Prądy błądzące a Miasto


Dzisiejsze zajęcia z elektrotechniki poświęcimy zagadnieniu

prądów błądzących.

Czy słuchacze zetknęli się z tym problemem? Nie wszyscy?

Zatem: pojazdy szynowe o napędzie elektrycznym pobierają energię pantografem z sieci trakcyjnej nad torem. No ale to jeden biegun, jeden przewód. A gdzie drugi? Drugim są oczywiście szyny w torach. Tak jest i w tramwajach, i na kolei.

Wygląda, że ta koncepcja przesyłania energii jest genialna: jeden przewód, pojedynczy pantograf (trolejbus musi mieć podwójny i zwrotnice na przewodach!), grube przewody w postaci szyn – same zalety.

Jak wszystko, co proste, ten genialny sposób ma swoje istotne wady. To nic, że dajemy prądowi bardzo wygodną drogę przepływu prądu w postaci grubych (i to podwójnych) szyn kolejowych. Niestety, te szyny nie są wyizolowane od ziemi, bo jak by się nie starać, takiego wyizolowania sensownym kosztem uzyskać się nie da. Z powodu bardzo wielkich natężeń prądu, jaki płynie w szynach, część tego prądu „ucieka” z szyn i płynie do stacji zasilającej na skróty. Czyli po prostu w gruncie, w ziemi. Na szagę. A wielkości prądów płynących w sieci zasilającej tramwaje i koleje ciągle rosną, bo rosną prędkości pojazdów i moce silników.

I co z tego? Skoro płynie na skróty, to tak czy inaczej dopłynie do stacji zasilającej i wszystko jest w porządku. Obwód prądu jest zamknięty, praca silnikami wykonana – gdzie problem?

Jest ogromny problem, gdyż prądy błądzące płynące na skróty w gruncie siłą rzeczy płyną także przez wszystkie elementy metalowe umieszczone w gruncie przez człowieka. A te elementy to podziemne części konstrukcji metalowych lub metalowe osłony różnego rodzaju kabli. I w tych elementach metalowych prądy błądzące wywołują zjawiska elektrolizy, czyli rozkładu! To znaczy przede wszystkim korozja metali oraz ich stopniowe zanikanie. Metale od prądów błądzących naprawdę zanikają i całe urządzenie czy konstrukcja jest zniszczone.

Zatem przy tworzeniu tej koncepcji zasilania górny przewód + szyny brano pod uwagę „przepisy” praw elektrotechniki, nie wzięto jednak pod uwagę, że te prawa dotyczą również sytuacji nieidealnej rzeczywistości. Prądy błądzące przecież nie łamią praw elektrotechniki, lecz właśnie z nich korzystają. Zwykły rozpływ prądów w odwrotnej proporcji do rezystancji (oporu upływu do gruntu).

Zagadnienie jest niebagatelne i w celu ochrony przed zjawiskiem niszczenia przedmiotów przez prądy błądzące stosuje się kosztowne metody ochrony czynnej. W dobrze zaprojektowanych (poprzedzonych indywidualnymi badaniami) miejscach na trasie kabli lub przy konstrukcjach stalowych buduje się stacje ochrony katodowej. Czyli dodatkowe urządzenia, które wymagają zaprojektowania, zakupu, pobudowania, zasilania i konserwacji. Ich działanie polega na tym, że wytwarzają malutkie dobrane napięcie, które przeciwstawia się szkodliwemu napięciu od prądów błądzących. Coś, co zdarza się, gdy do aparatu fotograficznego włożymy dwa ogniwa („bateryjki”) nie tak, jak wskazują namalowane znaki + –, lecz jedną odwrotnie. Napięcia z dwóch ogniw są wówczas podane przeciw sobie i w rezultacie te dwa ogniwa nie mają łącznie żadnego napięcia, ich działania się znoszą.

Niektóre systemy zasilania kolei polegały na używaniu skomplikowanych pantografów, na przykład potrójnych i trzech przewodów. Było to na sieci trójfazowej i unikano wówczas wykorzystywania szyn jako przewodu prądowego. Były to jednak rozwiązania zawodne i wielce niepraktyczne: 3 fazy 23 fazy 1

Chociaż przychodzi do głowy rozwiązanie polegające na odizolowaniu elementów metalowych za pomocą warstwy izolacyjnej (osłona z tworzywa, farba izolacyjna itp.), to w praktyce stwierdza się, że przynosi to efekt odwrotny od zamierzonego.

Teraz powtórka lekcji z innym opisem.

Ludzie muszą się po mieście przemieszczać. Kiedyś („za komuny”) komunikacja publiczna była niesprawna; przyszła zmiana ustroju, wolność handlu, możliwość handlowania z zagranicą, sprowadzania wreszcie auta do koloru, do wyboru. W latach 70 (wg ówczesnego felietonu B. Kitzmanna w „Młodym Techniku”) jeden samochód w Polsce przypadał na 27 obywateli, czyli 37 samochodów na 1000 mieszkańców. Po tych zmianach ustrojowych mamy około 700 samochodów na 1000 mieszkańców Poznania. Plus licznych braci poznaniaków, którzy nas przechytrzyli, wynieśli się za linię granicy gminy, a żyją w Poznaniu i tu dojeżdżają autem. Nawet gdyby odrzucić część samochodów z tej liczby 700 jako niejeżdżących, a zarejestrowanych, niech zostanie 550. Piętnaście razy więcej niż w latach 70. W pamięci została niechlubna przeszłość komunikacji w poprzedniej epoce oraz uwolnione popędy Polaków „muszę mieć samochód, najlepiej luksusowej marki, żebym się czuł dobrze”.

Wobec tego zaczęto wykorzystywać ulice pochodzące z czasów fortecznych oraz niektóre nowe do jazdy tymi samochodami. Ta koncepcja jest genialnie prosta: mamy samochody, mamy ulice (niektóre szerokie), to nimi jeździmy. Ulice (te szerokie) prowadzą nas od dzielnicy do dzielnicy. Niech więc przenoszą te duże potoki aut.

To nic, że dajemy samochodom szerokie (i często podwójne) ulice. Niestety, te ulice nie są wyizolowane od innych ulic w pobliżu, w tym od ulic na ludnych osiedlach śródmiejskich. Takiego wyizolowania przez długi czas nawet nie starano się stosować. Jednak z powodu bardzo dużych potoków samochodów, jakie podążają tymi magistralami, znaczna część aut „ucieka” z nich i rozjeżdża się na skróty w drodze do swego celu. Na szagę. Przez osiedla. A liczba aut w mieście ciągle rośnie, bo rośnie mit posiadania (i codziennego używania) auta jako wyznacznika pozycji społecznej.

I co z tego? Skoro jadą na skróty, to po prostu tak czy inaczej dojadą do swojego celu i wszystko jest w porządku. Cel osiągnięty – gdzie problem?

Jest ogromny problem, gdyż auta jadące na skróty jada przez niedostosowane do tego (bo z jakiego powodu miałyby być dostosowane?) uliczki osiedli. Co więcej – i tu jest różnica między autami a prądami błądzącymi – one na tych ulicach także PARKUJĄ. Wszystko to powoduje nieopisany bałagan, ale najgorsze, ze hałas i zagrożenie bezpieczeństwa mieszkańców oraz zniszczenie elementów dla miasta ważnych – ciszy, zieleni i cienia. Kwestionowanie ważności tych elementów miasta jest objawem wyłącznie pychy i egoizmu. No może też ignorancji. Powoduje także stopniowe zanikanie liczby mieszkańców, czego dobrym (?) przykładem jest od lat osiedle Święty Łazarz. Zanika przyjazność życia w miejscu, w którym się rodziły i umierały pokolenia i gdzie życie „postawiło” tych mieszkańców, którzy w końcu to miejsce opuszczają (nie chodzi tu oczywiście o czyścicieli kamienic).

Przy organizacji ruchu i postoju na ulicach brano pod uwagę przepisy ruchu drogowego, które wydawały się wystarczające. Ustawić znaki, napisać w ustawie czy rozporządzeniu – musi zadziałać. Niestety nie wzięto pod uwagę, ze prawo jest ułomne (zbyt szczegółowe i niedostosowane do rzeczywistości, w której koszty oznakowania obciążają samorządy, a ludzi mają w nosi przepisy, żyjąc tak, jakby nigdy ich nie uczono o istnieniu bliźnich, przykazaniach, empatii itp.). Zatem przepisy nie zabronią rozpływania się ruchu na osiedla, one mogą tylko wskazać, jak tam należy jeździć i parkować, a nie to, że w drodze z Górczyna na Piątkowo nie należy jechać centralną ulicą najludniejszego osiedla śródmiejskiego.

Zagadnienie jest niebagatelne i w celu ochrony przed zjawiskiem niszczenia życia mieszkańców osiedli przez nadmierne strumienie niechcianych aut stosuje się różne środki ochrony. Ale właśnie OCHRONY, a nie nękania. Teoretycznie mogą one polegać na:

  • odpowiednim ustaleniu miejsc parkingowych w sposób dostosowany do warunków miejsca (a nie do wymagań mieszkańców, którzy podświadomie uważają dodatkowy metraż pod samochód, coraz częściej dwa lub trzy), jako obowiązek bezpłatnego świadczenia ze strony Miasta – ciekawe, że nie wymagają dodatkowego metrażu pod kanapę? No tak, kanapa się mieści w domu, auto nie; ale „czynszu” jakoś nikt za metraż pod auto płacić nie chce…
  • wydawaniu na każde mieszkanie po jednym prawie do parkowania, w przypadku obiektywnego braku miejsc urządzenie jakiegoś sprawiedliwego konkursu z uwzględnieniem ograniczonej sprawności prawdziwych inwalidów, osób mniej sprawnych życiowo itp. – to jest niestety mus, a nie rozwiązanie pożądane;
  • ograniczaniu godzin, dni i długości czasu postoju,
  • zakazywaniu wjazdu określonym rodzajom pojazdów lub na określonej trasie (np. wjazd jest dozwolony, ale przejazd tranzytem prze ulicę już nie)
  • zakazywaniu postoju samochodom innym niż mieszkańców
  • ograniczaniu prędkości znakami (słabo działa, praktycznie w ogóle);
  • ograniczaniu prędkości różnego rodzaju fizycznymi ogranicznikami: progi, poduszki, proporczyki, szykany, prowadzenie ruchu zygzakiem, słupki, barierki, kamienie, donice i inne);
  • wprowadzeniu opłat za postój (SPP) z sensownym uprzywilejowaniem mieszkańców (po 1 samochodzie na 1 mieszkanie + niepełnosprawni),
  • wyznaczaniem miejsc dla dostaw wraz z zasadami ich używania (godziny, długość postoju i inne);
  • organizacją ruchu: liczba pasów, kierunki jazdy;
  • uzależnianiu lokalizacji pewnych przedsiębiorstw i sklepów od możliwości dojazdu, wjazdu na posesję, generowanego ruchu aut, miejsc postojowych oraz nakazywanie podawania im we własnych reklamach możliwości dojazdu klientów transportem publicznym;
  • kontroli przestrzegania ustalonych zasad przez monitoring wizyjny, inspekcje Straży Miejskiej, społeczne i policji – obecnie tylko opcja ze Strażą i fotografiami od ludzi jakoś tam od biedy działa.

Cały czas należy pamiętać, że tak jak ochrona przed prądami błądzącymi nigdy nie może polegać na usunięciu korodującej konstrukcji czy kabla z ziemi, lecz właśnie na jej technicznym chronieniu, tak ochrona przed bałaganem samochodowym NIE może połgać na usuwaniu drzew, zawężaniu chodnika ponad sensowną wartość czy innych takich ostrych operacjach. Powoduje to bowiem efekt odwrotny od zamierzonego – uczynimy więcej miejsc parkingowych, tyle że w mieście czy osiedlu będzie się żyło coraz gorzej. Jasne, ze pisząc te słowa nie uważam popisywania się na co dzień samochodem, czy trzeba, czy nie, jako oznaki „lepszego życia”.

Wśród opisanych (skrótowo) możliwości działania dla wyeliminowania „korozji” osiedli część spsosobów ma charakter porządkujący, część uspokajający, część działa bezpośrednio, a część poprzez „uprzykrzanie życia” tym kierującym, którzy w danym miejscu nie powinni mieć nic do szukania. Czyli tym, którzy dokonują tranzytu przez osiedle („błądzący”) oraz parkują, bo tu można za darmo, a miejsce pracy czy nauki mają w pobliżu. Nie są mieszkańcami lub gośćmi mieszkańców i dla nich miejsca na ulicy nie mogą być przeznaczane bez ograniczeń. No i zestaw tych szykan (podkreślam – one nie mogą dotykać w istotny sposób mieszkańców okolicy!) powoduje, ze w końcu ludzie sięgają po „Jak dojadę” i szukają dojazdu tramwajem, zamiast samochodem.

I to wszystko razem to czynna ochrona przed „korozją” osiedli. I podobnie jak ochrona stacjami katodowymi, musi być dobrze i całościowo zaprojektowana. Nie ma tu miejsca na jakieś odstępstwa, bo mieszkańcom czy powierzchownie myślącym radnym osiedlowym coś się nie podoba. Do stacji ochrony katodowej trzeba doprowadzić kosztowne i kłopotliwe zasilanie – to co, może zrezygnujemy i postawimy stację ochronną bez prądu?…

Jest zadziwiające przy tym, ze nie stosuje się stref ograniczonego (w czasie) postoju. Nie potrafimy/nie mamy odwagi żądać od gości opuszczenia okolicy po powiedzmy 2 czy 3 godzinach, przez co zwolni się to miejsce dla innego auta. Jest to całkowicie niezrozumiałe, wręcz głupie – przecież tak się powszechni i od dawna czyni „na Zachodzie”! Nasza strefa Płatnego Postoju tylko udaje, że ogranicza czas trwania postoju. Fakt, po kilku godzinach trochę kosztuje, a nie na tyle dużo, by w sytuacji braku innych miejsc parkingowych nie dopłacić dwóch złotych i nie postać tam kilku godzin. Otóż nie, w SPP powinno się (nie będąc mieszkańcem czy nie mając wykupionego miejsca szczególnego) pozwalać, by auto stało w jednym miejscu więcej niż owe 2 lub 3 godziny. W każdym normalnym mieście Zachodu po upływie tego czasu auto ma mandat lub jest odwożone. Kto nie wierzy, niech sprawdzi, daleko nie jest.

Cóż, jest możliwe osłonięcie pewnych osiedli murem izolacyjnym. Nie mam dowodu, ale wydaje mi się, ze przynosi to efekt odwrotny od zamierzonego. To znaczy: ja w osiedlu za murami nie czułbym się, ze przebywam w społeczeństwie i że jest to miejsce przyjazne. No, ale…