Capitolo 1 L inquinamento acustico: rischio ambientale e sanitario

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1 Capitolo 1 L inquinamento acustico: rischio ambientale e sanitario

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3 L inquinamento acustico 21 L inquinamento acustico viene individuato dai sondaggi come una delle più rilevanti cause del deterioramento della qualità della vita ed è ormai riconosciuto come uno dei principali problemi ambientali del mondo moderno. L esposizione al rumore, in base alle sue caratteristiche fisiche (intensità, composizione in frequenza, ecc.) e temporali, può determinare effetti diretti sull apparato uditivo ed anche effetti extrauditivi fra i quali il disturbo del sonno e del riposo, l interferenza sulla comunicazione verbale e sull apprendimento, effetti psicofisiologici, sulla salute mentale e sulle prestazioni ed infine il disturbo, o fastidio, genericamente inteso (annoyance). La consapevolezza che il rumore tende ad estendersi sia nel tempo (periodo notturno) che nello spazio (aree rurali e suburbane), il progressivo aumento dei veicoli, sono tutte condizioni che lasciano presagire una progressiva diffusione dell inquinamento acustico ed un progressivo peggioramento della qualità della vita a scapito della salubrità dell ambiente e della salute dell uomo. È comprensibile la necessità di normative che regolamentino le emissioni rumorose e che tutelino l ambiente e l uomo dall inquinamento acustico. La Legge n. 447 del 26/10/1995 rappresenta la prima legge organica italiana sull inquinamento acustico, problema che fino a questo momento è stato considerato marginale nell ordinamento italiano, soprattutto se paragonato a forme di inquinamento quali quello atmosferico, o idrico. La Legge Quadro all art. 2 comma 1, lett. a) definisce l inquinamento acustico come la introduzione di rumore nell'ambiente abitativo, o nell'ambiente esterno, tale da provocare fastidio, o disturbo, al riposo ed alle attività umane, pericolo per la salute umana, deterioramento degli ecosistemi, dei beni materiali, dei monumenti, dell'ambiente abitativo, o dell'ambiente esterno, o tale da interferire con le legittime fruizioni degli ambienti stessi. Tale legge si prefigge di affidare allo Stato il compito di dettare norme dirette ad assicurare condizioni e garanzie di salute uniformi in tutto il territorio nazionale e stabilire le relative sanzioni penali in materia di inquinamento, di determinare i limiti di tolleranza ed esposizione alle immissioni sonore e di perseguire inoltre, tra i suoi obiettivi, la prevenzione delle malattie e la promozione e la salvaguardia della salubrità e dell igiene dell ambiente naturale di vita; inoltre affida le funzioni relative

4 22 Capitolo 1 all inquinamento acustico alle Regioni, responsabili di un comportamento unitario nell ambito del territorio regionale, e agli Enti locali, la responsabilità dell applicazione dei precetti, dei divieti e dei controlli, l introduzione di un sistema autorizzatorio e di disposizione sull impiego di sorgenti sonore mobili, l approvazione di piani di risanamento e la previsione di incentivi per l abbattimento del rumore nei centri storici delle città più popolose. La Legge Quadro ha però un grande limite; essa, infatti, non è finalizzata a mettere in pratica una diretta tutela dall inquinamento acustico, ma a predisporre gli strumenti, le procedure e le strutture organizzative attraverso cui verrà successivamente attuata l effettiva tutela. La Legge non fissa i limiti di immissione dei rumori e non prende in considerazione tutte le fonti di inquinamento: non disciplina, infatti, la tutela dall inquinamento acustico nell ambiente lavorativo, regolamentata, invece, dal D.Lgs n. 227 del 15 agosto 1991 che prescrive misure per la salvaguardia della salute e per la sicurezza dei lavoratori contro i rischi derivanti dall esposizione durante il lavoro agli agenti chimici, fisici e biologici. Vista la mancanza di un quadro normativo che disciplini direttamente la tutela verso queste forme di inquinamento, diventa urgente ricorrere in modo adeguato all adozione di strumenti capaci di indicare le azioni di risanamento da intraprendere ed il livello di sostenibilità raggiunto. Questi strumenti sono gli indicatori della qualità ambientale che, insieme alle altre categorie di indicatori (dimensione economica, istituzionale e sociale) vengono impiegati in modo sostenibile per attuare il processo di Agenda 21 Locale. L Amministrazione Comunale di Cosenza, a partire da metà degli anni novanta, ha intrapreso un percorso di attivazione di attività o- rientate all applicazione dei principi di sostenibilità nelle politiche urbane. Si è determinato così un significativo patrimonio di relazioni e di esperienze arricchitosi e rafforzatosi attraverso la messa a punto di progetti in diversi campi di azione dall energia, all ambiente, ai trasporti, alla riqualificazione urbana. Questi progetti, seppure non inseriti in un quadro organico e in un percorso coerente di costruzione di Agenda 21 Locale, hanno rappresentato uno stimolo verso un diverso approccio e modo di affrontare il governo e lo sviluppo della città. L orientamento e lo stile di go-

5 L inquinamento acustico 23 verno e di politica urbana che si sono sviluppati hanno trovato potenziamento, soprattutto sul piano finanziario, nel Programma di Sviluppo Urbano (PSU), strumento di attuazione previsto dal Programma Operativo Regionale (POR Calabria) per la gestione dei fondi strutturali nelle Regioni, nel quale l Amministrazione ha proposto una strategia di sviluppo urbano, costruita sui principi della sostenibilità ambientale con linee di intervento e azioni, coerenti con le politiche finalizzate alla sostenibilità. Nel corso del 2005 sono stati formalizzati all interno dell Amministrazione alcuni passaggi tra cui l adesione alla Associazione Coordinamento Agende 21 Locali Italiane, la Costituzione di uno sportello per L Agenda 21 Locale, l impegno a sottoscrivere gli Aalborg Commitments. Alla fine del 2006 si è tenuta la prima riunione del Forum che si è poi rincontrato con una certa periodicità. Le prime riunioni del Forum sono state caratterizzate da una discussione generale finalizzata ad una maggiore sensibilizzazione sulle tematiche della sostenibilità e ad approfondire la conoscenza sul processo di Agenda 21 Locale; negli incontri successivi si è cominciato a delineare il percorso da seguire e le attività da realizzare: struttura e organizzazione del Forum, approfondimenti conoscitivi, indicatori e l Audit Ambientale. Ad ogni modo nonostante l apparente e l ineccepibile partecipazione ed organizzazione del piano d azione di Agenda 21 Locale a Cosenza, mettendo a confronto la scheda progettuale del POR, gli ambiti e gli indicatori selezionati, l ultimo Audit Ambientale redatto ed i più monitoraggi condotti sulla città che risalgono al 2001/2002 è possibile, soprattutto per quanto attiene l inquinamento acustico, mettere in evidenza diverse discrepanze caratterizzate dalla mancata convocazione di esperti esterni, dall assenza dell indicatore relativo al rumore negli ambiti e negli indicatori selezionati, la mancanza di una rete strutturata di attori interni ed esterni per la gestione di processi ambientali. Le suddette incongruenze minano visibilmente l attendibilità e la validità di lavori in tal senso finora svolti; questo si evince dagli obiettivi di sostenibilità da raggiungere in funzione di quanto rilevato attraverso i monitoraggi.

6 24 Capitolo Onde sonore, loro propagazione e loro percezione Il suono L uomo nei suoi rapporti con l ambiente avverte e produce continuamente dei suoni e dei rumori. Se, per esempio, facciamo urtare tra loro due pezzi di ferro, si produrranno delle vibrazioni e, nelle zone d'aria più vicine, si verificherà, ad ogni vibrazione, un addensamento di molecole, seguito immediatamente da una rarefazione. Ogni addensamento e ogni rarefazione si trasmette poi alla zona immediatamente circostante, e così via di seguito. In altre parole, si realizza la formazione di un'onda che si propaga dalla sorgente nell ambiente circostante e che, quando giunge al nostro orecchio, viene percepita come suono. Quindi, il suono è un onda elastica (ha bisogno di un mezzo per propagarsi) longitudinale (la perturbazione avviene parallelamente alla direzione di propagazione); per la sua esistenza sono, dunque, necessari una sorgente (corpo vibrante) e un mezzo elastico di propagazione (aria, acqua,.). Il suono è, quindi, un modo di trasmissione dell energia meccanica che, irradiandosi dalla sorgente attraverso il mezzo di propagazione, arriva ai corpi riceventi. Da ciò deriva che laddove ci sia il vuoto assoluto non potrà essere udito alcun suono, o rumore Il rumore Come precedentemente affermato il suono e il rumore sono il risultato di vibrazioni sonore, bisogna però precisare che suono e rumore sono concetti fortemente diversi. Rumore non significa semplicemente produzione di vibrazioni sonore, ma produzione di vibrazioni sonore tali da rendere il suono non sopportabile. Il rumore è, infatti, come un qualsiasi fenomeno acustico in genere irregolare, casuale e non musicale specificatamente se sgradevole, fastidioso, molesto e nocivo e si distingue dal suono che presenta ben individuabili i caratteri di altezza, intensità, timbro o colore.

7 L inquinamento acustico 25 Le differenti definizioni di suono e di rumore rientrano anche nell ambito legislativo e fisiopatologico e fanno evidentemente capire che è possibile definire il rumore come la degenerazione del suono. Secondo la Direttiva 2002/49/CE del Parlamento Europeo e del Consiglio del 25 giugno 2002 relativa alla definizione ed alla gestione del rumore ambientale, si deve intendere per rumore ambientale l insieme di.suoni indesiderati, o nocivi, in ambiente esterno prodotti dalle attività umane, compreso il rumore emesso da mezzi di trasporto dovuto al traffico veicolare, al traffico ferroviario, al traffico aereo e proveniente da siti di attività industriali, quali quelle definite nell Allegato I della Direttiva 96/61/CE del Consiglio del 24 settembre 1996, sulla prevenzione e la riduzione integrate dell inquinamento. A livello legislativo, ai fini dell applicazione della normativa sull inquinamento acustico, il rumore viene definito come una qualunque emissione sonora che provochi sull uomo effetti indesiderati, disturbanti o dannosi, o che determini un qualsiasi deterioramento qualitativo dell ambiente. Secondo una definizione fisiopatologica il rumore consiste in un suono molesto, sgradevole, privo di espressione e di modulazione che interferisce sulle condizioni di benessere dell uomo con effetti variabili in relazione alle caratteristiche fisiche del fenomeno, ai tempi ed alle modalità di erogazione dell evento sonoro. Dopo aver tracciato un profilo generale delle sostanziali differenze che consentono di distinguere i suoni dai rumori, è bene a questo punto spiegare in modo più dettagliato, le caratteristiche di tali fenomeni partendo da una loro descrizione fisica Le onde sonore Le onde sonore sono onde meccaniche longitudinali: le molecole del mezzo in cui si propagano si muovono parallelamente alla direzione di propagazione dell'onda. Un onda sonora che viaggia attraverso l aria non è altro che una successione di rarefazioni e compressioni di piccole porzioni d aria; ogni singola molecola trasferisce energia alle molecole adiacenti e, dopo il passaggio dell onda, ritorna pressappoco nella sua posizione iniziale.

8 26 Capitolo 1 I suoni sono, pertanto, fenomeni fisici di carattere ondulatorio, percepibili come vibrazioni. Affinché le vibrazioni sonore possano essere percepite dall uomo, è necessario che abbiano frequenze comprese tra i 16 e i hertz. Tale intervallo di frequenza è definito come campo di udibilità dell'orecchio umano. Tuttavia, secondo la fisica moderna, è possibile definire come suoni anche fenomeni ondulatori che si verificano in campi di frequenza situati al di fuori del campo di udibilità dell'orecchio umano; in particolare è possibile definire come infrasuoni suoni di frequenza inferiore a hertz, e parlare di ultrasuoni nel caso di suoni aventi frequenza superiore a hertz Le grandezze fisiche delle onde sonore Le onde sonore sono descritte da diverse grandezze fisiche: periodo, frequenza, lunghezza d onda, ampiezza, velocità di propagazione e spettro. Queste grandezze corrispondono ad altrettante grandezze, definibili come caratteristiche percettive del suono, utili perché consentono di compiere una più accurata descrizione dei suoni; le caratteristiche percettive sono: altezza, intensità e timbro. Una esemplificazione dell influenza che le grandezze fisiche delle onde sonore esercitano sul suono può essere ottenuta dalle seguenti uguaglianze: Frequenza = Altezza Ampiezza = Intensità Spettro = Timbro Il periodo (T) Si definisce periodo l intervallo di tempo necessario per compiere una vibrazione completa. Si misura in secondi (s). Se, ad esempio, il periodo è di 1/30 di secondo la sorgente sonora compie in 1 secondo 30 vibrazioni (frequenza). La frequenza ( f ) La frequenza viene determinata dalla lunghezza d onda.

9 L inquinamento acustico 27 La frequenza di un onda misura quante volte nell unità di tempo, che per convenzione è pari ad un secondo, l onda passa dal suo punto più alto al suo punto più basso e di nuovo al punto più alto. In altre parole, la frequenza è il numero di oscillazioni complete che l onda compie nell unità di tempo. Per oscillazione completa si intende il passaggio dell onda dal suo punto zero al picco massimo, poi di nuovo al punto zero, al punto minimo e ancora al punto zero. La frequenza è, quindi, il numero di queste oscillazioni, misurato tipicamente in Hertz (hz), dal nome del fisico tedesco H.R. Hertz ( ); un altra unità di misura che ci consente di quantificare la frequenza è rappresentata dal numero di cicli al secondo. Per quantificare i fenomeni ad alta frequenza si impiegano generalmente i multipli dell'hertz: il kilohertz (khz), pari a mille cicli al secondo, il megahertz (Mhz), pari a un milione di cicli al secondo e il gigahertz (Ghz), pari a un miliardo di cicli al secondo. La lunghezza d onda ( Si definisce lunghezza d onda la distanza tra due punti corrispondenti dell onda sonora. In altre parole, la lunghezza d'onda può essere definita come la distanza percorsa da un'onda nell'intervallo di tempo di un periodo, o similmente, come la distanza tra due punti consecutivi e di uguale fase di un onda, oppure ancora come la distanza tra due creste o due ventri successivi. Se indichiamo con v la velocità di propagazione, la lunghezza d onda sarà: = v T Oppure = v /f La lunghezza d onda si misura in metri. L ampiezza L ampiezza di un'onda sonora rappresenta il massimo spostamento, rispetto alla posizione di equilibrio, che le molecole del mezzo di propagazione compiono al passaggio dell onda.

10 28 Capitolo 1 Essa è, dunque, il valore massimo che l onda raggiunge nel tempo e si riferisce a metà della distanza tra il punto più alto di un onda e il suo punto più basso. Al crescere dell'ampiezza aumenta la forza con la quale viene colpito il timpano dell'orecchio e quindi l'intensità con cui il suono viene percepito. La velocità di propagazione (v) Per velocità di propagazione s intende la velocità con cui il suono si propaga nel mezzo attraversato e dipende dalla densità dello stesso e dal modulo di compressione (K=Costante); il modulo di compressione, può descrivere, a livello macroscopico, la forza di legame tra le molecole di un materiale. L unità di misura di K si ricava dalla formula: V P = V P Dove il primo membro, analogamente al secondo membro, non ha dimensioni, essendo un rapporto tra volumi. Allora K ha la stessa unità della pressione, che nel S.I. è N / m 2. La velocità di propagazione del suono dipende dalla radice quadrata del rapporto fra K e la densità del mezzo. Nella tabella seguente sono riportati i valori di v per alcune sostanze. Sostanza V (m/s) Aria 344 Anidride Carbonica 259 Alcool Etilico 1207 Acqua 1498 Rame 3750 Ferro 5120 Vetro 5170 Tabella I - Esempi delle velocità di propagazione per diverse sostanze

11 L inquinamento acustico 29 Caratteristiche percettive L altezza Come detto in precedenza, la frequenza di un onda sonora può essere equiparata all altezza di un suono. La frequenza di un onda determina, infatti, l altezza, o acutezza, di un suono (in inglese, pitch), cioè la tonalità audio del suono. L altezza, pertanto, determina l elevazione di un suono, è dovuta alla rapidità delle vibrazioni che lo producono e consente di distinguere i suoni acuti da quelli gravi. La variazione della frequenza a cui l onda vibra comporta necessariamente una variazione dell acutezza del suono, per cui un aumento della frequenza dell onda corrisponde ad un incremento dell altezza del suono. Più precisamente, i suoni gravi hanno una frequenza dell ordine delle decine di hz, mentre i suoni più acuti hanno una frequenza dell ordine delle migliaia di hz. Come già ricordato, in media l orecchio umano riesce a percepire frequenze comprese tra 16 hz e hz. Onde sonore aventi uguali ampiezza ma frequenza diversa genereranno suoni di diversa altezza. L intensità (I) L intensità (I) è definita come il flusso medio di energia che, nell unità di tempo, attraversa un superficie di area unitaria disposta perpendicolarmente alla direzione di propagazione. L intensità è la grandezza che ci consente di classificare i suoni in deboli e forti; generalmente un suono è tanto più forte quanto maggiore è l ampiezza delle oscillazioni della sorgente che lo genera. È evidente, da quanto appena affermato, che dall ampiezza dipende l intensità (volume) del suono, vale a dire il rapporto tra la potenza trasportata dall onda e la superficie su cui essa incide. Più è grande l ampiezza di un onda e più risulta alto il suo volume. Tenendo presente il carattere tridimensionale delle onde sonore, l intensità (I) viene calcolata mediante la seguente formula: I = E tot / S t = W / 4 r² Dove W indica la potenza (W = E / t) ed E indica la quantità di e- nergia emessa dalla sorgente e trasportata dall onda.

12 30 Capitolo 1 E = K f ² A² (joule) L unità di misura dell intensità nel Sistema Internazionale (S.I.) è il watt/m 2. Più comunemente, però, in acustica si suole esprimere l intensità dei suoni tramite una grandezza fisica ad essa collegata: il decibel (db), unità di misura su base logaritmica. db =10 log 10 ( I /I O ) Il db è definito come il logaritmo in base 10 del rapporto tra l intensità effettiva del suono (I) e un intensità fissa di riferimento (I 0 ) (normalmente si usa la più bassa intensità udibile). Il decibel corrisponde, quindi, al logaritmo della pressione sonora avvertita dal timpano, in rapporto a un valore di riferimento di 0 db e corrispondente, in pratica, a un suono con frequenza pari alla soglia di percezione dell orecchio umano. Nella formula precedente I 0 è il valore d intensità per cui la sensazione fisiologica è nulla: I 0 = W/m 2 L impiego dei logaritmi è particolarmente adatto quando si deve quantificare l intensità dei suoni percepibili dall orecchio umano, dato che questo ultimo percepisce i rumori proprio secondo una scala logaritmica. Un aumento dell intensità effettiva del suono pari a 10 volte corrisponde esattamente al raddoppio dell intensità percepita. In altre parole, ogni aumento di 10 db corrisponde ad un raddoppio del volume di un suono. Il range di decibel udibili dall orecchio umano è variabile e dipende dalla frequenza del suono in questione, ma, grosso modo, va da 0 a 120 db. A valori di oltre 120 db il suono determina fastidio; a valori superiori a 138 db il suono provoca dolore. In un ambiente tranquillo, ad esempio, un misuratore può indicare in media un'intensità di circa 33, 38 db; una conversazione a volume medio porta la misura a 60, 70 db, valori ben tollerati dall orecchio umano.

13 L inquinamento acustico 31 In un concerto rock si raggiungono facilmente i 120, 125 decibel, mentre l'intensità sonora emessa da un jet al decollo può raggiungere i 150 db, intensità che possono provocare sensazioni di fastidio o dolore e che sono quindi definibili come rumori. È comunque necessario tener presente che, entro certi livelli di frequenza, la percezione dei suoni come rumori molesti, dipende spesso da valutazioni soggettive (il rombo di una motocicletta, ad esempio, è solitamente giudicato poco fastidioso dal conducente). Altri suoni, invece, vengono considerati sgradevoli e associati pertanto a fastidio, disturbo o disagio da una larga maggioranza di persone. Un incremento di 3 db del livello di pressione sonora (cioè della misura della rumorosità espressa in db) è di norma appena avvertita dal soggetto medio, un incremento di 5 db è chiaramente avvertito, un incremento di 10 db produce una sensazione di forte aumento della rumorosità ambientale. Il timbro Il timbro, definito anche come colore, caratteristico di un suono, descrive la qualità del suono e dipende dalla forma dell onda che lo costituisce. Permette di distinguere suoni emessi da sorgenti diverse, ad esempio, suoni vocali o strumentali anche se essi hanno la stessa frequenza e la stessa intensità. In conclusione è possibile dire che i suoni possono essere considerati come segnali sonori costituiti da un determinato numero di frequenze fisse e ben definite, ossia da una somma di onde periodiche aventi andamento sinusoidale. I rumori, invece, sono fenomeni assolutamente casuali costituiti da infinite componenti che hanno caratteristiche di ampiezza totalmente aleatorie. Come detto all inizio del capitolo, il rumore deve essere considerato come una forma di suono complesso, dato dalla sovrapposizione casuale di frequenze diverse, non armonicamente correlate, e che, quindi, non può essere descritto da parametri quali altezza intensità e timbro.