το μαγνητικό τρένο εκλύει μικρότερα επίπεδα θορύβου σε σύγκριση με τα άλλα δύο μέσα (αναλογία μαγνητικού τρένου τρένου υψηλών ταχυτήτων 1:1,125, αναλογία μαγνητικού τρένου αεροπλάνου 1:1,2, αναλογία τρένου υψηλών ταχυτήτων αεροπλάνου 1:1,06). Στο σχήμα 5.9 γίνεται σύγκριση των επιπέδων θορύβου συναρτήσει της ταχύτητας για διάφορα τρένα υψηλών ταχυτήτων. Σχήμα 5.9: Σύγκριση επιπέδων θορύβου των μέσων μεταφοράς πολύ υψηλών ταχυτήτων [48] Στον πίνακα 5.7 παρουσιάζονται τα επίπεδα θορύβου διαφόρων τρένων υψηλών ταχυτήτων που μετρήθηκαν σε απόσταση 30,5 μέτρα. 143

145 Πίνακας 5.7: Σύγκριση επιπέδων θορύβου διαφόρων τρένων υψηλών ταχυτήτων Ταχύτητα km/h SeldB(A) από απόσταση 30.5m Μαγνητικά τρένα Τρένα υψηλών ταχυτήτων TR08 TR07 Acela TGV Reference concrete guidway Prototype concrete guidway Prototype steel guidway Hybrid beam Reference concrete guidway Κατάληψη του χώρου Το εύρος κατάληψης μιας διπλής γραμμής τρένου μαγνητικής αιώρησης έχει πλάτος μόνο 12 μέτρα, ενώ μια διπλή σιδηροδρομική γραμμή υψηλών ταχυτήτων απαιτεί κατάληψη χώρου πλάτους 14 μέτρων. (Geerlings, Η. 1998). Αυτό σημαίνει ότι ένα σιδηροδρομικό σύστημα μαγνητικής αιώρησης έχει μικρότερες περιβαλλοντικές επιπτώσεις στο έδαφος από την κατασκευή του σε σχέση με ένα υψηλών ταχυτήτων. [48] 144

146 5.5. Μέσα μεταφοράς εμπορευμάτων. Σύγκριση τρένου, οδικού φορτηγού Κατανάλωση ενέργειας Για μια εμπορευματική μεταφορά φορτίου 1000 t από το Ρόττερνταμ στη Γένοβα, ο ηλεκτροκίνητος σιδηρόδρομος καταναλώνει περίπου 88,357 kwh πρωτογενούς ενέργειας ενώ το φορτηγό αυτοκίνητο 301,140 kwh. Δηλαδή ο σιδηρόδρομος μειώνει περίπου στο 1/3 την κατανάλωση ενέργειας σε σύγκριση με την οδική μεταφορά. Στον Πίνακα 5.8 παρατίθεται συγκριτικά η ενεργειακή κατανάλωση όπως προέκυψε για τις 8 επιλεγμένες διαδρομές από το λογισμικό του Πίνακας 5.8: Ενεργειακή κατανάλωση για τις 8 επιλεγείσες διαδρομές με εμπορευματικό τρένο και φορτηγό αυτοκίνητο Τρένο Φορτηγό Σύνδεση Κατανάλωση πρωτογενούςε νέργειας (kwh) Κατανάλωση πρωτογενούς ενέργειας (kwh) Ρώμη Νάπολι Βρυξέλλες- Άμστερνταμ Ρώμη Φλωρεντία Λισσαβώνα Πόρτο Παρίσι- Φρανκφούρτη Ρώμη-Μιλάνο Λονδίνο-Παρίσι Άμστερνταμ-Παρίσι Στον Πίνακα 5.9 δίδεται η σχέση σιδηροδρομικών και οδικών εμπορευματικών μεταφορών αναφορικά με την κατανάλωση πρωτογενούς ενέργειας ανά Kwh/100 tkm όπως αυτή προκύπτει μετά από κατάλληλη επεξεργασία των στοιχείων του Πίνακα

147 Πίνακας 5.9 Σχέση σιδηροδρομικών - οδικών μεταφορών για τις εκπομπές CO2 και την κατανάλωση πρωτογενούς ενέργειας ανά 100 tkm Σιδηροδρομικές/οδικές εμπορευματικές μεταφορές Κατανάλωση πρωτογενούς ενέργειας 1/3, Ατμοσφαιρική ρύπανση Κατά τη μεταφορά επικίνδυνων φορτίων, εκτός από τις εκπομπές ρυπαντών που προκαλούνται από το μεταφορικό μέσο, εγκυμονεί ο κίνδυνος πρόσθετης περιβαλλοντικής επιβάρυνσης σε περίπτωση ατυχήματος. Στις εμπορευματικές μεταφορές οι εκπομπές CO2 για το σιδηρόδρομο είναι 24 gr/tkm ενώ για το φορτηγό Ι.Χ. αυτοκίνητο είναι 88 gr/tkm. Συγκριτικά με το φορτηγό αυτοκίνητο λοιπόν, οι εκπομπές CO2 του σιδηρόδρομου είναι σχεδόν 4 φορές λιγότερες. Τα αποτελέσματα απεικονίζονται γραφικά στο Σχήμα [50] Σχήμα 5.10: Εκπομπές CO2 σε gr/tkm για το σιδηρόδρομο και το φορτηγό αυτοκίνητο ([36] Πηγή: DBAG, TREMOD) Στον Πίνακα 5.10 παρουσιάζονται οι εκπομπές ρυπαντών στον τομέα των εμπορευματικών μεταφορών σε επίπεδο Ευρωπαϊκής Ένωσης. [51] Πίνακας 5.10: Εκπομπές ρυπαντών στον τομέα των εμπορευματικών μεταφορών στην Ε.Ε (gr/tkm) Ρύπος Σιδηρόδρομος Φορτηγό CO CO 0,07 1,58 NO x 0,16 3,18 146

148 Στον Πίνακα 5.11 παρουσιάζονται συγκριτικά οι εκπομπές ρύπων οδικών μέσων (τοπικά και υπεραστικά) και του σιδηροδρόμου που καταγράφηκαν για εμπορευματικές μεταφορές στη Γερμανία (gr/tkm). [51] Πίνακας 5.11: Εκπομπές ρυπαντών στη Γερμανία (gr/tkm) Μέσο CΟ 2 HC NO X SO 2 Οδικά μέσα (τοπικά) 255 1,25 4,10 0,32 Οδικά μέσα (υπεραστικά) 140 0,32 3,00 0,18 Σιδηρόδρομος 48 0,07 0,40 0,18 Από τους Πίνακες 5.10 και 5.11 προκύπτει ότι το φορτηγό αυτοκίνητο έχει πολύ μεγαλύτερες εκπομπές ρύπων από το σιδηρόδρομο. Στο Σχήμα 5.11 συγκρίνονται οι συνολικές εκπομπές CO2 που παράγονται κατά τη μεταφορά 100 t εμπορεύματος από τη Βασιλεία (Basel) στο λιμάνι του Ρόττερνταμ (Rotterdam) χρησιμοποιώντας διαφορετικά μέσα μεταφοράς. [52] Σχήμα 5.11: Σύγκριση οδικών μεταφορικών μέσων, πλοίων και σιδηροδρόμου για μια συγκεκριμένη διαδρομή αναφορικά με τις εκπομπές CO2 ([52], σελ.10) Φαίνεται καθαρά, ότι κατά τη μεταφορά 100 t εμπορεύματος από τη Βασιλεία (Ελβετία) στο Ρόττερνταμ (Ολλανδία) με οδικά μέσα, πλωτή μεταφορά και τρένο, οι εκπομπές CO2 που παράχθηκαν από το τρένο ήταν τέσσερις φορές χαμηλότερες σε σύγκριση με την πλωτή μεταφορά και οχτώ φορές λιγότερες από την οδική μεταφορά. [52] 147

149 Ένα ακόμη παράδειγμα που δείχνει την περιβαλλοντική υπεροχή του σιδηρόδρομου σε σχέση με την οδική μεταφορά εμπορευμάτων είναι αυτό που απεικονίζεται στον Πίνακα 5.12, όπου φαίνονται οι εκπομπές ρυπαντών κατά τη μεταφορά εμπορεύματος 1000 t από το Ρόττερνταμ στη Γένοβα. Πίνακας 5.12: Εκπομπές ρυπαντών σιδηροδρομικής και οδικής εμπορευματικής μεταφοράς μεταξύ Ρόττερνταμ και Γένοβας (Πηγή: Die Bahnindustrie in Deutschland, Zahlen und Fakten zumbahnmarkt und verkehr, Ausgabe 2007; από [51]) Οδική μεταφορά Απόσταση (km) Διοξείδιο του άνθρακα CO 2 (t) 80,1 8,9 Οξείδια του αζώτου (NOx) (kg) 397,9 25,6 Σωματίδια (kg) 2,80 0,03 Διοξείδιο του θείου SO 2 (kg) 45,8 33,0 Σιδ/κη μεταφορά Για μια εμπορευματική μεταφορά φορτίου 1000 τόνων από το Ρότερνταμ στη Γένοβα, ο ηλεκτροκίνητος σιδηρόδρομος μειώνει περίπου στο 1/10 τις εκπομπές CO2 σε σύγκριση με την οδική μεταφορά. Για να πραγματοποιηθεί η σύγκριση μεταξύ εμπορικού τρένου και οδικού φορτηγού, θεωρήθηκαν οι ίδιες 8 συνδέσεις στην Ευρώπη όπως προηγουμένως. Για τη σύγκριση χρησιμοποιήθηκε λογισμικό που προτείνεται στη δικτυακή διεύθυνση Στον Πίνακα 5.13 παρατίθενται συγκριτικά η απόσταση και οι σημαντικότεροι ατμοσφαιρικοί ρύποι για τις 8 διαδρομές που επιλέχθηκαν. Για τον υπολογισμό έγιναν οι ακόλουθες παραδοχές: Μεταφορά 100 t εμπορευμάτων. Τύπος προϊόντων: συμβατικά φορτία. Η μεταφορά γίνεται με φορτηγό αυτοκίνητο και σιδηρόδρομο. 148

150 Πίνακας 5.13: Εκπομπές των σημαντικότερων ρύπων για τις 8 επιλεγείσες διαδρομές με εμπορευματικό τρένο και φορτηγό αυτοκίνητο Σύνδεση Απόσταση (km) Διοξείδιο του άνθρακα (CO 2 ) (tones) Οξείδια του αζώτου (ΝΟx) (kg) Φορτηγό Σιδ/μος Φορτηγό Σιδ/μος Φορτηγό Σιδ/μος Ρώμη-Νάπολι 226,73 220,26 1,60 0,52 12,22 0,95 Βρυξέλλες Άμστερνταμ 209,64 222,38 1,47 0,30 11,25 0,48 Ρώμη Φλωρεντία 275,76 286,37 1,94 0,68 14,92 1,24 Λισσαβώνα-Πόρτο 314,77 337,65 2,22 0,57 16,98 1,57 Παρίσι- Φρανκφούρτη 571,52 658,32 4,02 0,47 30,75 0,66 Ρώμη Μιλάνο 576,62 599,86 4,05 1,42 31,02 2,60 Λονδίνο-Παρίσι 452,07 497,14 3,46 0,31 31,94 0,66 Άμστερνταμ-Παρίσι 498,68 564,71 3,50 0,45 26,83 0,85 Στον Πίνακα 5.14 παρουσιάζονται οι αναλογίες των σημαντικότερων ατμοσφαιρικών ρύπων για τις εμπορευματικές σιδηροδρομικές και οδικές μεταφορές ανά 100 τονοχιλιόμετρα (tkm) όπως αυτές προκύπτουν μετά από κατάλληλη επεξεργασία των στοιχείων του Πίνακα Πίνακας 5.14: Σχέση των σημαντικότερων ρυπαντών της ατμόσφαιρας για τις σιδηροδρομικές και οδικές εμπορευματικές μεταφορές Κυριότεροι Ρυπαντές Αναλογία Σιδηρόδρομου/Φορτηγού Εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα (CO 2 ) 1/4,7 Εκπομπές οξειδίων του αζώτου (NO X ) 1/19, Ηχορύπανση Σύμφωνα με τον Kurer (1993), τα επίπεδα θορύβου που εκπέμπονται από τα φορτηγά σε απόσταση 25 m δίδονται στον Πίνακα [53] Πίνακας 5.15: Θόρυβος που προκαλείται σε απόσταση 25 m από τη διέλευση ενός φορτηγού (db (Α)) 149