מגדל בבל של מידות

מקומות שונים בעולם עושים שימוש במדדים שונים המתייחסים בין השאר לתחבורה. בין מדדים אלה נכללים מדדים למרחקים, מהירויות, נפחים או צריכת אנרגיה. העדר שפה משותפת מקשה על תפיסת המושגים על ידי מרבית האנשים מן היישוב.

 בספר בראשית פרק י”א, פסוקים א’ – ט’ מובא הסיפור הידוע בשם “מגדל בבל”:

“ויהי כל הארץ שפה אחת ודברים אחדים. ויהי בנוסעם מקדם וימצאו בקעה בארץ שנער וישבו שם. ויאמרו איש אל רעהו, הבה נלבנה לבנים ונשרפה לשרפה, ותהי להם הלבנה לאבן והחמר היה להם לחומר. ויאמרו הבה נבנה לנו עיר, ומגדל וראשו בשמים ונעשה לנו שם. פן נפוץ על פני כל הארץ. וירד ה’ לראות את העיר ואת המגדל אשר בנו בני האדם. ויאמר ה’ הן עם אחד ושפה אחת לכולם, וזה החילם לעשות, ועתה לא יבצר מהם כל אשר יזמו לעשות. הבה נרדה ונבל שם שפתם, אשר לא ישמעו איש שפת רעהו. ויפץ ה’ אותם משם על פני כל הארץ ויחדלו לבנות העיר. על כן קרא שמה בבל, כי שם בלל ה’ שפת כל הארץ, ומשם הפיצם ה’ על פני כל הארץ.”

אם יש הסבורים כי בעידן הגלובליזציה הוסרה הקללה של מגדל בבל, כנראה שטעות בידיהם. תרבויות שונות נפוצות בעולם ואלו משתמשות בשפות שונות, ובקני מידה שונים המקשים על ביצוע השוואות ועל תפיסת קני מידה כתוצאה משימוש במושגים שונים. מוח האדם לומד לגבש תפיסות סובייקטיביות של קני מידה מוכרים שנעשה בהם שימוש תדיר, וכאשר אדם שומע נתונים העושים שימוש במדדים אחרים מאלו המוכרים לו, תפיסת המושג אינה מובנת, אינה מוחשית, או מעורפלת. לדוגמא, מהירות כלי רכב נמדדת בישראל במדד של קילומטר לשעה, אך בארצות הברית במדד של מייל לשעה. צריכת דלק נמדדת בישראל במספר קילומטרים לליטר דלק, ואילו בארצות הברית במייל לגלון. לא רק תרבויות שונות יצרו לעצמם קני מידה שונים, גם חוגים ואגודות מקצועיות מבדלים את עצמם על ידי שימוש במושגים המובנים בעיקר להם ולא לאחרים. לדוגמא, סוחרי הנפט מנהלים משא ומתן על חביות, אך צרכנים וקמעונאי דלקים בליטרים. חשמלאים מודדים אנרגיה ביחידות של וואט ומכפלותיהן, מהנדסי מכונות מודדים אנרגיה ביחידות של ג’אול ומכפלותיהן, ואילו כימאים עשויים למדוד אנרגיה ביחידות חום כמו  BTU.

יחידות מדידה בסיסיות שונות מוכפלות בכפולות בעלות כינויים לטינים מקובלים כמו “קילו” – שמשמעותו כפולה של 1,000, “מגה” – כפולה של מיליון, “ג’יגה” – כפולה של ביליון, (10 בחזקת 9), ו – “טרה” – כפולה של טריליון, (10 בחזקת 12). כך לדוגמא, נעשה שימוש במכפלות של מדדים מוכרים, ובהם “קילומטר”, “קילו-קלוריות”, “מגה-ג’אול” או “ג’יגה-וואט”. בשפת המכפלות הוכרו מונחים משותפים, אך כאשר קשה לתפוס את המשמעות של יחידת המדידה הבסיסית, קשה יותר לתפוס את המשמעות ההשוואתית של כפולותיה. ננסה לפרט חלק מיחידות המדידה השונות המשמשות בעולם התחבורה הקרקעית, ולהמחיש בדוגמאות את סדרי הגודל השונים והיחסים ביניהם.

מדידת מרחקים – מידת המרחק המקובלת בישראל בסדרי גודל של תחבורה קרקעית מנועית היא קילומטר, כלומר אלף מטרים. מידה זו מופיעה על מד המהירות בכלי הרכב, ועל שלטי הדרכים המציינים מרחקים ליעדים שונים. המטר התקני נקבע באנגליה והקילומטר הוא מדד מרחק מקובל באירופה, אך בארצות הברית נותרה מסורת רומית עתיקה המודדת מרחקים במייל. המייל הוא מידת מרחק המשקפת 1,000 צעדים כפולים של הלגיונות הרומאיים, ומכאן שמה. מייל אחד שווה 1.609 קילומטרים, וקילומטר הוא 0.6214 מייל. דוגמאות ממחישות: המרחק בין תל אביב לחיפה הוא 95 קילומטרים, בין ירושלים לתל אביב 62 קילומטרים ובין מטולה לאילת 480 קילומטרים – השווים 298 מייל. המרחק בין הערים ניו-יורק ושיקאגו בארצות הברית הוא 711 מייל, או 1,145 קילומטרים.

מדידת מהירות – ממדדים שונים של מרחק נגזרים מדדים שונים של מהירות. באירופה ובישראל מקובל למדוד מהירות כלי רכב בקילומטרים לשעה, ובקיצור קמ”ש – כלומר מספר הקילומטרים שרכב יכול לעבור בפרק זמן של שעה. בארצות הברית מדד המהירות המקובל הוא מייל לשעה –  MPH – Mile per Hour. דוגמאות: המהירות המרבית המותרת על כבישים מהירים בישראל היא 110 קמ”ש, או במונחים של מייל לשעה, 70 מייל לשעה, כמקובל בדרכים מהירות בארצות הברית. בדרכים הבין-מדינתיות בארצות הברית המהירות המרבית המותרת היא 75 מייל לשעה, או 120 קמ”ש. המהירות המרבית המותרת לנסיעה בשטח עירוני בישראל היא 50 קמ”ש, או 31 מייל לשעה – מהירות הנסיעה המרבית המקובלת בארצות הברית ברחובות מגורים.

מידות נפח – בישראל ובאירופה נפחי מנועים נמדדים בנפחים של סנטימטר מעוקב – סמ”ק, ולעיתים בנפחים של ליטר, השווה ל – 1,000 סמ”ק. נפחי דלקים נוזליים נמדדים במסחר הסיטונאי בחביות, ובמסחר הקמעונאי בליטרים או בגלונים. חבית נפט תקנית מכילה 42 גלונים אמריקאיים או כ – 159 ליטרים של דלק, המבוטאים גם כ – 0.159 מטר מעוקב. הגלון האמריקאי מכיל 3.786 ליטרים, ואילו בבריטניה מידת “הגלון האימפריאלי” היא 4.546 ליטרים. נפחים שונים למידת נפח בעלת שם זהה גורמים מעת לעת לבלבול וטעויות. גזים, כמו גז פחממני מעובה – גפ”ם, או גז טבעי, נמדדים ביחידות נפח גדולות יותר, בדרך כלל ברגל מעוקב. דלקים מוצקים כמו פחם שימשו בעבר להנעת רכבות קיטור וכיום הם משמשים בעיקר תחנות כוח לייצור חשמל. נפחי פחם נמדדו בדרך כלל ביחידות משקל ולא ביחידות נפח, ובדרך כלל ביחידות של טון.

מדידות אנרגיה – בתחום האנרגיה התפתחו מדדים שונים לתחומים מקצועיים שונים המודדים כוחות ואנרגיות. מדדים אלו כוללים יחידות ניוטון, ג’אול, כוח סוס, BTU, קלוריות, ו-וואט. בהקשר זה ראוי לציין את ההבחנה, המטושטשת לעיתים, בין מדידת כוח רגעי לבין אנרגיה פוטנציאלית, המודדת את היכולת להפעיל כוח לאורך זמן או מרחק קצובים. כימאים מודדים את אנרגיית החום הטמונה בדלקים ביחידות של BTU או קלוריות, פיזיקאים מודדים אנרגיה קינטית וכוח ביחידות של ג’אול, ניוטון, או כוחות סוס, וחשמלאים נוהגים להשתמש ביחידות של וואט. ריבוי המידות ומגוון של כלי רכב הפועלים על דלקים ומנועים שונים, ובהם מנועי בעירה ומנועי חשמל, שיכללו את ה-“מגדל בבל” הקיים בתחום מדדי האנרגיה, ומקשה על תפיסת ההשוואות בין כלי רכב שונים.

אנרגיה יכולה להימדד  בערכי חום, ביחידות BTU – British Thermal Unit, או בקלוריות. BTU היא כמות אנרגית החום הנדרשת כדי להעלות את הטמפרטורה של ליברה אחת של מים מ – 60 מעלות צלסיוס במעלה אחת.  קלוריה היא כמות אנרגית החום הנדרשת כדי להעלות טמפרטורה של גרם מים במעלה אחת צלסיוס. 1,000 BTU שווים ל – 252 קילו-קלוריות. הקילו-קלוריות משמשות למדידת אנרגיית מזון ושומרי משקל אמונים על תפיסת ערכים בקלוריות. כאשר מבקשים להשוות בין צריכת אנרגיה של הולך רגל או רוכב אופניים לצריכת אנרגיה מנועית יש להמיר ערכי קלוריות ליחידות מדידה המקובלות לגבי מנועים כמו הג’אול. קילו-קלוריה שוות ערך ל – 4.184 קילו-ג’אול.

בקרב פיזיקאים ומהנדסי מכונות מקובל למדוד אנרגיה במדדים של יחידת ג’אול וכפולותיה. ג’אול היא יחידת אנרגיה הנדרשת להניע קילוגרם אחד, מטר אחד בכוח של 1 ניוטון. ניוטון היא יחידת כוח ולא יחידת אנרגיה, והיא משקפת את הכוח הנדרש כדי להאיץ מסה של קילוגרם אחד במטר לשנייה בריבוע. מגה ג’אול אחד שווה ערך ל – 238.8 קילו-קלוריות, או 947.8 BTU, או 0.278 קילו-וואט שעה. אם לא די באלה הרי קיים מדד נוסף המכונה “כוח סוס”. מדד זה שונה במדינות שונות. בבריטניה כוח סוס אחד שווה לכוח של 0.7457 קילו-וואט.

הוואט היא מידת צריכת אנרגיה של ג’אול בשניה, המשמשת בתחום החשמל. בחשבונות החשמל המדד המקובל הוא קילו-וואט שעה, (קווט”ש), כלומר צריכה רצופה של 1,000 וואט במשך שעה. קילו-וואט שעה שווה ערך ל – 3.6 מגה-ג’אול – 1,000 וואט במשך 3,600 שניות.

דוגמאות להמחשה:

* נורת ליבון ביתית צורכת 40 – 120 וואט. נורה הדולקת שעה שלמה תצרוך  0.04 – 0.12 קילו-וואט שעה. 1 ליטר בנזין אוצר בתוכו אנרגיה כימית שוות ערך ל – 341,000 BTU, או 859,600 קילו-קלוריות, או כ – 100 קילו-וואט שעה. המרת האנרגיה הכימית הטמונה בליטר דלק לאנרגיה מכנית באמצעות מנוע בעירה פנימית אינה מושלמת וחלק משמעותי מהאנרגיה הולך לאיבוד.

* מכונית משפחתית המונעת על ידי מנוע בעירה פנימית צורכת 3 – 10 מגה-ג’אול לקילומטר. הרכב ההיברידי, “טויוטה פריוס”, צורך 1.45 מגה-ג’אול לקילומטר, ורכב יעיל מדגם” סיטרואן C3″ צורך 1.94 מגה-ג’אול לקילומטר. מכונית חשמלית קטנה צורכת כעשירית אנרגיה ממכונית רגילה, כלומר 0.3 – 0.5 מגה-ג’אול לקילומטר, או 0.125 – 0.05 קילו-וואט לקילומטר, שהם שווי ערך ל – 12.5 – 5 קילווואט שעה ל – 100 קילומטרים, שווה ערך ל – 100 – 50 קילומטרים לליטר דלק, כלומר 2 – 1 ליטר דלק למאה קילומטר.

* כאשר בוחנים צריכת אנרגיה חשמלית של אמצעי תנועה יש לקחת בחשבון את האנרגיה הנדרשת כדי לייצר את החשמל המניע את כלי הרכב. מרבית החשמל בעולם נוצר על ידי שרפת דלקים מאובנים – פחם, נפט או גז טבעי, המספקים אנרגיה למחוללי חשמל. חלק מהאנרגיה הולך לאיבוד בתהליך ייצור החשמל, הולכתו ואחסונו, עד לשלב שבו הוא מגיע לכלי הרכב. קיימת הנחה כי קרוב לשני שליש מהאנרגיה המושקעת ביצירת חשמל הולכת לאיבוד כדי ליצור את החשמל ולהוליך אותו על רשת החשמל עד לשקעי הטענה, או לכלי רכב. מאידך, כאשר משווים בין מנועי חשמל למנועי בעירה פנימית, יש לקחת בחשבון שגם זיקוק והובלה של נפט ודלקים צורכים אנרגיה עד לשלב שבו הם מגיעים למכלי הדלק של כלי הרכב.

צפיפות אנרגטית – סוגי דלק שונים הם בעלי צפיפות אנרגטית שונה. לדוגמא: ליטר דיזל – מכיל 38.7 מגה-ג’אול, ליטר בנזין 34.6 מגה-ג’אול, וליטר ביו-דיזל – 30.5 מגה ג’אול. גז פחממני מעובה ( – גפ”מ) מכיל רק 22.2 מגה-ג’אול לליטר, וליטר מימן נוזלי פחות מכך, אך יש לשים לב לכך שהגפ”מ או המימן הנוזלי קלים יותר לעומת הדלקים הנוזלים האחרים ליחידת נפח. כאשר נערכות השוואות ליחידות משקל, תכולת האנרגיה בקילוגרם מימן גבוהה מזו של קילוגרם בנזין או סולר.

נצילות המנוע והרכב – יעילות צריכת האנרגיה הטמונה בדלקים שונים תלויה במשתנים רבים הקשורים במבנה המנוע והנצילות שלו ובמבנה הרכב, משקלו  והמערכות השונות המורכבות בו. צפיפות אנרגטית של בנזין היא 43.5 מגה ג’אול לקילוגרם, אך מנוע בעירה פנימית יכול להפיק מקילוגרם בנזין סדר גודל  של 17.6 מגה-ג’אול לקילוגרם בלבד. חלק ניכר מאנרגיה זו הולך לאיבוד כחום כאשר הוא מועבר דרך מערכות ההילוכים,  התמסורת והצירים לגלגלי הרכב. בגלגלי הרכב חלק ניכר מהאנרגיה הולך לאיבוד כחום הנדרש לחיכוך, ונתח נוסף נדרש להנעת מסת הרכב והתנגדות לאוויר. בסיכומו של דבר, פחות מאחוז בודד מהאנרגיה המוטענת במיכל הדלק מניעה את הנהג עצמו.

צריכת דלק – מקובל למדוד לכל דגם רכב מדד של צריכת דלק. קיים מדד שונה לנסיעה על כביש מהיר – כאשר באירופה ההנחה היא נסיעה במהירות של 90 קמ”ש, לבין נסיעה עירונית – אז ההנחה היא שמתקיימים תנאי גודש. כשמשווים בין מדדי צריכת דלק בשיטות השונות קשיי התפיסה הופכים למורכבים יותר משום שבמדובר במכפלה המורכבת משני מדדים שונים – נפח דלק ומרחק נסיעה. בארצות הברית מקובל למדוד צריכת דלק בערכים של מייל לגלון, ואילו בישראל במדדים של קילומטר לליטר. באירופה מקובל להשתמש במדד של השוואת כמות הליטרים הנדרשת כדי לעבור 100 קילומטרים. צריכת דלק  של 1 מייל לגלון אמריקאי שוות ערך לצריכת דלק של כ – 0.425 קילומטר לליטר דלק.

כאשר מבקשים להמיר מדד של כמות ליטרים  ל – 100 קילומטרים למדד של מייל לגלון ארה”ב יש לחלק את הקבוע 235.2 במספר הליטרים הנדרשים לנסיעת 100 קילומטרים. כאשר מבקשים להמיר מדד זה למדד של מייל לגלון אימפריאלי הנוסחה היא 282 חלקי מספר הליטרים הנדרשים ל – 100 קילומטרים.

דוגמאות: מכונית אירופאית מודרנית קטנה עשויה להגיע לצריכת דלק של 20 קילומטרים לליטר על כביש מהיר, השווה ל – 5 ליטרים למאה קילומטרים, וגם ל – 47 מייל לגלון ארצות הברית. אותה מכונית תגדיל את צריכת הדלק הממוצעת שלה בנסיעה עירונית וזו עשויה לעלות ל – 15 קילומטרים לליטר, השווה ל – 6.5 ליטרים למאה קילומטרים וגם ל – 36 מייל לגלון אמריקאי. מכונית “מנהלים” ממוצעת עשויה להגיע לצריכת דלק של 11 קילומטרים לליטר בנזין בכביש מהיר, צריכה שוות ערך ל – 9 ליטרים למאה קילומטרים וגם ל- 27 מייל לגלון ארצות הברית. רכב שטח יכול להגיע לצריכת דלק של 6.5 קילומטרים לליטר דלק על כביש מהיר, שווה ערך ל- 15 ליטרים למאה קילומטר, או 16 מייל לגלון ארצות הברית.

מנועי דיזל בדרך כלל יעילים יותר ממנועי בנזין – היעילות האנרגטית של מנוע דיזל היא  כ – 45%, ואילו של מנוע בנזין כ – 30%. צפיפות האנרגיה בליטר דיזל גבוהה בשיעורים של 10% – 20% בהשוואה לצפיפות האנרגיה בליטר בנזין. לכן כלי רכב המונעים במנועי טורבו-דיזל יכולים להגיע לתוספת של 40% במרחק נתון לנפח דלק נתון, בהשוואה לכלי רכב זהים העושים שימוש במנועי בנזין.

מטען הרכב – לצריכת אנרגיה קיימת משמעות השוואתית שונה כאשר מחלקים את צריכת האנרגיה המושקעת בתנועה במטען או בכמות האנשים הנעים למרחק נתון, לכן מקובל להשוות צריכת דלק לקילומטר-נוסע או לטון-מייל.

מדד זיהום אוויר – כשהמודעות לבעיות הסביבה גוברות כלי רכב נמדדים במדדים השוואתיים של זיהום אוויר. פחמן דו-חמצני משמש מכנה משותף למדוד זיהום אוויר, למרות שמבין גזי הפליטה יש המסוכנים ומזיקים ממנו. מכונית משפחתית ממוצעת פולטת כ – 150 גרם פחמן דו-חמצני לקילומטר, ומכונית מיני מודרנית פולטת בסביבות 140 גרם פחמן דו-חמצני לקילומטר. מכונית דיזל זהה תפלוט פחות פחמן דו-חמצני לקילומטר משום שהצפיפות האנרגטית של ליטר דיזל גבוהה יותר ומשום שיעילות השריפה במנוע דיזל גבוהה יותר מזו של מנוע בנזין. מאידך, מנועי דיזל פולטים לסביבה יותר חלקיקים קטנים (- PM), הגורמים לבעיות נשימה חריפות.

ערכים כלכליים – אחד ממדדי ההשוואה המוחשיים לצרכן הוא העלות של מחירי דלק, אלא שכדי להשוות בין מדינות שונות צריך למצוא את המכנה המשותף הכמותי, כדי להשוות ליטר לליטר או גלון אימפריאלי לגלון אימפריאלי. אחרי המכנה המשותף הכמותי יש צורך למצוא מכנה משותף ערכי. המכנה המשותף הערכי נעשה בדרך כלל באמצעות שערי חליפין של מטבעות במדינות שונות.

דוגמאות: בחודש מאי 2008 עלה גלון בנזין ממוצע לצרכן באקוודור כ – 1.3 דולר ארה”ב, בסין – פחות מ – 3 דולר ארה”ב, בארצות הברית כ – 4 דולר, ובמדינות אירופה בסביבות 6 – 10 דולר ארה”ב לגלון.

סיכומו של דבר, המדדים השונים המשמשים למדידת תשומות ותפוקות של אמצעי תחבורה שונים מקשים על אדם מן היישוב לתפוס במוחו את משמעותם של ערכים בסיסיים, כמו צריכת אנרגיה של כלי רכב, יעילות של דלקים, או תפוקות השוואתיות של אמצעי תחבורה שונים במרחקים או עומסים ברי-השוואה. התוצאה היא שהמדד המוחשי ביותר הוא בדרך כלל סכום הכסף שעל הצרכן להוציא מכיסו על מנת להשתמש באמצעי התחבורה השונים העומדים לשירותו. עליונות התפיסה ממנה נהנה המדד הכלכלי גורמת לכך שהשימוש באמצעי התחבורה השונים אינו השימוש היעיל והמועיל יותר לפרט, לחברה ולסביבה.

Leave a Reply