Dipartimento di Ingegneria Civile - Università degli studi di Roma Tre. Laurea Magistrale in Ingegneria delle Infrastrutture Viarie e dei Trasporti

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1 Dipartimento di Ingegneria Civile - Università degli studi di Roma Tre Laurea Magistrale in Ingegneria delle Infrastrutture Viarie e dei Trasporti RELAZIONE DI FINE TIROCINIO Laboratorio di trasporti a.a Tirocinante: Alessio Tinaburri Tutor: Marialisa Nigro 1

2 LABORATORIO DI TRASPORTI L attività di tirocinio si è svolta presso il laboratorio di trasporti - dipartimento di Ingegneria civile, università di Roma Tre per una durata complessiva di 4 mesi circa, dal 01/06/2014 al 01/10/2014, per un totale di 150 ore. In questo periodo è stato possibile apprendere nuove nozioni nell'ambito dei trasporti, nello specifico in quello ferroviario su cui è improntato il mio lavoro di tesi. Durante la prima fase del tirocinio sono stati effettuati dei rilievi fonometrici, mirati alla discretizzazione delle sorgenti ferroviarie lungo la linea A.V. A.C. Roma-Napoli. Durata delle misurazioni La durata dell'intervallo di misura utilizzato deve essere adeguata alle caratteristiche dell emissione sonora presa in esame. Pertanto tutte le misurazioni riportate saranno indicative del livello di rumore esistente all'interno delle zone interessate dai rilievi. La misura deve essere proseguita nel tempo, quanto meno fino alla determinazione del Leq(A) in 1 h. In ogni caso non è possibile effettuare misure in esterno in presenza di pioggia o di vento con velocità superiore ai 4 m/s che comporterebbe un rumore di fondo eccessivo. 2

3 Condizioni generali di misura Per la rilevazione del rumore è necessario far precedere le misurazioni da una serie di osservazioni ed eventualmente di misure orientative, per definire le caratteristiche acustiche generali della zona e la specifica ubicazione dei siti di misura in relazione alle finalità delle indagini. La metodologia di misura deve tendere a rilevare i valori di LAeq diurno e notturno rappresentativi della rumorosità ambientale della zona da esaminare. Devono essere pertanto esclusi, salvo specifiche motivazioni, tutti i periodi di tempo non caratterizzanti la normale situazione di rumorosità dell ambiente (es. periodi di festività, ferie estive, ecc..). Per zone caratterizzate da spiccata attività turistica è opportuno effettuare le misure in periodi a più elevata rumorosità. Qualora nella rilevazione del rumore prevalgono le emissioni derivanti da sorgenti fisse, è opportuno che siano rilevati gli intervalli di misura caratterizzati da più elevati livelli di emissione. Di norma le misure devono essere effettuate in assenza di precipitazioni atmosferiche e di forte vento, specificate successivamente nelle norme tecniche riguardanti le campagne di rilevazione. Strumenti di misura Fonometro datalogger in classe 2 ST8852 (Lafayette SL- 51) Costruito in conformità alle norme IEC CLASS2, La catena di misura è stata calibrata prima e dopo ogni rilievo fonometrico. 3

4 Il fonometro Lafayette SL-51 rileva una gamma dinamica del livello sonoro da 30 a 130 db, con differenti risposte in frequenza: ponderazione A e C per rispondere all'udito umano o scopi di monitoraggio tramite strumenti. Inoltre per la rilevazione di suoni diversi fornisce anche un settaggio costante veloce o lento, con uscita analogica per utilizzi diversi. Le sue caratteristiche sono qui sotto riportate: Precisione Gamma di frequenza Gamma dinamica Livello gamma Tempo di risposta veloce Risoluzione ±1.4dB 31.5Hz ~ 8KHz 50dB Low: 30dB ~ 80dB / Med: 50dB ~ 100dB Hi: 80dB ~ 130dB / Auto: 30dB ~ 130dB FAST (125mS), SLOW (1sec) 0.1dB Aggiornamento display 2 volte al secondo Datalogger (opzionale) Dimensioni Peso Standard di applicazione Frequenza di pesatura Microfono Display Segnali d'allarme Uscita analogica Uscita dati Autospegnimento Alimentazione Autonomia Condizioni operative Condizioni di immagazzinamento valori, intervallo di campionamento selezionabile da 2sec a 1h sullo strumento, se tenuto collegato al PC si può impostare l'intervallo di campionamento fino a 0,2 sec. 278 x 76 x 50mm 350g IEC CLASS2 A/C 1/2 pollice a condensatore elettrico, removibile 4 digits LCD con risoluzione 0.1 db 'OVER' quando avviene il superamento del limite superiore del range impostato 'UNDER' quando avviene il superamento del limite inferiore del range impostato AC7DC (AC=1Vrms;DC=10mV/dB) USB data traffic Approssimativamente dopo 15 min di inattività 1batteria 9V, 006P o NEDA1604 o IEC6F22 circa 30 ore 0 C 40 C; 10RH 90RH -10 C 60 C; 10RH 75RH 4

5 Il Fonometro lafayette SL-51 permette la visualizzazione in tempo reale dei valori misurati tramite ampio display, oppure è possibile scaricare i dati, come nel mio caso, attraverso l'uso del software interno riportato nella figura sottostante. Tramite questo software è possibile inoltre effettuare il settaggio dei parametri riguardanti lo strumento ( livelli low/high e frequenza di campionamento) nonché effettuare la procedura di taratura dello strumento obbligatoria prima di ogni campagna di misurazione. Condizioni meteorologiche durante le campagne di misurazione Le misure fonometriche proposte sono quelle effettuate in condizioni meteorologiche adatte come definite dal decreto 16 Marzo 1998 e cioè in assenza di precipitazioni atmosferiche o vento superiore ai 4 nodi. Tempo di riferimento Tr È il parametro che rappresenta la collocazione del fenomeno acustico nell arco delle 24 ore: si individuano il periodo diurno e notturno. Il periodo diurno è di norma quello relativo all intervallo di tempo compreso tra le h 6,00 e le h 22,00. Il periodo notturno è quello relativo all intervallo di tempo compreso tra le h 22,00 e le h 6,00. 5

6 Posizione del fonometro Il fonometro in ogni campagna di misurazione è stato posizionato ad un altezza superiore a 3,5 m rispetto al piano del ferro. Quest altezza è idonea ad individuare il contributo aerodinamico generato dal pantografo a velocità superiori ai 250 km/h. Calibrazione del fonometro Il fonometro deve essere calibrato con uno strumento il cui grado di precisione sia non inferiore a quello del fonometro stesso. La calibrazione dovrà essere eseguita prima e dopo ogni ciclo di misura. Le misure fonometriche eseguite sono da ritenersi valide se le due calibrazioni, effettuate prima e dopo il ciclo di misura, differiscono al massimo di ± 0.5 db. L apparecchiatura di misura deve essere controllata e tarata almeno ogni due anni. Tale controllo deve essere eseguito presso laboratori specializzati ed idoneamente attrezzati che ne rilasciano la documentazione. 6

7 Rilievi fonometrici eseguiti I rilievi fonometrici sono stati eseguiti in diversi punti lungo la linea A.V. A.C. Roma- Napoli con velocità di percorrenza differenti, allo scopo di individuare il livello di emissione che i convogli immettono nell'area circostante al momento del transito a seconda della velocità alla quale procedono. I punti comprensivi di orari/giorno ove sono stati eseguite le campagne di misurazione sono i seguenti: Linea AV/AC RM-NA dal km comune di Roma-Lunghezza. Linea AV/AC RM-NA dal km comune di S.Cesareo. 7

8 Linea AV/AC RM-NA dal km , comune di ceccano. Linea AV/AC RM-NA km , comune di capua-casal di principe. 8

9 Risultati campagne di misurazione eseguite il 30/07/2014 e il 07/08/2014 COMUNE ORARIO DIREZIONE TRENO TIPOLOGIA TRENO Velocità SEL, te Leq db(a) 1 h ceccano 13:38:00 ROMA fr , ,42 65,86 capua 16:18:00 ROMA fr , ,02 68,46 s.cesareo 13:03:00 NAPOLI fr ,000 99,91 64,35 s.cesareo 13:30:00 NAPOLI fr , ,31 64,75 s.cesareo 13:34:00 ROMA ITALO 285,000 97,25 61,69 s.cesareo 13:48:00 ROMA fr ,000 98,11 62,55 s.cesareo 14:09:00 NAPOLI/ROMA fr ITALO 255,000 99,65 64,09 ceccano 16:38:00 ROMA fr , ,72 70,16 ceccano 16:57:00 ROMA fa , ,15 66,59 lunghezza 10:36:00 ROMA Italo 220,000 87,99 52,42 lunghezza 10:40:00 NAPOLI Italo 220,000 85,79 50,22 lunghezza 10:55:00 ROMA fr ,000 88,61 53,05 lunghezza 11:05:00 NAPOLI fr ,000 88,61 53,05 ceccano 16:11:00 NAPOLI fr ,000 97,12 61,55 ceccano 16:22:00 NAPOLI ITALO 230,000 91,96 56,39 ceccano 17:11:00 ROMA fa ,000 95,52 59,95 Tali risultati sono stati successivamente implementati all'interno di un modello che permette di discretizzare l'andamento dei livelli di rumore prodotti dai convogli ferroviari al variare della velocità. La seconda parte del tirocinio è stata improntata sull'acquisizione delle conoscenze tecniche-informatiche per l'uso del software previsione SoundPLANE 7.3 SoundPLAN 7.3 è un potente software per la simulazione della propagazione del rumore e della dispersione di inquinanti, adatto per impatti e climi acustici; le sorgenti possono essere il traffico veicolare, quello ferroviario e quello aeroportuale, oltre che quanto derivante dall interno degli ambienti industriali. Inoltre il programma permette il calcolo delle barriere acustiche e dei sistemi di mitigazione in accordo con la normativa 2002/49 CE. 9

10 Questo software permette la modellizzazione acustica in accordo con decine di standard nazionali ed internazionali deliberati per il calcolo delle sorgenti di rumore e, basandosi sul metodo del Ray Tracing, è in grado di definire la propagazione del rumore sia su grandi aree, fornendone la mappatura, sia per singoli punti fornendo i livelli globali e la loro scomposizione direzionale. Tra gli standard forniti (tutti compresi nel modulo base) vi sono tutti quelli che fanno riferimento alle norme europee attuali o in fase di pubblicazione (COM ). Inoltre la struttura del software permette il facile inserimento di eventuali nuovi standard realizzati direttamente dal progettista. Il software è suddiviso in diversi moduli, ognuno dei quali specializzato in un preciso compito, andremo ora ad elencare i diversi moduli utilizzati per il lavoro di tesi, tramite una breve descrizione: 10

11 DGM ( Digital Ground Models) : Questo modulo permette la realizzazione del modello digitalizzato del terreno in tre dimensioni, all'interno del quale è possibile inserire tutte le opere di mitigazione previste e le strutture presenti all'interno del territorio o interessato dalla simulazione quali: edifici, strade, alberi, linee ferroviarie e opere di mitigazione se presenti. 11

12 Modulo calcoli: Attraverso questo modulo è possibile implementare i diversi calcoli che il software è in grado di sviluppare per quanto riguarda la modellizzazione acustica fornendo come risultato finale la propagazione del rumore sia su grandi aree, fornendone la mappatura acustica del territorio, che sui singoli ricettori presenti sul territorio ( edifici o abitazioni). Modulo grafici: Il seguente modulo permette di riportare in forma grafica i valori ottenuti mediante il modulo di calcolo. Questo strumento molto importante, permette di apprezzare qualitativamente i risultati ottenuti in fase di progettazione, mediante un confronto grafico dei livelli ottenuti in fase ante-operam e post-operam. Il modulo grafico permette la visualizzazione delle mappature acustiche sulla base del DGM realizzato e di eventuali sezioni verticali, allo scopo di verificare in eventuali punti critici l efficacia delle opere di mitigazione ipotizzate. Mappatura acustica in 3D su base dgm: 12

13 Animazione in 3D passaggio convoglio ferroviario: Mappatura acustica del rumore verticale in sezione: 13

14 Conclusioni A valle delle campagne di misurazione effettuate tramite l'uso del fonometro, è stato possibile realizzare una discretizzazione delle sorgente ferroviarie che transitano sulla linea A.V. A.C. Roma-Napoli, questo ha permesso di realizzare una banca dati da importare all'interno del software SoundPLANE 7.3, contenente le caratteristiche dei diversi convogli dell alta velocità attualmente in circolazione. Ipotizzando successivamente una variazione dello scenario attuale, andando ad incrementare la velocità commerciale e/o puntuale e il conseguente aumento dell'esercizio ferroviario, si è potuto constatare, come le opere di mitigazione presenti non siano più idonee ad abbattere il livelli di rumore all'interno della tratta in esame, in riferimento ad entrambi gli scenari: diurno e notturno. Le simulazioni realizzate mediante il software per la propagazione del rumore hanno evidenziato una criticità ed un superamento dei livelli di rumore consentiti dalla normativa vigente. A tale proposito, è stato necessario effettuare una ri-progettazione delle opere di mitigazione presenti lungo la linea, tenendo conto di un incremento dell'esercizio ferroviario delle velocità commerciali nell'immediato futuro. Conclusa la fase di progettazione, sono state effettuate delle analisi costi-benefici, le quali hanno permesso una valutazione tra i costi indotti dalla realizzazione più messa in opera e i benefici prodotti dall'abbattimento dei livelli di rumore. Questo, insieme ad una serie di norme tecniche - amministrative, legate alla conservazione del ambiente sede dell'interveto, ha permesso la definizione delle opere di mitigazione reputate come più idonee. 14