1 INQUADRAMENTO GENERALE

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2 INDICE INDICE INQUADRAMENTO GENERALE SITUAZIONE NORMATIVA DESCRIZIONE DELL IMPIANTO Linee interrate in MT La stazione elettrica e le cabine di trasformazione di macchina VALUTAZIONE DELLE DISTANZE DI PRIMA APPROSSIMAZIONE Cavidotti in MT Procedura di calcolo e condizioni al contorno Risultati dei calcoli Considerazioni sui risultati ottenuti Le cabine di trasformazione MT/BT Procedura di calcolo e condizioni al contorno Calcolo della DPA Considerazioni sul risultato ottenuto La stazione elettrica 132/30kV CONCLUSIONI

3 1 INQUADRAMENTO GENERALE L obiettivo della presente relazione è quello di effettuare una valutazione preventiva per quanto riguarda i valori di inquinamento elettromagnetico ed il conseguente impatto ambientale derivante dall installazione di un impianto eolico in località Monte il Cerrone nel territorio comunale di Mercatello sul Metauro (PU). L impianto eolico sarà costituito da N 9 aerogeneratori della potenza unitaria di 3MW per una potenza complessiva dell impianto di 27,0MW. Come noto, i campi elettromagnetici generati dalla presenza di linee elettriche aeree, soprattutto ad alta ed altissima tensione, destano non poche preoccupazioni, in quanto in grado di indurre effetti nocivi sull uomo, non a caso si ricorre sempre più spesso all interramento di queste linee al fine di ridurre e contenere entro limiti di accettabilità i valori di campo elettromagnetico nelle aree interessate dalla presenza dell uomo. Le scelte progettuali riguardanti l impianto eolico in questione permettono di guardare con estremo ottimismo ai livelli di elettromagnetismo introdotti nell ambiente dall installazione in oggetto, infatti la totalità delle linee di potenza per il collegamento degli aerogeneratori alla rete elettrica esistente è caratterizzata da cabine di trasformazione e da un elettrodotto interrato in media tensione. La valutazione dell impatto elettromagnetico è stata condotta analizzando punto per punto tutti i componenti che caratterizzano il collegamento tra aerogeneratori e Rete di Trasmissione Nazionale (RTN), andando ad individuare per ognuno l ampiezza delle fasce di rispetto all interno delle quali non è consentita alcuna destinazione di edifici ad uso residenziale, scolastico, sanitario ovvero ad uso che comporti una permanenza non inferiore a quattro ore 1. In particolare per la stazione elettrica 30/132kV, si sono effettuate analogie e confronti con degli studi effettuati dall ARPA di Rimini e dall ASL su analoghi sistemi già posti in opera. Mentre per le cabine in media tensione e per l elettrodotto interrato è stato effettuato il calcolo della fascia di rispetto in accordo con le modalità individuate dall APAT di concerto con ARPA ed allegate al DM 29/05/2008. I risultati delle valutazioni condotte hanno mostrato come l intero elettrodotto, comprese le cabine di media tensione e la stessa stazione elettrica di elevazione da media ad alta tensione, introducano valori di campo elettromagnetico molto al di sotto di quelli che dalla normativa vigente vengono considerati valori limite, che consentono di minimizzare l esposizione della popolazione e dei lavoratori ai campi elettromagnetici, anche per la protezione da possibili effetti di lungo periodo. 3

4 La valutazione intrapresa ha dunque confermato che i valori di campo elettromagnetico introdotti dal impianto eolico in oggetto non sono tali da destare preoccupazione alcuna per quanto riguarda l induzione di effetti nocivi sull uomo. 2 SITUAZIONE NORMATIVA La normativa nazionale per la tutela della popolazione dagli effetti dei campi elettromagnetici disciplina separatamente le basse frequenze (es. elettrodotti) e le alte frequenze (es. impianti radiotelevisivi, stazioni radiobase, ponti radio). In generale il sistema di protezione dalle esposizioni agli inquinanti ambientali distingue gli effetti prodotti sull uomo come: - effetti acuti (o di breve periodo), basati su una soglia, per cui si fissano limiti di esposizione che garantiscono - con margini cautelativi - la non insorgenza di tali effetti; - effetti cronici (o di lungo periodo), privi di soglia e di natura probabilistica (all aumentare dell esposizione aumenta non l entità ma la probabilità del danno), per cui si fissano livelli operativi di riferimento per prevenire o limitare il possibile danno complessivo. Il 14 febbraio 2001 è stata approvata dalla Camera dei deputati la legge quadro sull inquinamento elettromagnetico (L.36/01), la quale fornisce alcune definizioni riguardanti l esposizione dell uomo ai campi elettromagnetici (CEM). Limiti di esposizione Valori di attenzione Obiettivi di qualità Valori di CEM che non devono essere superati in alcuna condizione di esposizione, ai fini della tutela dagli effetti acuti Valori di CEM che non devono essere superati negli ambienti abitativi, scolastici e nei luoghi adibiti a permanenze prolungate. Essi costituiscono la misura di cautela ai fini della protezione da possibili effetti di lungo periodo Valori di CEM causati da singoli impianti o apparecchiature da conseguire nel breve, medio e lungo periodo, attraverso l uso di tecnologie e metodi di risanamento disponibili. Sono finalizzati a consentire la minimizzazione dell esposizione della popolazione e dei lavoratori ai CEM anche per la protezione da possibili effetti di lungo periodo Tabella 1: Definizioni di limiti di esposizione, di valori di attenzione e di obiettivi di qualità secondo la legge quadro L.36/01. I suddetti valori di riferimento sono definiti dal DPCM del 08/07/2003 (G.U. n. 200 del ) Fissazione dei limiti massimi di esposizione, dei valori di attenzione e degli obiettivi di qualità per la protezione della popolazione dalle esposizioni ai campi elettrici e magnetici 1 Legge 36/01 art. 4h. 4

5 generati alla frequenza di rete (50Hz) generati dagli elettrodotti ; tale decreto, per effetto di quanto fissato dalla legge quadro sull inquinamento elettromagnetico, stabilisce: - I limiti di esposizione, i valori di attenzione e gli obiettivi di qualità per la tutela della salute della popolazione nei confronti dei campi elettromagnetici generati a frequenze non contemplate dal D.M. 381/98, ovvero i campi a bassa frequenza (ELF) e a frequenza industriale (50Hz); - I limiti di esposizione, i valori di attenzione e gli obiettivi di qualità per la tutela della salute dei lavoratori professionalmente esposti nei confronti dei campi elettromagnetici generati a frequenze comprese tra 0Hz e 300GHz (esposizione professionale ai campi elettromagnetici); - Le fasce di rispetto per gli elettrodotti in AT. Per quanto riguarda campi elettromagnetici a frequenza industriale (50 Hz) relativi agli elettrodotti il DPCM 08/07/2003 stabilisce i valori riportati nella seguente tabella: Normativa Limiti previsti Induzione magnetica B (μt) Intensità del campo elettrico E (V/m) Limite d esposizione DPCM Limite d attenzione 10 Obiettivo di qualità 3 Racc. 1999/512/CE Livelli di riferimento (ICNIRP1998, OMS) Tabella 2: Limiti di esposizione, limiti di attenzione e obiettivi di qualità del DPCM 08/07/03, confrontati con i livelli di riferimento della Raccomandazione 1999/512CE. Il limite d attenzione di 10μT si applica nelle aree di gioco per l infanzia, negli ambienti abitativi, negli ambienti scolastici e in tutti i luoghi in cui possono essere presenti persone per almeno 4 ore al giorno. Tale valore è da intendersi come mediana dei valori nell arco delle 24 ore nelle normali condizioni d esercizio. L obiettivo di qualità di 3μT si applica ai nuovi elettrodotti nelle vicinanze dei sopraccitati ambienti e luoghi, nonché ai nuovi insediamenti ed edifici in fase di realizzazione in prossimità di linee e di installazioni elettriche già esistenti (valore inteso come mediana dei valori nell arco delle 24 ore nelle normali condizioni di esercizio). Da notare che questo valore corrisponde 5

6 approssimativamente al livello di induzione prevedibile, per linee a pieno carico, alle distanze di rispetto stabilite dal vecchio DPCM 23/04/92. Si ricorda che i limiti di esposizione fissati dalla legge sono di 100μT per lunghe esposizioni e di 1000 μt per brevi esposizioni. Da ricordare, inoltre, che per le linee elettriche in MT (linee aeree a 30kV) esiste il DM 16/01/91 del Ministero dei Lavori Pubblici, il quale stabilisce per tali linee una distanza di circa 3 m dai fabbricati. Sebbene le Regioni possano prescrivere obiettivi di tutela più restrittivi rispetto a quanto riportato dai decreti, la Corte Costituzionale, con sentenza n. 307 del 23 settembre 7 ottobre 2003, ha dichiarato l illegittimità costituzionale di alcune leggi regionali (Marche, Campania, Puglia e Umbria) che fissavano valori di soglia e/o distanze di rispetto dalle sorgenti più restrittivi previsti dalla legge 36/01 e dai suoi decreti attuativi. Per cui, per le valutazioni nell ambito del presente studio, si è fatto riferimento ai limiti di cui alla tabella precedente. La determinazione delle fasce di rispetto per gli elettrodotti, invece, risale alla legge 22/02/2001, n.36 Legge quadro sulla protezione dalle esposizioni a campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici. Secondo l'art. 4, comma h, di tale legge all'interno delle fasce di rispetto non è consentita alcuna destinazione di edifici ad uso residenziale, scolastico, sanitario ovvero ad uso che comporti la permanenza non inferiore a quattro ore. A riguardo, l'art. 6 del DPCM del 08/07/2003 recita: Per la determinazione delle fasce di rispetto si dovrà far riferimento all'obiettivo di qualità di cui all'art.4 ed alla portata in corrente in servizio normale dell'elettrodotto, come definita dalla norma CEI 11-60, che deve essere dichiarata dal gestore al Ministero dell'ambiente e della tutela del territorio, per gli elettrodotti con tensione superiore a 150kV, e alle regioni, per gli elettrodotti con tensione non superiore a 150kV. I gestori provvedono a comunicare i dati per il calcolo e l'ampiezza delle fasce di rispetto ai fini delle verifiche delle autorità competenti. La metodologia di calcolo dell ampiezza delle fasce di rispetto è stata definita da APAT in concerto con ARPA e con l approvazione del Ministero dell Ambiente e della tutela del Territorio come da allegato al DM 29/05/2008 Metodologia di calcolo per la determinazione delle fasce di rispetto degli elettrodotti. 6

7 3 DESCRIZIONE DELL IMPIANTO In linea di principio il funzionamento dell impianto eolico prevede che ogni aerogeneratore investito dal flusso del vento produca energia in bassa tensione (BT - 400V), tramite una cabina di trasformazione posta all interno dell aerogeneratore si effettua una prima trasformazione da bassa BT a media tensione (MT 30kV). Nel caso in esame i N 9 aerogeneratori sono suddivisi in due gruppi, composti rispettivamente da cinque e quattro aerogeneratori. Gli aerogeneratori di ciascuno dei due gruppi sono collegati mediante una linea interrata in MT, le due linee poi vanno a formare un unico elettrodotto di collegamento in MT alla stazione elettrica di elevazione dove avviene la trasformazione da MT ad alta tensione (AT 132kV). Il collegamento alla RTN avviene all interno della stazione elettrica 30/132kV mediante una connessione in sbarra. Essendo dunque, gli elettrodotti, le cabine e la stazione elettrica facenti parte dell impianto eolico, interessate da tensioni e correnti in bassa, media ed alta tensione con frequenza 50Hz, esse rappresentano delle sorgenti di campo elettromagnetico a bassissima frequenza. I campi elettromagnetici a frequenze estremamente basse (ELF), quali quelli che si manifestano nell esercizio degli impianti eolici, sono quelli con frequenze fino a 300Hz. A frequenze così basse corrispondono lunghezze d onda in aria molto grandi (6.000km a 50Hz e 5.000km a 60Hz) e, in situazioni pratiche, il campo elettrico e quello magnetico agiscono in modo indipendente l'uno dall'altro e sono calcolati e misurati separatamente. In particolare i campi elettrici sono prodotti dalle cariche elettriche e la loro intensità viene misurata in volt al metro (V/m) o in chilovolt al metro (kv/m). L'intensità dei campi elettrici è massima vicino alla sorgente e diminuisce con la distanza. Essi vengono schermati dalla maggior parte dei materiali di uso comune. La scelta di operare con linee in MT schermate ed interrate, permette di poter trascurare l effetto dovuto al campo elettrico, soprattutto in virtù dell effetto schermante del terreno. A supporto di questa considerazione si può fare riferimento a risultati ottenuti con misure effettuate in impianti eolici paragonabili a quello oggetto del presente studio, dove si sono rilevati valori di campo elettrico ben al di sotto del limite di 5.000V/m imposto dalla legge. Diversamente i campi magnetici sono prodotti dal moto delle cariche elettriche, cioè dalla corrente. La loro intensità si misura in ampere al metro (A/m), ma è spesso espressa in termini di una grandezza corrispondente, l'induzione magnetica, che si misura in Tesla (T). I campi magnetici 7

8 sono massimi vicino alla sorgente e diminuiscono con la distanza. Essi contrariamente ai campi elettrici non vengono schermati dalla maggior parte dei materiali di uso comune ma li attraversano facilmente. Alla luce di quanto detto andremo dunque ad individuare le cosiddette fasce di rispetto per le principali sorgenti di campo elettromagnetico, concentrando l attenzione unicamente sullo studio del campo magnetico. Le principali sorgenti di campo sono: - le linee interrate in MT che compongono l elettrodotto; - la stazione elettrica 30/132kV; - le cabine di trasformazione di macchina. 3.1 Linee interrate in MT Come già illustrato, l energia prodotta dagli aerogeneratori in BT viene trasformata in MT e trasportata fino alla stazione elettrica di elevazione, dove viene ulteriormente trasformata in AT prima di essere immessa nella RTN. Il trasporto dell energia in MT avviene mediante cavi, interrati ad una profondità compresa tra 80 e 120cm, posati su letto di sabbia secondo quanto descritto dalla modalità M delle norme CEI In corrispondenza degli attraversamenti stradali, lo strato di sabbia è chiuso in superficie, a contatto con il manto stradale, da un getto di cls magro spessore 30cm. Oltre ai suddetti cavi MT sarà posizionata nello scavo un ulteriore linea di segnale entro apposita tubazione in PE ed una corda di rame nuda. La sezione dei cavi di ciascun tronco di linea è calcolata in modo da essere adeguata alle correnti da trasportare nelle condizioni di massima produzione degli aerogeneratori turbine. 3.2 La stazione elettrica e le cabine di trasformazione di macchina La cabina di trasformazione è ubicata all interno della torre tubolare di sostegno di ogni aerogeneratore. Questa, essenzialmente, ha il compito di trasformare l energia elettrica prodotta dal generatore posto nella navicella, dalla tensione di ingresso pari a 400 V (bassa tensione), alla tensione di 30kV, ossia in media tensione. 8

9 Nella stazione elettrica sarà effettuata la trasformazione da media ad alta tensione. Essa è costituita da un trasformatore MT/AT di potenza adeguata, da tutte le apparecchiature AT per la protezione dell impianto e la misura delle tensioni e correnti, nonché da tutte le apparecchiature elettriche di protezione e misura dell impianto MT, le apparecchiature BT per i servizi ausiliari e le relative strutture di tipo monoblocco in cemento armato vibrato per il loro alloggiamento. 4 VALUTAZIONE DELLE DISTANZE DI PRIMA APPROSSIMAZIONE Secondo quanto definito dal DM 29/05/2008, al fine di determinare le fasce di rispetto degli obiettivi di qualità si può procedere inizialmente alla valutazione della cosiddetta Distanza di Prima Approssimazione (DPA) che per le linee elettriche è la distanza minima, in pianta sul livello del suolo, dalla proiezione del centro linea che garantisce che ogni punto si trovi all esterno delle fasce di rispetto. Per le cabine è la distanza, in pianta sul livello del suolo, da tutte le pareti della cabina stessa che garantisce i requisiti di cui sopra. Per l individuazione della DPA relativa alle linee elettriche (aeree o interrate) e per le cabine di trasformazione MT/BT è possibile fare riferimento a quanto previsto dalla norma CEI Parte 1, in cui si definiscono modelli semplificati che consentono, con semplici passaggi, di individuare le distanze di prima approssimazione. Per quanto riguarda la sottostazione, la DPA è stata ricavata per analogia, sulla base di misure effettuate su impianti in esercizio analoghi a quello oggetto del presente studio. 4.1 Cavidotti in MT Per ciò che concerne l elettrodotto interrato, la valutazione della DPA è stata condotta secondo la guida CEI Parte 1, Guida per la determinazione delle fasce di rispetto per gli elettrodotti secondo le disposizioni del DPCM 8 luglio 2003 (Art. 6) Parte 1: Linee elettriche aeree e in cavo. La guida propone soluzioni analitiche approssimate per l individuazione della DPA, in vari casi pratici. L elettrodotto in ingresso alla stazione elettrica è costituito da una doppia terna interrata in MT la quale deriva dall unione delle due terne singole interrate provenienti da ciascuno dei due gruppi di aerogeneratori. L interramento è una soluzione che permette di poter trascurare il campo elettrico già a livello della superficie del terreno, grazie all effetto schermante di quest ultimo, mentre la 9

10 suddivisione della linea in due terne è una soluzione derivante dai valori delle correnti che si devono convogliare alla stazione elettrica di elevazione. La guida CEI Parte 1, nel caso di doppia terna interrata, suggerisce per la valutazione della DPA l approccio tramite il modello di calcolo standardizzato definito dalla CEI 211-4, in quanto le varie combinazioni possibili tra i parametri elettrici e geometrici che entrano in gioco nella distribuzione del campo magnetico non permettono un approccio tramite soluzione analitica semplificata che può invece essere utilizzata per la singola terna interrata. Riportiamo in figura 1 il confronto tra i profili laterali dell induzione magnetica, calcolata con il calcolo standardizzato, ad 1 metro da terra di due terne posate rispettivamente a trifoglio ed in piano. Figura 1: Confronto tra i profili laterali dell induzione magnetica a 1 m da terra di due terne posate rispettivamente a trifoglio e in piano a contatto, I = A, profondità di posa = 1,2 m, diametro cavi 100mm (CEI Parte 1). 10

11 4.1.1 Procedura di calcolo e condizioni al contorno La guida CEI Parte 1 fa riferimento ad un modello bidimensionale semplificato valido per conduttori paralleli, in particolare si definisce una sezione ortogonale alla direzione dei cavi e si studia il profilo dell induzione del campo magnetico su tale sezione. Per il calcolo dell induzione magnetica il terreno viene considerato come un piano avente permeabilità magnetica relativa pari a 1 e quindi come se fosse completamente trasparente al campo magnetico, il calcolo dell induzione viene effettuato tramite la legge di Biot-Savart, che esprime in un generico punto dello spazio il valore dell induzione magnetica B generata da un conduttore rettilineo percorso da corrente I attraverso la formula: 0 B 2 I d ^ ^ u I u r Dove d è la distanza tra il conduttore ed il punto di calcolo; definiamo dunque una sezione ortogonale ai conduttori interrati assumendo l asse z concorde con la direzione dei cavi, lo studio del profilo dell induzione magnetica su un piano ortogonale ai conduttori si traduce nello studio del profilo dell induzione magnetica sul piano seguenti: x, y e la legge di Biot-Savart si può scrivere con le B B x y i i Ii Ii 2 x x y y p y y i x i 2 x x y y p i p p x i p p i i 2 2 ^ x ^ y dove x i, yi rappresentano le coordinate del conduttore i-esimo percorso dalla corrente i I mentre x p, y p sono le coordinate del punto dove si vuole valutare l induzione del campo magnetico. Con il modello suddetto si sono valutate le due soluzioni che contemplano le possibili pose in opera dei cavi in doppia terna e cioè la configurazione con due terne a trifoglio distanziate tra loro di 30cm e quella con due terne in piano a contatto tra loro, soluzioni che dalla figura 1 sembrano produrre i valori più contenuti di induzione magnetica sul piano verticale. 11

12 Figura 2: Sezione verticale delle due possibili soluzioni di posa in opera studiate. Per le singole terne che collegano i due gruppi di aerogeneratori la CEI Parte 1 definisce invece delle formule analitiche semplificate alternative al metodo sopra illustrato, in grado di stimare con buona approssimazione il luogo dei punti all esterno del quale il valore dell induzione magnetica, generato dalla terna percorsa da corrente, si mantiene inferiore all obiettivo di qualità di 3 T. In particolare indicando con d la profondità di interramento della terna, I il modulo della corrente che attraversa i conduttori ed S la distanza tra i baricentri dei singoli conduttori abbiamo: - singola terna interrata disposta in piano DPA 0,115 S I d 2 - singola terna interrata disposta a trifoglio DPA 0,082 S I d 2 Le condizioni al contorno considerate per lo studio dell induzione magnetica sul piano x, y sono le più critiche possibili, al fine di rendere conservativa la valutazione condotta, ed in particolare: la velocità media annua del vento nel sito v m 6,0m / s ; il numero di ore annue equivalenti di funzionamento dell impianto (numero di ore all anno per il quale le macchine producono la quantità di energia stimata funzionando a piena potenza) h eq 1972 ore; la potenza nominale (che con la tipologia di aerogeneratori adottati è la massima potenza raggiungibile) P r kW ; 12

13 la corrente nominale (che con la tipologia di aerogeneratori adottati è la massima corrente che può circolare) I r 57, 75A; la corrente media nell anno I m 13, 00A ; la minima profondità di posa dei cavi H 0, 80m ; la distanza tra i baricentri dei singoli conduttori S 0, 05m Risultati dei calcoli Le sezioni sulle quali si è deciso di effettuare lo studio sono due: la prima sezione è posizionata in corrispondenza della singola terna che collega il gruppo costituito da N 5 aerogeneratori con la stazione elettrica di elevazione, sulla quale insiste la corrente più elevata; la singola terna è costituita da conduttori di sezione pari a 185mm 2. la seconda sezione è posizionata in corrispondenza della doppia terna interrata che collega l intero impianto eolico alla stazione elettrica di elevazione; la doppia terna è costituita da conduttori di superficie pari a 400mm 2. SINGOLA TERNA Come già accennato, per la singola terna che collega il gruppo di N 5 aerogeneratori la DPA è identificata con il metodo semplificato sopra esposto. In base alle condizioni al contorno definite in precedenza la corrente che attraversa la terna in oggetto sarà: corrente nominale generata dai 5 aerogeneratori del gruppo nei periodi di produzione di picco I r 57, A ; corrente media nell anno I m 13,005 65A. Si sono pertanto effettuate 4 valutazioni: layout con conduttori disposti a trifoglio e terna percorsa dalla corrente nominale I r 289A ; layout con conduttori disposti in piano e terna percorsa dalla corrente nominale I r 289A ; 13

14 layout con conduttori disposti a trifoglio e terna percorsa dalla corrente media di linea I m 65A; layout con conduttori disposti in piano e terna percorsa dalla corrente media di linea I m 65A; In tabella 3 sono riportati i risultati ottenuti applicando il modello semplificato proposto dalla guida CEI Parte 1. IN PIANO A TRIFOGLIO Corrente nominale Ir=289 A 1,01 m 0,74 m Corrente media annua Im=65 A 0,00 m 0,00 m Tabella 3: Fasce di rispetto calcolate per la singola terna di collegamento secondo la guida CEI Parte 1 considerando configurazioni in piano ed a trifoglio. DOPPIA TERNA I valori di corrente che attraversano la doppia terna di collegamento alla stazione elettrica 30/132kV sono invece i seguenti: corrente nominale generata dai N 9 aerogeneratori nei periodi di produzione di picco I r 57, A; corrente media nell anno I m 13, A. Indichiamo con T 1 e T 2 le terne che collegano i N 9 aerogeneratori alla sottostazione primaria, una delle due terne serve un gruppo di N 5 aerogeneratori ( T 1) mentre l altra serve un gruppo di N 4 aerogeneratori ( T 2), perciò: la corrente nominale che attraversa T 1 sarà la corrente nominale che attraversa T 2 sarà corrente media nell anno che attraversa T 1 sarà corrente media nell anno che attraversa T 1 sarà I T 1 r 57, A; I T 2 r 57, A ; I T 1 m 13,005 65A; I T 2 m 13, A; 14

15 Si sono perciò effettuate in tutto 4 valutazioni: layout con conduttori disposti a trifoglio con terne distanti 30cm tra loro, ogni terna percorsa dalla corrente di linea nominale r 289A e I A 1 r 231 ; T 2 I T layout con conduttori disposti in piano con cavi a contatto tra loro, ogni terna percorsa dalla corrente di linea nominale r 289A e I A 1 r 231 ; T 2 I T layout con conduttori disposti a trifoglio con terne distanti 30cm tra loro, ogni terna percorsa dalla corrente di linea media m 65A e I A 1 m 52 ; T 2 I T layout con conduttori disposti in piano con cavi a contatto tra loro, ogni terna percorsa dalla corrente di linea media m 65A e I A 1 m 52 ; T 2 I T la valutazione è stata eseguita studiando il profilo di induzione magnetica a livello del terreno, ad un altezza di 0,5 metri dal terreno e ad un altezza di 1 metro dal terreno; di seguito sono riportati i risultati delle valutazioni eseguite. 15

16 Induzione Magnetica B [ T ] Layout con conduttori disposti a trifoglio con terne distanti 30cm tra loro, ogni terna percorsa dalla corrente di linea nominale IrT1=289 A e IrT2=231 A con configurazione delle fasi del tipo RST-TRS. 0, H = 0,0 metri H = 0,5 metri H = 1,0 metri 0, , , Scostamento dall'asse dello scavo [m] Figura 4: Distribuzione dell induzione magnetica B sul piano verticale con doppia terna a trifoglio con interasse tra le terne di 30cm, correnti nominali pari a IrT1=289 A e IrT2=231 A con disposizione delle fasi del tipo RST-TRS. 16

17 Induzione Magnetica B [ T ] Layout con conduttori disposti in piano con terne a contatto tra loro, ogni terna percorsa dalla corrente di linea nominale IrT1=289 A e IrT2=231 A con configurazione delle fasi del tipo RST-TSR. 0, H = 0,0 metri H = 0,5 metri H = 1,0 metri 0, , , Scostamento dall'asse dello scavo [m] Figura 5: Distribuzione dell induzione magnetica B sul piano verticale con doppia terna in piano con le terne a contatto tra loro, correnti nominali pari a IrT1=289 A e IrT2=231 A con disposizione delle fasi del tipo RST-TSR. 17

18 Induzione Magnetica B [ T ] Layout con conduttori disposti a trifoglio con terne distanti 30cm tra loro, ogni terna percorsa dalla corrente di linea media ImT1=65 A e ImT2=52 A con configurazione delle fasi del tipo RST-TRS. 0, H = 0,0 metri H = 0,5 metri H = 1,0 metri 0, , , Scostamento dall'asse dello scavo [m] Figura 6: Distribuzione dell induzione magnetica B sul piano verticale con doppia terna a trifoglio con interasse tra le terne di 30cm, correnti medie pari a ImT1=65 A e ImT2=52 A con disposizione delle fasi del tipo RST-TRS. 18

19 Induzione Magnetica B [ T ] Layout con conduttori disposti in piano con terne a contatto tra loro, ogni terna percorsa dalla corrente di linea media ImT1=65 A e ImT2=52 A con configurazione delle fasi del tipo RST-TSR. 0, H = 0,0 metri H = 0,5 metri H = 1,0 metri 0, , , Scostamento dall'asse dello scavo [m] Figura 7: Distribuzione dell induzione magnetica B sul piano verticale con doppia terna in piano con le terne a contatto tra loro, correnti medie pari a ImT1=65 A e ImT2=52 A con disposizione delle fasi del tipo RST-TSR. 19

20 4.1.3 Considerazioni sui risultati ottenuti Con riferimento alla sezione verticale di studio, per ognuno dei due casi (conduttori a trifoglio e conduttori in piano) sono stati riportati i risultati ottenuti con la configurazione ottimale delle fasi, che riduce al minimo l induzione magnetica sul piano verticale. Per la configurazione a trifoglio la disposizione delle fasi considerata è del tipo RST-TRS mentre per la configurazione in piano è del tipo RST-TSR. Analizzando i risultati si osserva come, sia la sezione a singola terna che quella a doppia terna, in condizioni di corrente media annuale, determinino profili di induzione magnetica sull asse dello scavo a livello del terreno inferiori agli obiettivi di qualità stabiliti dal DPCM 08/07/2003. Diversa è la situazione nel caso in cui le terne sono attraversate dalla corrente massima, in questa ipotesi si osservano i seguenti risultati: per la sezione a singola terna, a livello del terreno, l obiettivo di qualità viene rispettato a distanze superiori ad 1,01 metri dall asse dello scavo per la posa in piano, mentre nel caso di posa a trifoglio l obiettivo di qualità viene rispettato a distanze superiori a 0,74 metri dall asse dello scavo. per la sezione a doppia terna, a livello del terreno, l obiettivo di qualità viene rispettato a distanze superiori a 0,40 metri dall asse dello scavo per la posa in piano, mentre nel caso di posa a trifoglio l obiettivo di qualità viene rispettato a distanze superiori a 0,80 metri dall asse dello scavo. Inoltre è importante sottolineare che le condizioni di corrente massima sono ipotizzabili per circa un terzo dell anno, mentre per i restanti due terzi la corrente che circola nell elettrodotto sarà prossima alla corrente media di calcolo. La distribuzione di induzione magnetica a 0,5 metri e ad 1 metro dal livello del suolo risulta in ogni caso abbondantemente al di sotto dei limiti previsti dalla legge. Altra considerazione a favore della sicurezza è il fatto che il piano d appoggio dei conduttori è stato considerato ad una quota di 0,80m sotto il livello del suolo, quota minima per linee di questo tipo che può arrivare anche a valori di 1,20m, inoltre i cavi sono provvisti di opportune schermature che riducono gli effetti del campo elettromagnetico a distanza. 20

21 Alla luce di queste valutazioni, scegliendo come nel nostro caso una posa in opera di tipo in piano, considerare una DPA di 1 metro dall asse dello scavo nel caso di singola terna e di 0,80 metri dall asse dello scavo nel caso di doppia terna permette di avere la certezza che i valori di induzione magnetica siano al di sotto dell obiettivo di qualità definito dal DPCM 08/07/2003 come riportato in figura 8. Figura 8: DPA per singola e doppia terna interrata con modalità di posa in piano e disposizione delle fasi del tipo RST-TSR. 21

22 4.2 Le cabine di trasformazione MT/BT Le cabine di trasformazione MT/BT come già detto sono poste all interno degli aerogeneratori, i valori di campo elettromagnetico per queste cabine sono ovviamente inferiori a quelli che si generano intorno alla stazione elettrica di elevazione. Il DM 29/05/2008 definisce una metodologia semplificata per individuare le DPA di una cabina elettrica standard di dimensioni 4,00m x 2,40m x 2,70m (h) definendo la DPA per cabine elettriche come la distanza dalle pareti della cabina standard oltre la quale i valori di campo elettromagnetico sono sicuramente inferiori agli obiettivi di qualità stabiliti dal DPCM 08/07/ Procedura di calcolo e condizioni al contorno La valutazione della DPA è stata effettuata con modello semplificato, il quale considera un sistema trifase percorso da corrente pari alla corrente nominale di bassa tensione del trasformatore e con distanza tra le fasi pari al diametro dei cavi reali in uscita dal trasformatore. I dati di partenza sono pertanto: corrente nominale di bassa tensione del trasformatore I [A]; diametro dei cavi reali in uscita dal trasformatore d [m]. Il DM 29/05/2008 fornisce la relazione che consente di ricavare la DPA [m] in funzione del diametro dei cavi: Dpa 0,40942 d I 0,5241 inoltre fornisce una rappresentazione grafica della relazione di rapido utilizzo: 22

23 Figura 9: Rappresentazione dell andamento del rapporto tra DPA e radice della corrente nominale al variare del diametro dei cavi Calcolo della DPA Il lato in bassa tensione a monte del trasformatore della cabina presenta le seguenti caratteristiche elettriche: potenza dell aerogeneratore P r 3, 0MW ; tensione di uscita di bassa V o 400V ; corrente di bassa I 4330A ; diametro dei cavi d 0, 05m. Applicando la suddetta relazione si ottiene una DPA 5, 60m che va arrotondata al mezzo metro superiore ottenendo una distanza dalle pareti perimetrali della cabina standard di 5 metri Considerazioni sul risultato ottenuto I risultati ottenuti mostrano che la DPA necessaria al fine di mantenere i livelli di elettromagnetismo al di sotto degli obiettivi di qualità individuati dal DPCM 08/07/2003 è di 5,60 metri dalle pareti della cabina standard, al fine di estendere questo risultato al caso reale consideriamo la fascia di rispetto come quella definita dalla corona circolare che, dal perimetro della base del pilone, si estende per un ampiezza di 6,26 metri fino ad inscrivere completamente la fascia di rispetto della ipotetica cabina standard come rappresentato in figura

24 Figura 10: Fascia di rispetto e DPA per le cabine di trasformazione MT/BT poste alla base dei piloni di sostegno degli aerogeneratori. 4.3 La stazione elettrica 30/132kV Per quanto riguarda la soluzione di connessione il progetto prevede il collegamento in antenna con una stazione di smistamento Terna 132 kv, di futura realizzazione, inserita in entra-esci sulla linea 132 kv Città di Castello Sant Angelo in Vado. La sottostazione Elettrica di collegamento dell impianto eolico deve essere realizzata in adiacenza alla stazione di smistamento Terna 132 kv di futura realizzazione. L allegato al DM 29/05/2008 al punto afferma che per le sottostazioni primarie la DPA e quindi la fascia di rispetto rientrano, generalmente, nei confini di pertinenza dell impianto stesso. Il campo elettromagnetico intorno alla stazione elettrica infatti dipendente in maniera preponderante dalle linee di potenza entranti ed uscenti dalla stazione stessa, mentre il campo elettromagnetico dovuto ai trasformatori ed alle apparecchiature misurato oltre le recinzioni, è in genere indistinguibile dai livelli di fondo dell ambiente, ne consegue che la costruzione della nuova stazione elettrica in progetto non determina, all esterno dei confini di pertinenza dell impianto, livelli di campo elettromagnetico superiori all obiettivo di qualità definito nel DPCM 08/07/2003. A supporto di quanto appena esposto si citano i risultati di alcune misurazioni effettuate dall ARPA di Rimini nel 1994 in alcune cabine primarie (v. Inquinamento Elettromagnetico, P. Bevitori et al. - Maggioli Editore, pagg ). Il campo elettrico misurato lungo il perimetro di recinzione di cabine primarie è risultato sempre inferiore a 5 V/m; si ricorda che i limiti di legge per il campo 24

25 elettrico sono di 5000 V/m per lunghe esposizioni e di V/m per brevi esposizioni. Il livello di induzione magnetica è sempre risultato minore di 0,2 μt. Nella tabella 4 sono riportati, invece, i valori del campo elettrico e del campo magnetico rilevato a seguito di misurazioni effettuate dall ASL su campi funzionanti. La misura è stata effettuata in una zona dove sono presenti due parchi eolici ognuno dei quali di potenza paragonabile all impianto in esame, ponendo la sonda ad un altezza di 1,5 metri dal piano di calpestio e posizionata vicino alla porta di ingresso della sottostazione, all interno della sottostazione, vicino ad una linea alta tensione a 150kV, ed alla periferia degli impianti. Si nota come solo il valore misurato all interno della sottostazione è superiore a 3 μt, obiettivo di qualità nel DPCM 08/07/2003, mentre tutte le altre misure soddisfano anche tale valore. Il raccordo a 132kV tra l elettrodotto a valle del trasformatore MT/AT e la RTN avviene totalmente all interno della stazione elettrica 132/30kV tramite sbarra di collegamento, perciò la valutazione della DPA della stazione include anche il raccordo a 132kV. Da quanto detto si evince che il rispetto degli obiettivi di qualità ai confini di pertinenza della stazione consente di poter far coincidere la DPA con i confini di pertinenza della stazione elettrica. Luogo di misura Valore di intensità di campo elettrico (V/m) Valore di intensità di induzione magnetica (10 6 tesla) Porta ingresso sottostazione 350 0,7 Interno alla sottostazione 179 4,2 Vicino alla linea alta tensione 150KV 435 0,3 Periferia dell impianto 0 0,1 Tabella 4: Valori del campo elettrico e del campo magnetico rilevato a seguito di misurazioni effettuate dall ASL su campi funzionanti. 5 CONCLUSIONI Lo studio condotto ha portato a definire le DPA per le tre sorgenti di campo elettromagnetico, distanze che garantiscono il rispetto degli obiettivi di qualità come definito dal DPCM 08/07/2003, in particolare si è visto come per la stazione elettrica 30/132kV si possa considerare il confine d impianto come fascia di rispetto, in quanto all esterno di tale confine non si riescono a distinguere i valori di campo elettromagnetico dal rumore di fondo. 25

26 Inoltre all interno della stazione non è prevista la permanenza di personale se non per brevi interventi di manutenzione ordinaria e straordinaria. Le cabine di trasformazione MT/BT presenti all interno dei piloni di sostegno degli aerogeneratori sono interessati da valori di corrente molto elevati, per queste la DPA che deve essere rispettata dalle pareti della cabina (involucro del pilone) è di 6,26 metri e definisce una fascia di rispetto che può essere rappresentata da una corona circolare di spessore pari alla DPA attorno al pilone. Infine per quello che riguarda l elettrodotto in media tensione che collega gli aerogeneratori alla sottostazione elettrica 30/132kV si è posta l attenzione sia sul tratto a singola terna che collega il gruppo più numeroso di aerogeneratori (terna dunque attraversata dalla corrente maggiore) che su quello a doppia terna che viene attraversato da tutta la corrente prodotta dall impianto e si è visto come, con posa in piano e configurazione delle fasi del tipo RST-TSR, si ottiene una DPA di 1 metro dall asse dello scavo che individua dunque una fascia di rispetto di 2 metri per la singola terna ed una DPA di 0,80 metri dall asse dello scavo che individua una fascia di rispetto di 1,60 metri per la doppia terna. Considerando che all interno delle fasce di rispetto individuate non sono presenti né previste attività o edifici con destinazione d uso residenziale, scolastico, sanitario ovvero ad uso che comporti una permanenza di persone superiore a quattro ore, si può ritenere che dal punto di vista elettromagnetico l impianto eolico in oggetto non rappresenta un pericolo per la salute pubblica. Urbania, lì 29 Aprile 2010 Il tecnico Dott. Ing. Guglielmo Cetrone 26