La propagazione del rumore: Caratterizzazione delle sorgenti e condizioni di propagazione del rumore

La propagazione del rumore risulta essere uno dei problemi di cui maggiormente dobbiamo tenere conto quando si progetta un nuovo insediamento:

• Civile, intenso come costruzione di residenze, nuove lottizzazioni e infrastrutture civili bisogna valutare se il clima acustico presente nell’area può conciliare con la presenza delle opere in progetto, con la presenza umana e la relativa residenza;
• Industriale o commerciale, bisogna valutare quali modifiche il clima acustico subisce a valle della realizzazione di esso.

Quali fattori si considerano quando si effettuano valutazioni sulla propagazione del rumore?

Dobbiamo innanzi tutto scindere quale tipo di progetto stiamo valutando:

• In ambito civile, per una nuova lottizzazione ad esempio, sarà necessario definire il clima acustico presente nell’area dovuto alle infrastrutture viarie (strade, ferrovie, porti e aeroporti), determinando la compatibilità o meno con l’area oggetto di studio. In caso di costruzione di opere civili, come strade o ferrovie, bisogna effettuare una valutazione riguardo al mutamento del clima acustico che le opere in oggetto potrebbero apportare allo stato attuale.
  Eventualmente, in caso di non conformità dell’area ai valori indicati nella zonizzazione acustica comunale (se presente) o ai valori riportati nel D.P.C.M. 01/03/91 per i comuni che non ne sono dotati (ne parliamo in modo più approfondito nel nostro articolo dedicato), predisporre e calcolare opportune opere di mitigazione che possano bonificare l’area dalle immissioni indesiderate, a tutela dei residenti;
• In ambito industriale o commerciale, dovremo considerare sia le sorgenti di rumore esterne all’attività oggetto di studio (per caratterizzare lo stato ante operam o clima acustico attuale), sia le fonti sonore inerenti all’attività industriale o commerciale che si insedierà, per effettuare le dovute valutazioni riguardo al rispetto del criterio differenziale, che prevede una differenza massima tra rumore ambientale e rumore residuo ( 5 dB nel Tr diurno, 3 dB nel Tr notturno), sia alle modifiche che le fonti sonore esistenti potrebbero subire con l’avvio dell’attività (es. aumento del traffico stradale indotto, …);

Quali sono i passaggi per la caratterizzazione delle sorgenti presenti?

È importante considerare i diversi tipi di sorgenti presenti, la loro concentrazione, la loro tipologia, ubicazione e livelli di potenza sonora, il loro spettro di emissione e la loro direttività, ecc.

Come si determinano le infrastrutture?

Infrastrutture esistenti

Semplicemente tramite rilievi fonometrici (monitoraggi) descritti nelle normative inerenti, o nel caso del traffico veicolare e ferroviario, tramite algoritmi che da un numero di veicoli in transito, tipologia e tipo di fondo (stradale) permettono di determinare dei livelli sonori teorici.

Vi sono standard internazionali e nazionali (D.M. 31/10/1997) anche per quanto riguarda la caratterizzazione e il calcolo delle infrastrutture aeroportuali.

Per quanto riguarda le infrastrutture portuali, a livello nazionale, i decreti che dovevano essere emanati previsti nella legge quadro 447/95 (vedi anche il nostro articolo), riguardanti i criteri di misura, i limiti da rispettare e i piani di risanamento non sono stati tuttavia emanati.

Come determinare l’impatto e la compatibilità di infrastrutture di progetto

• Il calcolo dell’emissione sonora delle infrastrutture di trasporto (strade e ferrovie) si esegue per mezzo di algoritmi che devono seguire gli standard internazionali decisi a tale scopo e che, una volta localizzati geograficamente e considerando le dimensioni geometriche di ciascuna strada, è solo questione di prendere decisioni sul tipo di strada, velocità di viaggio e tipologia di veicoli in transito.
  Per quanto riguarda i cambiamenti nella circolazione stradale, che sia dovuto ad un aumento del traffico, alla modifica dei percorsi, alla modifica delle velocità o a qualsiasi altra variabile che influenza le emissioni di strade e linee ferroviarie, si deve prendere in considerazione la valutazione dei parametri Ld e Ln (Level Day e Level Night) per raffrontarli alla normativa.
• La simulazione dell’insediamento di infrastrutture aeroportuali e la modifica del traffico in uno già presente sono stimabili tramite complessi algoritmi che tengono conto del tipo di aeromobile e dalle rotte di decollo e atterraggio.
• Per quanto riguarda i porti, la normativa europea (Direttiva 49/2002/CE) gli inquadra come sorgenti tipicamente industriali, e non considera l’aspetto legato al trasporto merci e passeggeri in entrata e in uscita(navi, strade e ferrovie), sottostimando l’impatto acustico delle infrastrutture di trasporto sul tessuto urbano in cui spesso sono inseriti e mettendo un po’ in dubbio lo status di infrastruttura.
  In relazione alle attività industriali legate alle attività di carico/scarico da navi, si consiglia di tenere almeno presente la risoluzione MSC.337(91) “Adoption of the code on noise levels on board ships” della Convenzione dell’Organizzazione Marittima Internazionale, per avere la stima del rumore delle imbarcazioni a bordo delle navi, nonché distinguendo tra i diversi regimi di funzionamento dei motori delle navi (e il tempo di funzionamento previsto per ciascuno di essi), e le fonti di rumore che possono attivarsi durante lo scarico delle merci: carbone, gas, ecc.

Quali sono i passaggi per una buona caratterizzazione dei fenomeni acustici dovuti all’attività industriale?

Insediamenti esistenti

Per la corretta analisi dei fenomeni di propagazione del rumore riconducibili alle attività industriali, si consigliano i seguenti passaggi:

1. Censimento sorgenti sonore

Determinare tutte le sorgenti sonore con una potenza acustica (Lwa) rilevante e che possono dare luogo a livelli di pressione (Lpa) degni di nota, disponendo un elenco preventivo di fonti a cui dedicare particolare attenzione (…non trascurando comunque quelle da ritenere minori o secondarie), tenendo conto anche e soprattutto della loro tipologia e caratteristiche che statisticamente hanno nella moltitudine dei casi. Un esempio calzante sono le componenti tonali (KT) e le componenti tonali in bassa frequenza (KB) che sono spesso caratterizzanti dei grandi camini industriali o ventilazioni o le componenti impulsive (KI) ricorrenti nei filtri industriali dovute al periodico e frequente ciclo di pulizia che, se presenti, danno luogo a penalità di 3 dB ciascuna nella definizione del livello corretto (Lc)
Lc = Lpa + KT + KB + KI
Potendo originare penalizzazioni di 3/6 dB e in maniera molto poco frequente anche di 9 dB.

2. Analisi delle sorgenti sonore specifiche

Quantificare i diversi regimi di funzionamento (emissione sonora) che ciascuna delle sorgenti sonore potrebbe avere e analizzare la simultaneità di funzionamento di ciascuna delle sorgenti sonore. Ciò richiede una significativa collaborazione dei progettisti degli impianti con il nostro team per non sovrastimare le situazioni operative e gli eventuali interventi o prescrizioni.

3. Determinazione tipologia e direttività sorgenti

Ciascuna emissione da una sorgente sonora può essere simulata, equivalentemente, attraverso una sorgente puntiforme, una sorgente lineare e/o una sorgente areale, in base alle caratteristiche che presenta e a quale dei 3 tipi di sorgente può essere più accomunabile. Ciascuno di essi deve avere una certa direttività del rumore, ed essere fisicamente collocato in una determinata posizione e relativa altezza.

4. Identificazione sorgenti interne agli edifici

Per le sorgenti di rumore che si trovano all’interno di un capannone industriale, una sala macchine o a un qualsiasi edificio in generale si consiglia di rappresentare la loro emissione attraverso quella dell’edificio e non con quella delle apparecchiature stesse. Per fare ciò, dobbiamo seguire il modello di calcolo proposto dalla norma UNI EN ISO 12354:4-2017 “Stima delle caratteristiche degli edifici a partire dalle caratteristiche dei loro elementi – Trasmissione del rumore interno all’esterno”. Ciò richiederà uno studio specifico sull’isolamento acustico delle facciate e dei tetti degli edifici, nonché uno studio sull’assorbimento acustico interno, ma è uno sforzo che porterà senza dubbio benefici al progetto.

5. Considerazioni sulle sorgenti di rumore industriale continue

Per le sorgenti di rumore industriale continue per le quali non disponiamo di molte informazioni sulla loro emissione, raccomandiamo che, in maniera cautelativa, si consideri che ad una distanza di un metro non superino gli 85 dBA. Questa ipotesi si basa sul fatto che il limite massimo di esposizione sonora per un lavoratore è di 85 dBA secondo il Dgls 81/08 e secondo le raccomandazioni OHSAS (Occupational Health and Safety Assessment Series).

6. Valutazioni sulle valvole di sfiato e sicurezza

Per simulare il rumore delle valvole di sfiato e sicurezza, si consiglia di avere come riferimento le informazioni del fornitore della valvola o simili sulla sua emissione attraverso le norme API 521 e la norma VDI 2713.

7. Valutazione sulle turbine

Per simulare l’emissione delle turbine ricordiamo che la norma ISO 10494:2018 fornisce molte informazioni su tali elementi critici dell’emissione di rumore negli impianti di produzione di energia.

8. Valutazione su tubi e condotte

Per sorgenti di rumore quali tubi e condotte, con difficoltà geometrica nel localizzarle nei modelli acustici, si consiglia di tenere presente la Norma ISO 15665 relativa all’isolamento acustico di questi elementi.

9. Valutazione su sorgenti di rumore mobili

Le sorgenti di rumore mobili come le gru e qualsiasi tipo di attività di carico/scarico all’interno dello stabilimento spesso hanno difficoltà spaziali nell’interpretare il luogo, l’ora e la durata in cui si svolgeranno. Anche se, prima di avanzare ipotesi sul funzionamento di queste sorgenti di rumore e di analizzare se ha senso rappresentare il loro rumore nell’ambiente, va detto che questa tipologia di fonte sonora, in molti casi, all’interno dell’impianto costituisce una parte trascurabile del perché vi sono rumori di entità maggiore che li sovrastano, e che rende superflua la loro considerazione.

10. Caratterizzazione attività industriali

Per caratterizzare l’emissione sonora delle attività industriali è opportuno seguire le raccomandazioni delle Norme 3744:2010 e ISO 3746:2010, che propongono un metodo per stimare la potenza sonora basato sulla misurazione dei livelli di pressione sonora in situ.

11. Fonti di rumore estranee

Altre fonti di rumore estranee all’attività oggetto di valutazione, ma che spesso influenzano il livello sonoro ambientale, sono attività commerciali, sportive, ricreative, ricreative, di ristorazione e attività simili. Per questi si consigliano i riferimenti proposti dalla Norma VDI 3770 “Valori caratteristici di emissione sonora delle sorgenti sonore. Impianti per attività sportive e ricreative” per stimarne la potenza sonora.

Dobbiamo tenere presente che la propagazione dell’emissione sonora di ciascuna tipologia di sorgente sonora viene calcolata da un algoritmo matematico presente in alcune Norme e/o Regolamenti: ad esempio la Norma ISO 9613:2, la norma VDI 2713, il metodo CNOSSOSS, ed è fondamentale che tutti essi partano da una caratterizzazione corretta sulle sorgenti sonore.

Nuovo insediamento

Oltre a quanto elencato sopra per le attività già esistenti, si può aggiungere:

• Di partire da uno schema di impianto che prevede una collocazione delle parti definitiva e, in caso di modifiche, di non considerarle ininfluenti a prescindere e, se necessario, effettuare le dovute valutazioni sulle variazioni apportate;
• Effettuare una modellazione accurata e precisa delle sorgenti sonore, caratterizzandole secondo la buona norma;
• Partire da dati di potenza acustica affidabili e forniti dalle ditte costruttrici degli apparati, alla quale richiedere eventualmente anche gli spettri di emissione;

Condizioni di propagazione del rumore: modelli matematici

Supponendo di avere un modello geometrico in scala reale dell’intero ambiente in studio, con topografia federe all’originale e che contempli gli ostacoli del terreno presenti come edifici e barriere (…che danno luogo a fenomeni di riflessione e diffrazione delle onde sonore), è importante analizzare le condizioni variabili di propagazione del rumore nell’aria.

In questa fase dovremo indicare i coefficienti medi di assorbimento del terreno per la definizione dell’attenuazione da esso derivata, nonché le condizioni climatiche di temperatura e pressione relativa in cui il modello è ambientato: gli standard internazionali consigliano di utilizzare condizioni con presenza di gradienti di propagazione del rumore favorevoli, per considerare la peggiore delle ipotesi.

Un tecnico esperto non avrà difficoltà a caratterizzare l’emissione sonora delle sorgenti di rumore in uno studio dedicato. Tuttavia, rappresentare l’emissione sonora di fonti di origine industriale complesse comporta notevoli difficoltà e, al fine di ottenere una caratterizzazione più realistica possibile, è necessario raccogliere i dati sul campo tramite rilievi fonometrici e monitoraggi su brevi, medi o lunghi periodi.

La definizione della variabile del vento rappresenta fondamentale importanza, dato che sappiamo tutti come esso possa influenzare l’aumento o la riduzione del livello sonoro quando studiamo la radiazione sonora aerea a grandi distanze.

Questo passaggio ha importanza fondamentale nei progetti di parchi eolici, ma deve essere considerato anche in qualsiasi modello di un impianto industriale o infrastrutturale che richieda l’analisi dell’impatto su aree acusticamente sensibili come gli edifici residenziali.

Questo passaggio è di particolare difficoltà, in quanto che la maggior parte delle norme non permette la misurazione dei livelli sonori ambientali con velocità del vento superiori a 5 m/s, affidando totalmente al software di propagazione del rumore questo compito.

Come si può verificare l’accuratezza di un modello di propagazione del rumore?

Vi è una specifica norma, la UNI 11143-1, che nella sua appendice E descrive come effettuare delle misure su punti di controllo prossime ai ricettori e alle sorgenti sonore, che devono essere verificate sul modello con uno scarto massimo riportato nella norma.

A cosa serve in definitiva un modello di propagazione del rumore?

A stimare, in maniera più accurata possibile, quali sono i livelli sonori in determinati punti geografici più o meno prossimi all’insediamento industriale, infrastrutturale o commerciale che è oggetto di studio, per verificare la compatibilità delle opere di progetto con l’area di destinazione o per studiare la propagazione del rumore delle stesse opere ma che sono già esistenti, utilissimo in caso di progettazione di opere di mitigazione e bonifica acustica o cambi di layout aziendali.