Naukowcy z dofinansowaniem w ramach konkursu MINIATURA - dr inż. Jacek Szmagliński | Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska Politechniki Gdańskiej

Wpływ ruchu tramwajowego na postępowanie zużyć szyn oraz emisję metali ciężkich do środowiska w okolicy trasy tramwajowej.

Od 2020 roku prowadzone są, we współpracy pomiędzy pracownikami Katedry Inżynierii Transportowej oraz Katedry Inżynierii Sanitarnej, badania dotyczące emisji metali ciężkich do środowiska w rejonie oddziaływania transportu szynowego. Współpracę nawiązali prof. dr hab. inż. Ewa Wojciechowska, dr inż. Nicole Nawrot oraz dr inż. Jacek Szmagliński.

Pierwsze prace związane były z badaniami gruntu zlokalizowanego wokół linii kolejowej nr 248 (Pomorska Kolej Metropolitarna). Badano próbki gruntu w przekrojach nasypów kolejowych w kilku lokalizacjach. W wyniku badań postawiono tezę, że ruch pojazdów szynowych generuje mniej metali ciężkich niż pozostałe środki transportu, jednak w przypadku żelaza oraz chromu emisja jest wyższa. Nie przekracza jednak bezpiecznych dla środowiska wartości.

Jednak badania prowadzone były po kilku latach eksploatacji linii kolejowe i pomimo starań, nie było możliwości pełnego oddzielenia wpływu pozostałych źródeł emisji na wynik badań.

Stąd też, szukano rozwiązań, które mogłyby pomóc w udzieleniu odpowiedzi na pytanie, jaki jest rzeczywisty wpływ transportu szynowego na sumaryczną suplementację metali ciężkich w gruncie.

3 marca 2023 roku rozpoczęła się eksploatacji nowej trasy tramwajowej w Gdańsku – trasa Nowa Warszawska. Przed oddaniem trasy do użytkowania wykonano pobór próbek gruntów w dwóch seriach.

1. Przed wykonaniem szlifowania prewencyjnego szyn – stan 0, w gruncie nie powinny znajdować się ślady metali ciężkich wynikające z eksploatacji lub budowy trasy,
2. Po wykonaniu szlifowania prewencyjnego szyn – stan nowy, ślady metali ciężkich w gruncie pochodzić będą od procesu budowy trasy.

Po oddaniu trasy do użytku zaplanowano pobór co najmniej 5 serii próbek, w odstępach około dwumiesięcznych w celu sprawdzenia jak narastają stężenia metali ciężkich w próbkach. Obecność metali ciężkich wynikać będzie z normalnych procesów zużywania się kół i szyn, które najgwałtowniej przebiegają na początku eksploatacji. Stąd też rozpoczęto badania zużyć szyn, które zaplanowano w co najmniej 6 seriach pomiarowych, 1 seria po szlifowaniu prewencyjnych i 5 serii w czasie eksploatacji. Zaplanowano, że pomiar zużyć oraz pobór próbek powinny odbywać się w podobnym terminie.

Wykonana zostanie następnie:

• Analiza układu geometrycznego oraz parametrów kinematycznych,
• Analiza procesu narastania zużyć szyn w nowym torze,
• Analiza przyrostu stężeń metali ciężkich w próbkach gruntu.

Celem badań jest wskazanie:

• Tempa przyrostu zużyć szyn na odcinkach o różnym ukształtowaniu układu geometrycznego, różnej dynamice jazdy (w tym odcinki o stałej prędkości jazdy i odcinki o zmiennej prędkości jazdy), eksploatowanych przez różniące się od siebie konstrukcyjnie pojazdy szynowe.
• Wpływ zużyć szyn oraz kół tramwajów na zawartość metali ciężkich w gruncie wokół toru.

Teza pracy: Zużywanie się szyn i suplementacja metali ciężkich w glebie wokół trasy tramwajowej zależy od układu geometrycznego trasy, rozmieszczenia przystanków, dynamiki jazdy oraz obciążenia trasy tramwajowej. Pomimo zwiększonej emisji wybranych metali ciężkich w stosunku do transportu drogowego, transport tramwajowy nadal stanowi jeden z najbardziej ekologicznych środków transportu miejskiego.

W badaniach biorą udział:

prof. dr hab. inż. Ewa Wojciechowska, dr inż. Nicole Nawrot, mgr inż. Joanna Strycharz (Katedra Inżynierii Sanitarnej),

dr inż. Jacek Szmagliński, dr inż. Kamila Szwaczkiewicz (Katedra Inżynierii Transportowej).