Физика города: от чего дрожит земля и что такое вибрационная болезнь

Иллюстрация: Ольга Денисова

Пролетевший над ухом комар, проехавший рядом трамвай, гудящая вдали электростанция... Город наполнен вибрациями. Их обилие способно спровоцировать у человека синдром белых пальцев. Что это за болезнь и как именно вибрации влияют на наш организм? Отвечают наши друзья из Детского центра научных открытий "ИнноПарк".

Вибрация – это механическое колебание твердых тел. В Москве есть три основных группы–источника вибраций:

• транспорт,
• предприятия,
• электростанции.

Одна из характеристик вибраций – это частота, измеряемая в герцах. Если ее выразить в более понятных единицах – это количество колебаний в секунду. Вибрации, которые человек может услышать, лежат в диапазоне от 16 до 20 000 колебаний в секунду. Мы замечаем летящего комара, потому что он делает 600 взмахов в секунду, но вряд ли засечем бабочку, которая делает 10 взмахов.

Наиболее опасными для человека являются вибрации низкой частоты – 6-9 герц. Именно в этом диапазоне пульсируют внутренние органы человека, из-за чего может возникнуть резонанс и, как следствие, вибрационная болезнь.

Главный санитарный врач России - о вирусе MERS и летних болезнях

Вибрационная болезнь, или синдром белых пальцев – заболевание, в основе которого лежат патологические изменения в рецепторном аппарате и различных отделах центральной нервной системы, возникающие при длительном воздействии местной и/или общей вибрации. Чаще всего заболевание встречается среди рабочих горнодобывающей, строительной, металлургической, судо- и авиастроительной, транспортной отраслей, а также в сельском хозяйстве. К профессиям, входящим в группу риска, относятся:

• бурильщики,
• полировщики,
• резчики по камню,
• шлифовщики,
• асфальтоукладчики,
• обрубщики,
• водители трамваев и другие.

Вибрация воздействует на весь человеческий организм, но наиболее восприимчивы к ней нервная и костная ткани. Первый удар принимают периферические кожные рецепторы на кистях рук и подошвах стоп. Больные жалуются на нерезкие боли и зябкость, отмечают легкие расстройства чувствительности в концевых фалангах. На более поздних стадиях наблюдаются утолщение и деформация ногтей, атрофия мелких мышц кисти.

Вызванный локальной вибрацией недуг сопровождается также общим недомоганием, повышенной раздражительностью, нарушением сна, головокружением и головной болью. Возможны сердечные боли и тахикардия. В некоторых случаях начинается расстройство секреторной и моторной функций желудка, нарушается работа пищеварительных желез.

Чаще всего мы сталкиваемся с вибрациями в метро. Иногда они кажутся нам сильными, но на самом деле дрожь была бы куда мощнее, если бы не современные технологии:

• виброизоляция,
• вибродемпфирование,
• виброгашение,
• вибропоглощение.

При строительстве новых линий в московской подземке применяются различные методы защиты от вибраций. Вот некоторые из них:

• Упругие опоры для путей на бетонных плитах (система "масса-пружина") защищают от структурного шума и вибраций.
• Подбалластные маты – своего рода первый, самый глубокий слой под путями.
• Вибропоглащающий материал легко сжимается по толщине и рассеивает энергию.
• Подрельсовые и нашпальные прокладки используются в упругих виброизолирующих элементах для рельсовых креплений.
• Подшпальные прокладки используются для предотвращения распространения вибраций и улучшения устойчивости верхнего строения пути.

Все эти способы применяются не только при строительстве новых линий, но и во время ремонта старых. Внутри кольца их можно встретить повсеместно.

Жилые дома также обеспечены вибро- и сейсмозащитой. Виброизоляторы из синтетической резины и многослойные резинометаллические устройства позволяют гасить вибрации в частотном диапазоне 8–63 герц. Такие технологии применяются не только при возведении новостроек, но и при реставрации исторических зданий – например, Большого театра.

Причиной вибрации нередко является несовершенство конструкции, вызванное, в частности, колебанием температур. Например, в поезде мы порой чувствуем дрожь, исходящую от рельс. Это объясняется тем, что железо, из которого они изготовлены, расширяется при нагреве и сжимается от холода. Таким образом размер рельс меняется в зависимости от сезона, поэтому их не укладывают вплотную, а зазор дает проcтранство для вибраций.

Воздействие вибрации на тело человека далеко не всегда влечет за собой негативные последствия. Местная вибрация малой интенсивности способна улучшить функциональное состояние центральной новой системы, ускорить заживление ран и улучшить кровообращение, нормализовать сердечно-сосудистую деятельность. Аппаратная вибрация также используется при лечении заболеваний опорно-двигательного аппарата, последствий переломов и травм, бронхитов, радикулитов и остеохондрозов.

Елена Стрижакова, Детский центр научных открытий "ИнноПарк"