ایرادات ساخت دیوار حایل صوتی در بزرگراه؛ آیا جایگزینی وجود دارد؟

در بزرگراه‌ها و اتوبان‌های پرتردد، شاید دیگر خانه‌، ساختمان‌ و مناظر دیگری را مشاهده نکنید که همیشه به‌عنوان نمایی کلی از مناظر جاده‌ای در نظر گرفته می‌شدند؛ اکنون این مناظر جای خود را به دیوارهای بزرگ حایل صوتی (Noise Barrier) داده‌اند. دیوار حایل صوتی، معمولا از بتن ساخته می‌شود و به‌طور متوسط ۴ متر بلندی دارد. این دیوارها محوطه‌های زندان‌مانندی در مسیرهای باریک جاده‌ای پدید آورده‌اند و گاهی رانندگان را به این تصور می‌اندازند که با تونل‌هایی بدون سقفی مواجه شده‌اند. از دهه‌ی ۱۹۷۰، زمانی که اولین حایل‌های صوتی ساخته شدند، تقریبا ۴۸۲۸ کیلومتر از این دیوارها ساخته شده‌اند. به‌گفته‌ی مقامات وزارت حمل‌ونقل ایالات متحده‌ی آمریکا، تنها در کالیفرنیا ۱۲۲۳ کیلومتر و در فلوریدا، ۴۰۵ کیلومتر دیوار حایل صوتی ساخته شده است.

با این حال، ساخت دیوار حایل صوتی برای برخی نگرانی‌هایی ایجاد می‌کند. برخی شهروندان ادعا می‌کنند که خانه‌ی آن‌ها تا قبل از ساخت دیوار حایل صوتی کاملا بی‌سروصدا بوده است و به نظر می‌رسد که این مورد غیر معمول نیست. این دیوارهای حایل صوتی برای خانه‌هایی که چندین خیابان با آن‌ها فاصله دارند یا خانه‌هایی که بالای این دیوارها قرار گرفته‌اند، در شرایط خاص آب‌وهوایی صدا را مسدود نمی‌کنند و حتی ممکن است که موجب تقویت صدا شوند. و موضوع بدتر اینکه، این مورد کاملا تازه‌ای نیست. مهندسان و متخصصان آکوستیک سال‌ها است که این مشکل را شناسایی کرده‌اند و می‌دانند که دیوار حایل صوتی تنها مشکلات بزرگراه‌های شهری و حومه‌ی شهری آمریکا را تا حد کمی مرتفع می‌کند و برای حل قطعی چنین مشکلاتی، نیاز به‌توسعه فناوری‌های مختلفی در این زمینه است.

اما مشکل این است که هیچکس انگیزه‌ای برای برداشتن دیوارهای حایل صوتی ندارد. رابرت برنارد، متخصص کنترل نویز و معاون مرکز پژوهشی دانشگاه نوتردام در ایالت ایندیانا، می‌گوید:

دیوارها راهکاری کارآمد نیستند.

از آنجایی که دولت فدرال هزینه‌ی دیوارهای حایل صوتی را تنها به‌عنوان بخشی از پروژه‌های گسترش بزرگراه‌ها متقبل می‌شود، انگیزه‌ی کمی برای به کار گرفتن راهکارهای جدید توسط پژوهشگران وجود دارد. صداهای مزاحم در قانون جلوگیری و کاهش آلودگی صوتی ۱۹۷۲ گنجانده شده‌اند. این امر به‌عنوان بخشی از تلاش‌ دولت فدرال برای حفاظت از محیط زیست به تصویب رسیده است. به‌طور معمول هنگامی که یک جاده بین ایالتی گسترش می‌یابد یا ساخته می‌شود و در موارد اندکی که ساخت‌و ساز اضافه انجام نمی‌شود، سازمان های دولتی امکان کاهش سروصدا را بررسی می‌کنند.

این صداها از سه عنصر جداگانه نشأت می‌گیرند: سروصدای خودروها و مشخصا اگزور و موتور، صدای غرش خودروها و وسایل نقلیه‌ی دیگر و سایش لاستیک‌ها به آسفالت جاده. در بزرگراه‌ها، صدای غالب برای خودروها، تایر کامیون‌ها، صدای موتور و بار است.

بر اساس این فرمول، اگر صدا در طول ساعات روز از آستانه مقرر دولت (تقریبا ۶۷ دسی‌بل) عبور کند، باید حداقل ۵ دسی‌بل از این میزان آن کاسته شود. در این صورت دولت در صورت تقاضای مردم، ساخت دیوارهای حایل صوتی را در دستور کار قرار می‌دهد. البته در نحوه‌ی اجرای این مقررات در ایالت‌های مختلف تفاوت‌هایی وجود دارد و به‌همین دلیل است که دیوارهای حایل صوتی در هر ایالت نسبت به ایالت دیگر متفاوت هستند.

حتی با کاهش صداها، بعید است که ساکنان کنار جاده‌ای قادر به شنیدن صدای جیرجیرک‌ها شوند. صدای یک ماشین ظرف‌شویی معادل ۵۰ دسی‌بل است؛ درست به اندازه‌ی صدای محیط یک شهر آرام.

برنارد می‌گوید:

این وضعیتی نیست که استاندارد یک محیط عالی باشد.

بروس ریمر، مهندس ارشدی از سازمان حمل‌ونقل کالیفرنیا، می‌گوید برخی از توانایی‌های ما برای پردازش صداها روانشناختی هستند. اگر مردم قادر به دیدن بخش بار کامیون‌ها از روی دیوار باشند، می‌گویند پر سروصدا هستند؛ چیزی که آکوستیک روانی یا روان‌شنیداری نام دارد. ماریانو بریوس، هماهنگ‌کننده‌ی برنامه‌های محیط زیست در سازمان حمل و نقل فلوریدا (FDOT)، می‌گوید:

ما با دیوار حایل صوتی فقط به کاهش ۵ دسی‌بلی دست یافته‌ایم.

اما چون صدا به‌جای خط مستقیم به‌صورت موج حرکت می‌کند، می‌تواند روی دیوارها قرار بگیرد و به‌همین دلیل حتی با موانع چند متری، خانه‌هایی که چند بلوک دورتر از بزرگراه‌ها هستند هم صدا را می شنوند. بریوس توضیح می‌دهد که بخشی از موج صوتی جذب می‌شود، بخشی از آن انعکاس داده می‌شود و بخشی هم منتقل می‌شود. بریوس می‌گوید:

بیشتر صداها به بالای دیوار حایل صوتی می‌روند، پراکنده می‌شود و به گیرنده (گوش ساکنان) می‌رسند.

این امر در شرایط خاص آب‌وهوایی مشکل‌ساز است. هنگامی که شرکت مشاور Bowlby & Associates در فرانکلین تنسی، سروصداهای اطراف یک بزرگراه را تخمین زد، دارلین دی. ریتر، رئیس شرکت گفت ساکنانی که صدها متر با بزرگراه فاصله دارند، در صورت وزشی بادی موافق، صداهایی به‌ بلندی ۵ دسی‌بل را می‌شنوند. با این حال، شرایط آب‌وهوا در مقررات ایالات‌ها در نظر گرفته نمی‌شود. ریتر می‌گوید:

شرایط مدلسروصدا خنثی (بدون باد و بدون اثرات دمایی) فرض شده است؛ چیزی که در واقعیت به‌ندرت اتفاق می افتد.

به‌عنوان مثال، در اوایل صبح اگر زمین خنک و هوا گرم باشد، صداهایی که به‌طور معمول تحت فشار قرار می‌گیرند، به سمت پایین پژواک داده می‌شوند که باعث می‌شود در خانه‌هایی با فاصله‌‎ی حدود ۱۵۰ تا ۳۰۰ متر تا بزرگراه ، صداهای بلندی شنیده شود. کسانی که در بالا یا نزدیکی بزرگراه‌ها زندگی می‌کنند، گاهی اوقات متوجه می‌شوند که با ساخته شدن دیوار حایل صوتی، وضعیت سروصداها بدتر شده است.

دیوارهای حایل صوتی بسیار پرهزینه هستند و برای ساخت هر مایل از آن‌ها، نیاز به ۲ میلیون دلار است. کل هزینه‌ی دیوارهای حایل صوتی تا سال ۲۰۱۳، به ۶ میلیارد دلار می‌رسد. هر ایالت یک آستانه متفاوت برای ورود به این عرصه دارد. به گفته ریمر، در کالیفرنیا که یکی از پایین‌ترین آستانه‌ها در این زمینه را دارد، دیوارها هنگامی که هزینه مالیات‌دهندگان فدرال به ازای هر خانه به ۹۲ هزار دلار برسد، ساخته می‌شوند. جیم کامرون، بنیان‌گذار گروه مشاور رفت و آمد و از اعضای هیئت مدیره شورای راه آهن کانکتیکات، می‌گوید:

با هزینه ساخت ۳ مایل دیوار حایل صوتی، می‌توان یک اتوبوس بین ایالتی خرید و ۱۰۰ مسافر را جابجا کرد.

الیزابت دیکین، استاد برنامه‌ریزی شهری در دانشگاه برکلی کالیفرنیا، می‌گوید:

حفاظ‌ها همچنین مسیر حیوانات کوچکی همچون قورباغه‌ها، لاک‌پشت‌ها و مارها را مسدود می‌کنند و منجر به تغییر زیستگاه‌ها می‌شوند. چنین اختلالی می‌تواند مشکلاتی برای حیات وحش، مهاجرت و حتی تولید مثل جانوران ایجاد کند.

البته، این قابل درک است: افرادی که در نزدیکی بزرگراه‌ها زندگی می‌کنند، می‌خواهند به‌نحوی این صداها کاهش پیدا کند. همچنین رفت‌وآمد مکرر وسایل نقلیه در نزدیکی خانه، می‌تواند مشکلات سلامتی هم برای ساکنان اطراف بزرگراه‌ها ایجاد کند. بر اساس گزارش سازمان بهداشت جهانی در سال ۲۰۱۱، سروصدای محیطی منجر به ابتلا به بیماری‌های قلبی، فشار خون بالا و اختلالات شناختی در کودکان می‌شود. برخی کارشناسان پیشنهاد می‌کنند که از روش‌های ارزان‌تر و کارآمدتری استفاده شود.

برنارد می‌گوید برخی از شرکت‌های تایر پژوهش‌هایی در زمینه ساخت تایرهایی کم‌صداتر انجام داده‌اند؛ اما اغلب تلاش‌های انجام‌شده در این پژوهش‌ها صرف کاهش صدا درون خودرو  بوده است نه کم کردن صدای بیرونی و درحالی‌که خودروهای الکتریکی نسبت به خودروهایی با موتور احتراق داخلی ساکت‌تر هستند، در بزرگراه‌ها، موتورهای خودرو از عوامل مهم ایجاد سر‌وصدا محسوب نمی‌شوند. رونمایی اخیر کامیون‌های الکتریکی تسلا، بدون شک تغییر بزرگی برای سروصدای بزرگراه‌ها محسوب می‌شود.

برخی شرکت‌ها در کشورهای اروپایی در حال آزمایش روش‌های غیر متعارفی هستند که در نهایت می‌تواند سروصداهای بزرگراه‌ها را کاهش دهد. یکی از این پژوهش‌ها، متمرکزکننده لومینسنت خورشیدی (LSC) یک دستگاه برای تمرکز بر تابش است که نه‌تنها دید و نور خورشید را مسدود نمی‌کند، بلکه باعث تولید برق در خانه‌های مجاور می‌شود. در پژوهشی دیگر، پژوهشگران به دنبال این هستند که از درخت‌های بامبو یا دیگر گونه‌های گیاهی به‌عنوان دیوار حایل صوتی استفاده کنند.

اما تغییر جاده، ایده‌ای است که اغلب ایالت‌ها به دنبال آن هستند. چندین ایالت از جمله آریزونا، کالیفرنیا و فلوریدا، چنین تغییراتی را آزمایش کرده‌اند. این جاده‌های آرام‌تر، شامل اضافه کردن سطوح منفذدار بیشتری در آسفالت و تغییر شیارهای کوچک بتن هستند.

برخی ایالت‌ها هزاران مایل از این سطوح جاده‌ای ساخته‌اند و نتایج را تا میزان ۹ دسی‌بل کاهش داده‌اند. دانا ام. لودیکو، مشاور ارشد شرکت Illingworth و Rodkin، می‌گوید مهندسان در حال بررسی اثرات آن از دهه ۱۹۹۰ بوده‌اند. شرکت او به‌تنهایی چهار پژوهش بزرگ (در طول چندین سال) و بسیاری پژوهش‌های کوچک را انجام داده است.

لودیکو می‌گوید تحقیقات زیادی وجود دارند که اثر‌بخشی شرکت را به ویژه در ایالت‌هایی که آب و هوای گرم‌تری دارند، نشان می‌دهند. یکی از گزارش‌های عمده‌ای که شرکت او در حال بررسی آن است، نشان می‌دهد که در بسیاری موارد، استفاده از دیوارهای کوتاه‌تر (یا حتی نساختن دیوار) مؤثرتر و ارزان‌تر از یک دیوار حایل صوتی است.

اما با وجود نوآوری‌های بالقوه، ساختار سوبسیدهای بزرگراه‌های دولت فدرال به احتمال زیاد از گسترش چنین طرح‌هایی جلوگیری می‌کند. مشخصا سازمان بزرگراه‌های فدرال، آسفالت را به‌عنوان یک فرم پذیرفته‌شده برای کاهش سروصدا مورد تأیید قرار نمی‌دهد. داگ هیکوکس، سخنگوی وزارت حمل و نقل ایالات متحده آمریکا، می‌گوید:

در مورد اینکه این سطوح کاهش صدا در آسفالت تا چه مدت دوام دارند، اطمینان نداریم و هیچ تضمینی وجود ندارد که این کاهش صدا بتواند به‌صورت سازگار در سراسر کشور مورد استفاده قرار گیرد.

به این معنا که ایالت‌هایی که در حال حاضر جاده‌های خود را تغییر داده‌اند، هنوز هم باید دیوار حایل صوتی را به‌عنوان بخشی از پروژه‌های بزرگ جاده‌ای خود به کار گیرند. لودوکو می‌گوید به‌دلیل کاهش صدای جاده، به تغییر سطح جاده در هر ۱۵ سال یک بار نیاز است. بسیاری از مقامات دولتی قطعا دیوارهای دائمی‌تر را ترجیح می دهند که تقریبا منحصرا با بودجه فدرال ساخته می‌شوند. برنارد می‌گوید:

هنگامی که موضوع کاهش سر و صدای بزرگراه‌ها به میان می‌آید، فرهنگ غالب، اجتناب از هزینه را توصیه می‌کند.