Pojednání o infrazvuku z hlediska větrných elektráren
Zpět (na stránku o větrných elektrárnách)Co je zvuk?
Zvuk je mechanické vlnění v prostředí, které je schopno vyvolat sluchový vjem. Zvuk si můžeme představit jako uspořádaný kmitavý pohyb částic prostředí, kterým se zvuk šíří - např. molekul plynu, kapaliny nebo atomů pevné látky.
Zvuková vlna je dána periodickým stlačováním a rozpínáním hmotného prostředí, v němž postupuje rychlostí závislou na okamžitých fyzikálních podmínkách (např. tlak, teplota, vlhkost).
Zvuk se šíří v různém prostředí různou rychlostí, ve vzduchu je to rychlost kolem 340 m/sek, ve vodě zhruba 5x vyšší.
Zvuk je charakterizován především svým kmitočtem, tvarem (sinusový, obdélníkový, neperiodický,...) a intenzitou. Vlnová délka je úměrná převrácené hodnotě kmitočtu a je určena délkou jedné periody zvukové vlny. Takže např. zvuku o kmitočtu 100Hz odpovídá vlnová délka ve vzduchu kolem 3,4 metrů.
V akustice se rozlišují 3 kmitočtová pásma:
V tomto článku nás ultrazvuk (kmitočty vyšší než 20 kHz) nezajímá a nebudeme se mu věnovat
Jako slyšitelný zvuk se uvádí kmitočtový rozsah 20Hz až 20kHz, přičemž stárnutím klesá horní hranice slyšitelnosti (ve 40 letech je horní hranice v průměru 15 kHz a v 50 - 60 letech 10 kHz). Lidské ucho je nejcitlivější v rozmezí 1-3kHz.
Hladina akustického tlaku se udává v logaritmických jednotkách - decibelech (dB), které určují poměr měřené intenzity zvuku k prahovému tlaku dolní hranice slyšitelnosti (zjednodušeně řečeno).
Měření zvuku provádí akreditované laboratoře (např. v Ústí nad Orlicí). Měření se provádí nejčastěji s filtrem typu A, který zvýrazňuje kmitočty, kde je ucho nejcitlivější. Někdy se měří i s filtrem typu C, který tolik nepotlačuje nízké frekvence. Pro měření se používají standardní měřicí přístroje a měření hladin akustického tlaku je možno považovat za objektivní.
Pro hladinu akustického tlaku existují hygienické normy, které stanovují maximální povolené hodnoty.
Jako infrazvuk se uvádí zvuk s kmitočty pod 20 Hz (Někdy je jako spodní hranice zvuku uváděn kmitočet 16Hz.). Aparát lidského ucha (kladívko, třmínek a kovadlinka) a jeho detekční část (hlemýžď) včetně nervů vedoucích do mozku jsou uzpůsobeny tak, že mozek infrazvuk vědomě neslyší. To ale neznamená, že je nevnímá. Na vnímání se podílejí jak další součástí lidského ucha (vestibulární systém pro rovnováhu), tak čidla vibrací a tlaku v lidském těle (klouby, dlouhé kosti, bránice). Při šíření vzduchem se na infrazvuk (a zvuk obecně) můžeme dívat jako na lokální rymické zvyšování a snižování tlaku vzduchu, dané kmitočtem zvuku.
Z tohoto důvodu infrazvuk neslyšíme (neuvědomujeme si ho), ale přitom nás ovlivňuje, a to při vyšších hladinách i značně. Z výzkumů ale vyplývá, že i infrazvuk o relativně nízké intenzivně má vliv na člověka.
V diskuzích o škodlivých vlivech větrných elektráren (VtE) se dodavatelské firmy většinou odvolávají na měření slyšitelného zvuku a uvádějí, že dnešní VtE vyhovují současným hygienickým normám. Což je většinou pravda. Problém infrazvuku je však silně bagatelizován, pokud je vůbec zmíněn.
Bohužel, pro limity infrazvuku neexistují hygienické normy, a to, pokud vím, ani u nás, ani jinde ve světě. Dalším problémem je, že se infrazvuk obtížně měří a pokud se měří, tak většinou jen v třetinooktávovém pásmu, pro podrobnější měření nejsou laboratoře běžně vybaveny.
V poslední době se konečně začíná měřit v podrobnějším než třetinooktávovém pásmu. Tato měření provedla např. portugalská vědkyně Mariana Alves-Pereira s kolektivem (měřeno v 36-oktávovém pásmu), ve kterém zcela jasně prokázala generování infrazvuku větrnými elektrárnami, a to ve značně vysokých hladinách akustického tlaku ( Infrasound Exposure: High-Resolution Measurements Near Wind Power Plants).
V následujícím grafu si ukážeme, jaký vliv na měření má jemnost vzorkování. Obrázek může na první pohled vypadat složitě, ale je to vcelku jednoduché:
Na vodorovné ose je vynesen kmitočet, na svislé ose pak úroveň infrazvukového signálu. Skutečná hotnota signálu je žlutě vybarvena.
Zelené svislé čáry znázorňují kmitočty měření při řídkém vzorkování, "hradby" kreslené tmavě šedou barvou pak hodnoty měřené při hustém vzorkování.
Průběh signálu je převzat ze skutečného měření VtE, viz [1]. Z grafu je vidět, že signál má výrazně tonální charakter, takže některé kmitočty mají podstatně vyšší úroveň než je zprůměrovaná hodnota úrovně infrazvuku (znázorněná tmavě zelenou křivkou).
V případě, že se měří s řídkým vzorkováním (což je dnes obvyklý způsob měření), tak se vůbec nezjistí maxima úrovně signálu (v grafu označena červeným kroužkem), jednoduše řečeno, měření se "netrefí" do kmitočtů s vysokou úrovní a ty zůstanou nedetekovány. Výsledky měření pak vypadají podstatně příznivěji, než je skutečnost.
Vliv infrazvuku na lidský organizmus nebyl ještě do nedávna znám.
Britská vědecká asociace vydala závěry experimentu, uskutečněného na návštěvnících hudebního koncertu. Vybrané části hudby byly vysílány speciálním reproduktorem o frekvenci 17 hertzů. 750 návštěvníků koncertu popsalo zvláštní pocity při vysílání hudby na těchto frekvencích. Výzkumníkům se potvrdilo, že infrazvuk magicky zesiluje aktuální citový stav, což považují za možné vysvětlení stavů, kdy mohutná varhanní hudba o nízkých frekvencích vyvolává v lidech návaly emocí. Při podobném pokusu byl návštěvníkům hororu v kině přimíchán k normálnímu zvuku infrazvukový signál. Diváci pak uváděli intenzivní pocit hrůzy v místech, kdy byl infrazvuk přimíchán.
Známé jsou studie firmy Bruel & Kjaer z oblasti letiště Heathrow. Byly konstatovány tyto důsledky:
Účinky infrazvuku generovaného větrnými elektrárnami podrobně zkoumala americká profesorka z Princeton University Nina Pierpont, MD, Ph.D.
Výsledky shrnula v knize Wind turbine syndrome.
Český překlad této knihy lze ve formátu pdf stáhnout na stránkách Syndrom větrných elektráren:zpráva o přirozeném experimentu.
Ke cti vědce je nutno říci, že když přečkal první strach a šok, začal uvažovat a jednat jako vědec - chtěl zjistit příčinu zvláštního jevu. Narkotika neužíval, ani nepil alkohol. A co se týká neznámých sil, v ty vědec kategoricky nevěřil.
Ne, je třeba hledat obyčejné fyzikální faktory, našel je, jak už to bývá, úplně náhodou. Vědci přichází na mysl rezonační chvění, podobné tomu, které vydávají zvukové vlny. Tak, jako nádobí v kredenci začíná znít, když v místnosti naplno hraje hudba. Ovšem to nejzajímavější na tom je, že v době zjevení přízraku bylo v laboratoři ticho. Skutečně ticho?
Když si položil tuto otázku, Tendi na ni odpověděl takto: změřil zvukové pozadí speciální aparaturou. A ukázalo se, že je zde zvláštní šum, ale zvukové vlny mají nízkou frekvenci, kterou lidské ucho není schopno vnímat. Jde o infrazvuk.
A po pátrání byl zdroj nalezen - nedávno nainstalovaný nový ventilátor, umístěný do šachty, která díky svým rozměrům infrazvuk zesilovala. Měření intenzity infrazvuku v laboratoři ukázalo hodnotu 18,98 Hz, a to je přesně ta intenzita, při které lidská oční bulva začíná vibrovat. A tak, podle všeho, zvukové vlny rozechvěly oční pozadí a vyvolaly oklamání smyslů - uviděl postavu, která neexistovala.
Zpět na stránku o větrných elektrárnách