Lo sviluppo dei modelli di calcolo di Autostrade per l'italia ai

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1 Lo sviluppo dei modelli di calcolo di Autostrade per l'italia ai fini dell elaborazione dei Piani di Azione (DLgs194/2005)

2 QUADRO NORMATIVO La Commissione Europea, con la Direttiva Comunitaria 2002/49 e con la Raccomandazione del 6 Agosto 2003, ha consigliato l uso di modelli ad interim o nazionali (dimostrandone l equivalenza con i modelli raccomandati), ed in particolare per il rumore stradale suggerisce il metodo NMPB-Routes-96 (metodo di calcolo ufficiale francese). Autostrade per l Italia, per la Mappatura Acustica ed i Piani di Azione, utilizza il modello NMPB implementato con le banche dati di input nazionali

3 SCHEMA DI DETTAGLIO METODOLOGIA DI STUDIO Rilievi Cartografici Lidar Rilievi Sopralluoghi In situ Monitoraggi Parametri Traffico Banca Dati Emissione Direttività Monitoraggi Livelli Immissione Cartografia Vettoriale 3D Validazione Modello Piani di azione Modello Acustico Mappatura acustica Ministero Ambiente Regioni Informativa al pubblico

4 Cartografia Lidar 3D L aggiornamento cartografico del territorio interessato è stato realizzato tramite scansione laser sopralluoghi in situ La tecnica LIDAR (Light Detection and Ranging) consente di realizzare rappresentazioni cartografiche vettoriali 3D di terreno, edifici, infrastrutture e vegetazione. Il sistema è sostanzialmente costituito da: aeromobile (per infrastrutture stradali l elicottero consente una maggior versatilità) sistema GPS di precisione su aeromobile piattaforma giroscopica inerziale su aeromobile generatore/ricevitore raggi laser (fino imp/sec) fotocamera e videocamera digitali stazione GPS di riferimento a terra Oltre ai segnali laser, possono venir effettuate riprese iperspettrali (natura del terreno/vegetazione)

5 Cartografia Lidar 3D Distanza = Tempo * velocità luce Accuratezze Plano-Altimetriche LIDAR (valori Scanner laser Raggio laser Eco di riferimento tipici con ALTM 3100EA-Gemini): Z < 10 cm X,Y = 15 cm Prima riflessione Riflessione intermedia Fattori che influenzano l accuratezza Altezza del volo Altitudine m Ampiezza fascia m Velocità km/h Passo = m Riflessione intermedia Ultima riflessione Impronta suolo = m Velocità del volo Geometria costellazione GPS (PDOP) Distanze sensore GPS base (<25 km) Qualità del segnale GPS (jamming) Tipo di terreno (copertura) Configurazione del sensore In condizioni tipiche di impiego, possono essere acquisiti Km/giorno in funzione della complessità del territorio sorvolato.

6 Cartografia Lidar 3D Dall elaborazione dei dati LIDAR si ottengono: Digital Terrain Model (DTM) Digital Building Model (DBM) Digital Vegetation Model (DVM) Curve di Isolivello ( m) Ortofoto Oltre che ai fini acustici, la cartografia LIDAR può essere utilizzata per analisi idrogeologiche, studi movimenti terreno, presentazioni multimediali, catasto, ecc.

7 SCHEMA DI DETTAGLIO METODOLOGIA DI STUDIO Rilievi Cartografici Lidar Rilievi Sopralluoghi In situ Monitoraggi Parametri Traffico Banca Dati Emissione Direttività Monitoraggi Livelli Immissione Cartografia Vettoriale 3D Validazione Modello Piani di azione Modello Acustico Mappatura acustica Ministero Ambiente Regioni Informativa al pubblico

8 Rilievi in situ I rilievi sono eseguiti per tutti i ricettori compresi nel corridoio di indagine e sono finalizzati a: Classificazione e censimento ricettori (edifici abitativi, industriali, scuole, ospedali) Classificazione e censimento ostacoli (muri, barriere antirumore esistenti, recinzioni etc.) I rilievi in situ sono realizzati tramite veicoli dotati di: fotocamere digitali ad alta definizione odometri sensori GPS Tutti i dati rilevati in campo, vengono registrati per le successive analisi di dettaglio.

9 Rilievi in situ I rilievi in situ interessano tutti gli edifici presenti nell area di indagine per definire la destinazione d uso ed il numero dei piani fuori terra. A seguito del dimensionamento delle barriere antirumore, vengono più approfonditamente analizzati i ricettori potenzialmente oggetto di interventi diretti. Per tali edifici, tramite successive elaborazioni dei dati registrati, vengono predisposte schede di dettaglio per effettuare una diagnosi delle proprietà acustiche dell edificio stesso. numero e posizione infissi tipologia e superficie infissi tipologia costruttiva caratteristiche terreno

10 SCHEMA DI DETTAGLIO METODOLOGIA DI STUDIO Rilievi Cartografici Lidar Rilievi Sopralluoghi In situ Monitoraggi Parametri Traffico Banca Dati Emissione Direttività Monitoraggi Livelli Immissione Cartografia Vettoriale 3D Validazione Modello Piani di azione Modello Acustico Mappatura acustica Ministero Ambiente Regioni Informativa al pubblico

11 BANCA DATI DI EMISSIONE DIRETTIVITA Qualunque sia il modello utilizzato, così come consigliato dalla Raccomandazione UE del 6 agosto 2003, è opportuno che le banche dati di input (potenza sonora delle sorgenti, sia stradali che ferroviarie), siano ottenute tramite campagne di rilievi sperimentali che tengano conto di: - condizione del parco veicoli circolante in ambito nazionale - composizione del traffico veicoli (bus, moto, vetture, pesanti,ecc.) treni (merci, interregionali, IC, alta velocità, ecc.) - tipologie di armamento/pavimentazioni - singolarità quali giunti, ponti, imbocchi/sbocchi gallerie - caratteristiche di direttività delle sorgenti - contenuto spettrale

12 BANCA DATI DI EMISSIONE DIRETTIVITA Nel periodo dal 2004 al 2006 Autostrade per l Italia ha aggiornato le banche dati di emissione ottenute durante il Progetto DISIA (Ministero dell Ambiente - PTTA ), portando a termine specifiche campagne di misura secondo la procedura indicata nella norma UNI-ISO Statistical pass-by method.

13 BANCA DATI DI EMISSIONE DIRETTIVITA Le misure sono state eseguite per le diverse categorie di veicoli definiti dalla procedura Si sono valutate le pavimentazioni di più comune impiego sulla rete di Autostrade UNI-ISO, ovvero: per l Italia, ovvero: 1a. Autovetture: pavimentazioni ecodrenanti autovetture passeggeri pavimentazioni drenanti tradizionali 1b. Altri veicoli leggeri: pavimentazioni chiuse autovetture con rimorchio autovetture con roulotte furgoncini leggeri e veicoli per trasporto di merci con un massimo di 4 ruote Riguardo alla tipologia di infrastruttura, sono state prese in esame le seguenti minibus o furgoncini per trasporto persone con un massimo di 4 ruote condizioni: camper pendenza longitudinale nulla 2a. Veicoli pesanti a doppio assale: pendenza longitudinale positiva pari a 3% autocarri commerciali con 2 assali e più di 4 ruote pendenza longitudinale negativa pari a + 3% autobus e pullman con 2 assali e più di 4 ruote 2b. Veicoli pesanti multiassale: autocarri, autobus e pullman con più di 2 assali Condizioni di flusso : velocità costante ( km/h) Al fine di rendere compatibili i dati rilevati con quanto richiesto dal modello NMPB 96, le accelerazione (0 70 Km/h) diverse categorie sono state successivamente raggruppate nelle categorie principali: decelerazione (70 20 km/h) Veicoli leggeri = categorie 1a + 1b Veicoli pesanti = categorie 2a + 2b

14 BANCA DATI DI EMISSIONE DIRETTIVITA TIME HISTORY - CAR KM/H Reference position signals M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 FC Time histories :0 :00:160 :00:320 :00:480 :00:640 :00:800 :00:960 :01:120 :01:280 :01:440 :01:600 :01:760 :01:920 :02:080 :02:240 :02:400 :02:560 :02:720 :02:880 :03:040 :03:200 :03:360 :03:520 :03:680 :03:840 :0 :04:160 :04:320 :04:480 :04:640 :04:800 :04:960 :05:120 :05:280 :05:440 :05:600 :05:760 :05:920 :06:080 :06:240 :06:400 :06:560 :06:720 Time [s] Level [db(a)]

15 BANCA DATI DI EMISSIONE DIRETTIVITA I dati sono stati elaborati statisticamente in modo da ottenere tabelle o equazioni (rette regressione) da cui dedurre le banche dati da inserire nel modello di simulazione acustica Standard A4 - CAR absorbing (microfono surface h= no m) slope Heavy trucks (h= 1.2 m) Livelli Levels [db(a)] R 2 = R 2 = R 2 = R 2 = R 2 = R 2 = R 2 = R 2 = Leq Leq SEL Lmax SEL Lmax Lmax 4 m Log. Lmax (SEL) 4 m 65 Log. (Leq) (SEL) Log. (Lmax) (Leq) Log. (Lmax) 4 m) 60 Log. (Lmax 4 m) Speed 110 [km/h] Velocità [km/h]

16 SCHEMA DI DETTAGLIO METODOLOGIA DI STUDIO Rilievi Cartografici Lidar Rilievi Sopralluoghi In situ Monitoraggi Parametri Traffico Banca Dati Emissione Direttività Monitoraggi Livelli Immissione Cartografia Vettoriale 3D Validazione Modello Piani di azione Modello Acustico Mappatura acustica Ministero Ambiente Regioni Informativa al pubblico

17 MONITORAGGI LIVELLI DI IMMISSIONE Al fine di verificare la rappresentatività della banca dati di emissione acustica di Autostrade per l Italia, è stata presa in esame una specifica località presso il comune di Ferentino, attraversata dall autostrada A1 Milano Napoli e compresa fra le progressive km e Ferentino L autostrada in esame è composta da 2 carreggiate separate con 3 corsie per senso di marcia

18 Nel tratto autostradale in esame sono stati analizzati i seguenti punti di misura di immissione di rumore, posizionando il microfono ad 1 m dalla facciata più esposta: Ps1 edificio a 8 m di distanza dal ciglio dell autostrada, con ricettore a 3.5 m sopra la quota strada; Ps2 edificio a 25 m di distanza dal ciglio dell autostrada, con ricettore a 14.5 m sopra la quota strada; Ps3 edificio a 50 m di distanza dal ciglio dell autostrada, con ricettore a 17.5 m sopra la quota strada; Ps4 edificio a 122 m di distanza dal ciglio dell autostrada, con ricettore a 3 m sotto la quota strada; Ps5 edificio a 88 m di distanza dal ciglio dell autostrada, con ricettore a 1 m sotto la quota strada; Ps6 edificio a 13 m di distanza dal ciglio dell autostrada, con ricettore a 1.5 m sopra la quota strada; Ps7 edificio a 30 m di distanza dal ciglio dell autostrada, con ricettore a 4.5 m sopra la quota strada; I rilievi di rumore sono stati effettuati in modo continuativo per sette giorni, registrando i seguenti parametri time history del LAeq su base 1 secondo time history del LAeq e livelli percentili L1, L5, L10, L50, L90, L99 su base oraria LAmax time history su base oraria valori medi settimanali di LAday[06:00 22:00] e LAnight[22:00 06:00]

19 MONITORAGGI LIVELLI DI IMMISSIONE PS 1 - Ricettore molto vicino all autostrada, con assenza di ostacoli e con esposizione della sorgente pari a 180, con infrastruttura a raso Livello equivalente di lungo periodo [diurno] 75.0 [db(a)] Livello equivalente di lungo periodo [notturno] 71.9 [db(a)] PS1

20 MONITORAGGI LIVELLI DI IMMISSIONE PS 2 - Ricettore vicino all autostrada, con assenza di ostacoli e con esposizione della sorgente pari a 180, con infrastruttura in trincea Livello equivalente di lungo periodo [diurno] 71.1 [db(a)] Livello equivalente di lungo periodo [notturno] 67.2 [db(a)] PS2

21 MONITORAGGI LIVELLI DI IMMISSIONE PS 3 - Ricettore a media distanza dall autostrada, con assenza di ostacoli e con esposizione parziale alla sorgente, con infrastruttura in trincea Livello equivalente di lungo periodo [diurno] 62.3 [db(a)] Livello equivalente di lungo periodo [notturno] 59.0 [db(a)] PS3

22 MONITORAGGI LIVELLI DI IMMISSIONE PS 4 - Ricettore a distanza medio-alta dall autostrada, con assenza di ostacoli e con esposizione parziale della sorgente, con infrastruttura in rilevato. Livello equivalente di lungo periodo [diurno] 61.6 [db(a)] Livello equivalente di lungo periodo [notturno] 60.8 [db(a)] PS4

23 MONITORAGGI LIVELLI DI IMMISSIONE PS 5 - Ricettore a media distanza dall autostrada, in assenza di ostacoli, con esposizione parziale alla sorgente ed infrastruttura in rilevato. Livello equivalente di lungo periodo [diurno] 59.9 [db(a)] Livello equivalente di lungo periodo [notturno] 58.4 [db(a)] PS5

24 MONITORAGGI LIVELLI DI IMMISSIONE PS 6 - Ricettore molto vicino all autostrada, con ostacoli ed esposizione parziale alla sorgente ed infrastruttura in rilevato basso. Livello equivalente di lungo periodo [diurno] 70.4 [db(a)] Livello equivalente di lungo periodo [notturno] 67.8 [db(a)] PS6

25 MONITORAGGI LIVELLI DI IMMISSIONE PS 7 - Ricettore a media distanza dall autostrada, con presenza di ostacoli ed esposizione parziale alla sorgente, con infrastruttura a raso. Livello equivalente di lungo periodo [diurno] 63.6 [db(a)] Livello equivalente di lungo periodo [notturno] 59.7 [db(a)] PS7

26 MONITORAGGI LIVELLI DI IMMISSIONE I rilievi di rumore sono stati realizzati monitorando in contemporanea i parametri meteo come richiesto dal DECRETO 16 marzo 1998 Evoluzione temporale della temperatura dal 13 al 21 giugno 2006 martedì mercoledì giovedì venerdì sabato domenica lunedì martedì mercoledì giovedì Evoluzione temporale della velocità del vento dal 13 al 21 giugno martedì mercoledì giovedì venerdì sabato domenica lunedì martedì mercoledì giovedì Temperatura 0 Tempo [ore] Evoluzione temporale dell'umidità dal 13 al 21 giugno 2006 Evoluzione temporale della piovosità dal 13 al 21 giugno 2006 martedì mercoledì giovedì venerdì sabato domenica lunedì martedì mercoledì giovedì 20 martedì mercoledì giovedì venerdì sabato domenica lunedì martedì mercoledì giovedì Umidità 2 0 Temperatura [ C] Tempo [ore] Umidità relativa [%] Piovosità [mm] Velocità del vento [m/s] Velocità vento Tempo [ore] Piovosità Tempo [ore]

27 SCHEMA DI DETTAGLIO METODOLOGIA DI STUDIO Rilievi Cartografici Lidar Rilievi Sopralluoghi In situ Monitoraggi Parametri Traffico Banca Dati Emissione Direttività Monitoraggi Livelli Immissione Cartografia Vettoriale 3D Validazione Modello Piani di azione Modello Acustico Mappatura acustica Ministero Ambiente Regioni Informativa al pubblico

28 MONITORAGGI LIVELLI DI IMMISSIONE Contestualmente ai monitoraggi acustici e microclimatici sono stati condotti rilievi di traffico settimanali con una strumentazione basata sulla tecnologia a micro-onde. Per ciascuna corsia si sono rilevati i flussi (veicoli/h) di: veicoli leggeri veicoli medi veicoli pesanti autoarticolati

29 MONITORAGGI LIVELLI DI IMMISSIONE Oltre alle misure di flussi e velocità medie, sono stati eseguiti anche rilievi di velocità per transiti isolati di veicoli, disaggregati per categoria e corsia di marcia Da tali rilievi si sono anche ricavati i diagrammi delle distribuzioni statistiche delle velocità di transito, successivamente utilizzati come dati di input del modello. Marcia lenta - car Marcia lenta - Medium truck Marcia lenta - Heavy truck Marcia lenta - TIR

30 SCHEMA DI DETTAGLIO METODOLOGIA DI STUDIO Rilievi Cartografici Lidar Rilievi Sopralluoghi In situ Monitoraggi Parametri Traffico Banca Dati Emissione Direttività Monitoraggi Livelli Immissione Cartografia Vettoriale 3D Validazione Modello Piani di azione Modello Acustico Mappatura acustica Ministero Ambiente Regioni Informativa al pubblico

31 VALIDAZIONE DEL MODELLO Al fine di validare il modello acustico è stato ricostruita in 3D la geometria del territorio

32 VALIDAZIONE DEL MODELLO Dal confronto del dato misurato con il dato calcolato si è potuta realizzare la validazione del modello di calcolo ModelloItalia è il livello equivalente in db(a) calcolato utilizzando la procedura NMPB-96 e la banca dati di Autostrade per l italia ModelloFrancia è il livello equivalente in db(a) calcolato utilizzando la procedura NMPB-96 e la banca dati ricavata dai valori di emissione della Guide du Bruit des TransportsTerrestres del CETUR Differenza (It) è la differenza (modello misura) fra valori misurati e calcolati utilizzando la banca dati di Autostrade per l italia Differenza (Fr) è la differenza (modello misura) fra valori misurati e calcolati utilizzando la banca dati ricavata dai valori di emissione della Guide du Bruit des TransportsTerrestres del CETUR

33 VALIDAZIONE DEL MODELLO Dall analisi dei dati si possono dedurre le seguenti conclusioni: 1. La procedura di calcolo raccomandata dalla Direttiva END come metodo di calcolo ad interim fornisce in genere valori sovrastimati rispetto ai risultati di monitoraggi acustici 2. Utilizzando la procedura NMPB-96 e la banca dati di Autostrade per l italia, il valore medio della sovrastima è pari a 0.6 db(a) nel periodo diurno e 0.2 db(a) nel periodo notturno; 3. Utilizzando la procedura NMPB-96 e la banca dati di Autostrade per l italia, tutti i valori calcolati nei diversi punti di misura rientrano nel range di ± 2 db(a) rispetto ai risultati delle misurazioni effettuate negli stessi punti; 4. Utilizzando la procedura NMPB-96 e la banca dati della Guide du bruit des transports terrestres il valore medio della sovrastima e pari a 2.7 db(a) nel periodo diurno e 2.2 db(a) nel periodo notturno; 5. Utilizzando la procedura NMPB-96 e la banca dati della Guide du bruit des transports terrestres il 70% dei dati di calcolo differisce per più di ± 2 db(a) rispetto ai risultati delle misurazioni effettuate negli stessi punti. Autostrade per l Italia ha elaborato la Mappatura Acustica ed i Piani di Azione richiesti dalla Direttiva 2002/49/CE, utilizzando il modello NMPB-Routes-96 implementato con la propria banca dati più rispondente al parco macchine realmente circolante sulla rete autostradale italiana

34 SCHEMA DI DETTAGLIO METODOLOGIA DI STUDIO Rilievi Cartografici Lidar Rilievi Sopralluoghi In situ Monitoraggi Parametri Traffico Banca Dati Emissione Direttività Monitoraggi Livelli Immissione Cartografia Vettoriale 3D Validazione Modello Piani di azione Modello Acustico Mappatura acustica Ministero Ambiente Regioni Informativa al pubblico

35 INFORMATIVA AL PUBBLICO Il 30 maggio 2008, sul sito web di Autostrade per l Italia, è stata pubblicata una sezione dedicata al risanamento acustico. Attraverso queste pagine il cittadino può scaricare un file che visualizza sul computer i risultati della Mappatura Acustica ed i Piani di Azione di ciascun comune avvalendosi del motore del software Google Earth. REGIONI coinvolte 14 PROVINCE coinvolte 54 COMUNI coinvolti 706

36 INFORMATIVA AL PUBBLICO Aprendo questi file il cittadino ha la possibilità di navigare in un ambiente virtuale in 3D attraverso l edificato presente nel corridoio di indagine e può verificare la presenza di interventi di mitigazione acustica nel territorio comunale scelto. Sono rappresentati 6 scenari: tre relativi all indicatore L den e tre relativi all indicatore L night. La scala cromatica rappresentata è basata sulla norma ISO 1996:1987 Part 2. Mappatura Acustica L den

37 INFORMATIVA AL PUBBLICO Aprendo questi file il cittadino ha la possibilità di navigare in un ambiente virtuale in 3D attraverso l edificato presente nel corridoio di indagine e può verificare la presenza di interventi di mitigazione acustica nel territorio comunale scelto. Sono rappresentati 6 scenari: tre relativi all indicatore L den e tre relativi all indicatore L night. La scala cromatica rappresentata è basata sulla norma ISO 1996:1987 Part 2. Piani di Azione L den

38 INFORMATIVA AL PUBBLICO Aprendo questi file il cittadino ha la possibilità di navigare in un ambiente virtuale in 3D attraverso l edificato presente nel corridoio di indagine e può verificare la presenza di interventi di mitigazione acustica nel territorio comunale scelto. Sono rappresentati 6 scenari: tre relativi all indicatore L den e tre relativi all indicatore L night. Efficacia dei Piani L den

39 INFORMATIVA AL PUBBLICO I file sono stati ottenuti a partire dai modelli tridimensionali georiferiti dai quali sono stati esportati: La griglia di punti con cui si è calcolata la Mappatura Acustica Gli edifici schematizzati nella forma di parallelepipedi Gli interventi di mitigazione già realizzati Gli interventi di mitigazione previsti dal Piano di Azione