ESPOSIZIONE AL RUMORE URBANO GENERATO DAL TRAFFICO STRADALE PER LA CITTA DI VERONA

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1 AGENZIA REGIONALE PER LA PREVENZIONE E LA PROTEZIONE AMBIENTALE DEL VENETO DIPARTIMENTO PROVINCIALE DI VERONA OSSERVATORIO REGIONALE AGENTI FISICI ESPOSIZIONE AL RUMORE URBANO GENERATO DAL TRAFFICO STRADALE PER LA CITTA DI VERONA TOMMASO GABRIELI CARLO ADAMI 1

2 INDICE INDICE...2 PRESENTAZIONE...3 OBIETTIVO DELLO STUDIO...3 MATERIALI E METODI...4 Caratterizzazione delle fonti di pressioni acustiche...4 Caratterizzazione delle pressioni acustiche...5 Caratterizzazione della esposizione della popolazione...6 RISULTATI...7 Infrastrutture stradali e distribuzione della popolazione...7 Livelli sonori misurati e calcolati...9 Esposizione ai livelli sonori...12 MAPPE...14 CONCLUSIONI

3 PRESENTAZIONE La conoscenza dei livelli di rumore che caratterizzano un determinato territorio rappresenta un passo fondamentale per la descrizione dello stato acustico e per la definizione degli interventi di risanamento, ma anche un importante base per la pianificazione e la programmazione territoriale ed urbanistica. Negli ultimi anni sono cresciute significativamente sia le indicazioni provenienti dalla normativa sia le esperienze che hanno individuato nella mappatura sistematica dei livelli di inquinamento acustico un importante strumento per poter orientare correttamente le risorse e le attività che in maniera via via crescente si vanno dispiegando contro questo tipo di inquinamento. In particolare, il recente decreto ministeriale del 29/11/2000 ha individuato nella numerosità delle persone interessate da livelli elevati di rumorosità, il parametro fondamentale per decidere dell'importanza e dell'efficacia delle bonifiche acustiche da realizzare. Ancor più recentemente la direttiva europea 2002/49/CE ha individuato l'esigenza di rendere disponibile una conoscenza dei livelli di inquinamento acustico degli agglomerati urbani la cui popolazione (superiore a abitanti) è distribuita sul territorio con densità abitativa tipica delle aree cittadine. Gli obiettivi possibili di un'attività di mappatura acustica per la stima dell'indice popolazione esposta al rumore sono tali da richiedere, che si proceda ad una valutazione distinta del rumore proveniente dalle diverse sorgenti. Infatti, sia al fine di definire gli interventi di mitigazione, sia per quello di stabilire di impatti sulla popolazione la distinzione della quota di rumorosità ambientale da attribuire alle diverse sorgenti è indispensabile. In particolare risulta evidente che la principale sorgente di rumore a cui sono esposte sistematicamente larghe fasce di popolazione è costituita dalla rete stradale urbana. E sulla base della domanda proveniente dalla normativa che si presentano in questo documento i primi risultati ottenuti dall attività svolta su Verona con l obiettivo di caratterizzare lo stato acustico del territorio urbano e l esposizione della popolazione in ordine ai livelli di rumore generati dal traffico stradale. OBIETTIVO DELLO STUDIO Lo stato acustico della città può essere definito attraverso una rappresentazione di dati relativi ad una situazione di rumore esistente in funzione di un descrittore acustico, che indichi il superamento di pertinenti valori limite, il numero di persone esposte o il numero di abitazioni esposte a determinati valori del descrittore acustico scelto. I risultati dello studio vengono proposti attraverso un sistema di indicatori ambientali classificabili secondo lo schema DPSIR. Gli indicatori scelti sono quelli individuati dal sistema agenziale APAT - ARPA nell ambito del progetto Centro Tematico Nazionale Agenti Fisici. Obiettivo di tali indicatori è quello di descrivere le fonti di pressioni, le pressioni acustiche e l esposizione della popolazione ai livelli di rumore. La stima della percentuale di popolazione esposta al rumore è un indicatore che può essere utilmente impiegato sia per valutazioni su vasta scala sia per lo sviluppo di mappature di dettaglio. Il livello di dettaglio e l'accuratezza che sono richiesti nei due casi sono diversi; il primo tipo di valutazione fornisce indicazioni utili anche con risultati in grado di fornire solo l'ordine di grandezza della popolazione coinvolta nel problema con l'obiettivo di distinguere situazioni 3

4 certamente problematiche da quelle che lo sono potenzialmente e sulle quali potranno essere svolte successive indagini di dettaglio. In base agli obiettivi di carattere generale stabiliti per questo lavoro è stato scelto uno strumento di previsione del rumore finalizzato alla determinazione su larga scala dell esposizione della popolazione. I risultati esposti sono il prodotto di una analisi condotta su due livelli: da una parte i livelli di rumore sono calcolati a partire da un modello acustico il cui input è costituito dalla stima dei flussi di traffico; i valori stimati sono stati successivamente verificati attraverso una campagna di misure effettuate su di un campione di strade. Si precisa che questo primo lavoro non ha come obiettivo quello di stabilire l adeguatezza o meno dei criteri di campionamento scelto per le misure o quello di fissare un limite di accettabilità circa l incertezza introdotta dal modello acustico. L analisi degli errori accompagnata da una valutazione dei livelli sonori con modelli di calcolo più raffinati saranno oggetto di una prossima attività. La filosofia generale dell attività è quella di sviluppare un metodo per la determinazione dell esposizione al rumore che preveda un ragionevole investimento di risorse. L aspetto maggiormente critico sembra essere quello della determinazione delle pressioni acustiche generate dall infrastruttura stradale; in particolare se l approccio scelto prevede misure sul campo sarà necessario fissare dei requisiti minimi sui criteri di campionamento; se viceversa il metodo che si vuole adottare prevede l uso di modelli previsionali sarà necessario stabilire dei criteri per la calibrazione (verifica e correzione) sistematica dei risultati. MATERIALI E METODI E stata condotta una analisi sulle informazioni estratte dal piano urbano del traffico circa la classificazione funzionale delle strade e dei flussi veicolari, sui dati di rumore misurati per caratterizzare le emissioni su un campione di 45 strade, sulla distribuzione degli edifici e sulla distribuzione della popolazione per la città. La base di partenza necessaria per il calcolo dell'indicatore è la stima dei livelli acustici ad ogni facciata di edificio; il secondo aspetto è il collegamento tra il livello in facciata e il numero di persone esposte a quel livello. In questo lavoro la caratterizzazione del livello di rumore stradale è stata condotta attraverso un modello analitico basato sui SEL (livello di esposizione sonora); tale parametro è proporzionale all energia rilasciata da un particolare evento sonoro; in particolare gli eventi considerati sono costituiti dal passaggio dei veicoli per le diverse tipologie di strade. L attività si è sviluppata in più fasi: Caratterizzazione delle fonti di pressioni acustiche La fonte di pressione è costituita dalla rete stradale urbana. Il piano urbano del traffico (PUT) propone una classificazione funzionalità delle strade della città (Tabella n 1). Anche se la funzionalità della strada è una variabile dai forti contenuti urbanistici si nota che essa è strettamente correlata all importanza (numero e tipologia di veicoli) dei flussi di traffico. Le strade di Verona 4

5 sono classificate attraverso uno schema su quattro livelli: strade interquartiere di primo livello, strade interquartiere di secondo livello, strade di quartiere e strade locali. CLASSIFICAZIONE strade interquartiere di primo livello strade interquartiere di secondo livello strade di quartiere strade locali DESCRIZIONE Le strade che assicurano i movimenti di attraversamento di lunga distanza nell'ambito del centro abitato e di scambio tra il territorio urbano e extra urbano. Le strade interquartiere di distribuzione primaria. Le strade che assicurano i collegamenti tra i diversi quartieri e tra questi e i comuni limitrofi. Strade che svolgono un ruolo complementare alle strade interquartiere principali e che aggregate concorrono a formare itinerari interquartiere. Strade che realizzano i principali collegamenti all'interno dei quartieri della città. Strade con carattere prevalentemente residenziale. Strade con carattere prevalente di commercio all'ingrosso, produzione e magazzinaggio. Tabella n 1: Classificazione stradale adottata per la città. Il PUT fornisce una rappresentazione della rete stradale attraverso un grafo composto da archi collegati tra loro da un insieme di nodi. Ad ogni arco stradale è associato un flusso di veicoli equivalenti relativo all ora di punta di traffico ( ). La definizione di veicolo equivalente è contestuale alla necessità di governo del traffico come pure la necessità di rappresentare le strade attraverso un grafo che in quanto tale non può essere sovrapposto esattamente alla reale disposizione stradale della città. Per rendere quindi praticabile l analisi dei livelli di rumore è stato necessario adattare ogni arco stradale alla reale distribuzione cartografica. E inoltre risultato necessario convertire il numero di veicoli equivalenti in un numero di veicoli reali classificati per tipologia di veicolo (autoveicoli e mezzi pesanti). Il dato relativo al flusso veicolare è stimato sulla base dei risultati di un modello origine - destinazione di assegnazione del traffico opportunamente calibrato attraverso un sondaggio effettuato sugli automobilisti (fonte PUT). Ogni strada è suddivisa in archi omogenei per flusso veicolare; nel caso la strada sia composta da più archi si è scelto di associare all intera strada il flusso veicolare medio. Per ogni strada il flusso reale è stimato a partire dal flusso di veicoli equivalenti e dalla percentuale di veicoli pesanti per categoria stradale. La percentuale di mezzi pesanti è ottenuta a partire da conteggi manuali di traffico effettuati per tutte le categorie stradali. Per le strade principali i conteggi si riferiscono alle 16 ore diurne mentre per le altre classi funzionali la percentuale di mezzi pesanti è ottenuta da conteggi su 15 minuti effettuati per un gran numero di strade della città. Caratterizzazione delle pressioni acustiche La stima del livello di rumore emesso dal traffico stradale e valutato a bordo strada è realizzata attraverso un modello analitico di calcolo tramite SEL. Il modello stima il livello continuo equivalente di pressione sonora ponderata in frequenza valutato sul tempo di riferimento diurno 5

6 ( ) a partire dai flussi orari di traffico e dai valori misurati di SEL per classe di veicolo e classe di strada. I veicoli sono raggruppati in due categorie: autoveicoli e mezzi pesanti (nell analisi si trascurano i motoveicoli). Attraverso tecniche di misura tipo pass by (misure assistite dall operatore che conta e rileva ogni veicolo che transita davanti alla postazione microfonica) si sono misurati i SEL a bordo strada e a 4 m dal suolo. Di seguito viene presentata una sintesi dei valori misurati. (Tabella n 2). tipologia di strada SEL medio (dba) dev. st. (dba) autoveicoli mezzi pesanti autoveicoli mezzi pesanti interquartiere I livello 77,3 83,0 3,8 3,6 interquartiere II livello 75,2 86,3 3,8 3,6 quartiere 75,5 85,0 2,4 4,2 locali 74,2 84,7 3,7 3,8 Tabella n 2: Valori misurati di SEL per categoria di veicolo e per categoria di strada. Il livello equivalente orario si calcola a partire dal valore di SEL medio per tipologia di veicolo e classe stradale e dai flussi di traffico orari. Il livello equivalente diurno è stimato a partire dai livelli equivalenti orari. La scelta di adottare una parametrizzazione semplificata delle sorgenti non giustifica una puntuale calibrazione dei risultati calcolati con il modello; si è però ritenuto opportuno verificare strumentalmente tali stime. E stata quindi organizzata una campagna di misure (realizzata tra il mese di settembre e il mese di luglio 2003) effettuata su un gruppo eterogeneo di 45 strade. Di seguito (Tabella n 3) viene fornita una sintesi dei criteri e delle modalità di misura. Parametri rilevati Tempo di riferimento TR Tempo di misura TM Posizione microfono LAeq minuto, LAeq orario, LAeq diurno, LAeq notturno medi per i giorni feriali, Spettro in terzi d ottava riferiti ad ogni minuto. diurno, notturno ameno 3 giorni (feriali) bordo strada, 4 m dal suolo Tabella n 3: Criteri di misura dei livelli di rumore per le strade della città. Caratterizzazione della esposizione della popolazione La disponibilità dei dati relativi alle pressioni (livelli sonori per ogni strada) rende indispensabile recuperare la distribuzione della popolazione ripartita per via. In base all attuale disponibilità di dati non si è considerata la distribuzione in altezza della popolazione immaginandola tutta esposta ai livelli calcolati a bordo strada. I livelli di rumore considerati per l esposizione sono i valori medi (su tre o più giorni) relativi al periodo diurno del giorno feriale. Lo schema seguente sintetizza l attività delle diverse fasi per giungere all indicatore di esposizione. 6

7 CARTOGRAFIA NUMERICA DELL AREA COMUNALE: TEMA STRADE Input cartografico MISURE FONOMETRICHE DI VERIFICA MODELLO DI PIANIFICAZIONE DEL TRAFFICO URBANO Input sui flussi MODELLO ANALITICO output CARATTERIZZAZIONE DEL RUMORE A BORDO STRADA RILEVAMENTI ESEGUITI PER LA VALUTAZIONE DEI SEL Input sui flussi INDICATORE DI ESPOSIZIONE DISTRIBUZIONE DELLA POPOLAZIONE PER VIA RISULTATI I risultati riguardano: La distribuzione della popolazione e l estensione della rete stradale urbana; La distribuzione dei livelli sonori generati dal traffico stimati con il modello; La distribuzione dei livelli sonori generati dal traffico misurati. Infrastrutture stradali e distribuzione della popolazione ztl 1% interquartiere di 1 livello 12% interquartiere di 2 livello 14% strade Locali 63% strade di Quartiere 10% Figura n 1: Estensione (%) della rete stradale per classe funzionale (100% delle strade della città). 7

8 interquartiere di 1 livello interquartiere di 2 livello quartiere locali 40 % b. trento b. milano b. venezia b. roma Figura n 2: Estensione (%) della rete stradale per quartiere (75% del territorio della città). interquartiere 2 live llo % interquartiere 1 live llo % ztl % strade di quartiere % strade locali % Figura n 3: Distribuzione della popolazione in base alla classe stradale (100% della popolazione della città). 8

9 70 % interquartiere di 1 livello interquartiere di 2 livello quartiere locali 10 0 b. trento b. milano b. venezia b. roma Figura n 4: Distribuzione della popolazione per quartiere e per categoria di strada (75% del territorio della città) veicoli equivalenti mediana media 0 interquartiere 1 livello interquartiere 2 livello quartiere locali classe Figura n 5: Flusso di veicoli equivalenti medi nell ora di punta per classe stradale ( ). Il valore medio relativo alle strade locali si riferisce ad una parte delle strade di questa classe. Infatti il PUT fissa un valore di flusso per circa il 10% delle strade locali, le rimanti strade locali non hanno associato alcun flusso. Livelli sonori misurati e calcolati LAeq (dba) corso milano via san marco via anzani via umbria ora Figura n 6: Andamento orario dei livelli equivalenti orari per quattro strade di classe funzionale differente. 9

10 80 75 dba LAeq,n LAeq,d 55 via Basso Acquar via S. Giacomo Corso Milano Corso Venezia Viale Galliano Via Rigaste Redentore Via S. Nazzaro Via Roveggia Via Centro Via Mameli dba LAeq,n LAeq,d 55 quattro novembre nievo I. da vico T lega veronese circolare maroncelli s. fermo tunisi s. marco d-ba 65 LAeq,n LAeq,d 55 anzani badile zamboni G. lungadige campagnola lungadige capuleti filippini tevere scuderlando dba 65 LAeq,n LAeq,d don c. steb del carrista trieste brenta tanaro prina s. d'acquisto bassani dell'artgianato umbria Figura n 7: Livello equivalente diurno e notturno misurato per le strade, in ordine: interquartiere primo livello, interquartiere secondo livello, di quartiere e locali. 10

11 75 70 LAeq,n LAeq,d 65 dba LAeq,d 40 interquartiere di 1 livello interquartiere di 2 livello quartiere locali LAeq,n Figura n 8: Valore medio del livello equivalente diurno e notturno misurato per classe stradale. 80,0 75,0 70,0 65,0 dba,0 55,0 LAeq,d,0 45,0 40,0 interquartiere di 1 livello interquartiere di 2 livello quartiere locali Figura n 9: Valore medio del livello equivalente diurno stimato con il modello per classe stradale. 11

12 70 < >70 40 % b. trento b. milano b. venezia b. roma Figura n 10: Estensione stradale (%) con specificati livelli di emissione (75% del territorio della città). Esposizione ai livelli sonori - 65dB 7% 65-70dB 11% >70dB 7% < db - 65dB 65-70dB >70dB < db 75% Figura n 11: Edifici esposti ai livelli sonori (100% del territorio della città). 80,0 70,0,0 %,0 40,0 30,0 < db - 65dB 65-70dB >70dB 20,0 10,0 0,0 b. trento b. milano b. venezia b. roma Figura n 12: Percentuale di edifici esposti ai livelli sonori per quartiere (75% del territorio della città). 12

13 70 40 % < db - 65dB 65-70dB >70dB Figura n 13: Numero di persone esposte a diversi intervalli (100 % della popolazione). b. roma 64,9 8,3 14,6 12,2 b. venezia b. milano 64,1 66,7 11,2 14,1 15,6 15,1 9,1 4,1 < db - 65dB 65-70dB >70dB b. trento 59,2 14,7 17,0 9,0 0% 20% 40% % 80% 100% Figura n 14: Numero di persone esposte a diversi intervalli di rumore per i quartieri (75% della popolazione). 13

14 MAPPE Obiettivo delle mappe è quello di rappresentare su vasta scala le zone a rischio rumore distinguendole da quelle esposte a livelli certamente ridotti. Vengono riprodotte sotto forma di aree colorate le diverse situazioni di criticità acustica del territorio. La criticità acustica è determinata dall insieme di edifici esposti a prefissati livelli di emissione stradale; in particolare ogni edificio acquista un valore di criticità pari al livello di rumore che interessa la facciata più esposta. Ad ogni edificio è associato il livello di rumore corrispondente alle emissioni di maggiore esposizione generate dalla strada a cui l edificio stesso è affacciato; il risultato non prende quindi in considerazione il versante meno esposto degli edifici. La rappresentazione cartografica non restituisce livelli di rumore presenti nell ambiente esterno; l intervallo di rumore corrispondente ad ogni colore è infatti riferito all esposizione di facciata. In altre parole se in prossimità della strada non sono presenti edifici non sarà evidenziato alcun elemento di criticità (a parte la strada stessa). Il risultato mette quindi in evidenza la presenza di edifici esposti ad intervalli di rumorosità riferiti alle emissioni stradali. La rumorosità è espressa in termini di livello equivalente riferito al periodo diurno ( ); la scelta di rappresentare intervalli di rumorosità a passi di 5 dba è riconducibile alla necessità di rendere leggibile l informazione delle mappe e di restituire un livello di rumore confrontabile con gli standard di accettabilità (le classi acustiche del territorio sono definite a passi di 5 dba). Nella pratica si è realizzata una fascia di pertinenza di 25 m per lato e centrata su ogni strada. La fascia acquista un valore di rumorosità pari a quella stimata dal modello per la rispettiva strada; ad ogni edificio rientrante nella pertinenza è associato il livello equivalente della fascia. Se un edificio ricade in più pertinenze il proprio livello di esposizione coincide a quello della fascia a livello maggiore. Osservazioni sui risultati delle mappe: In base agli obiettivi di mappatura individuati per questo lavoro risulta necessario porre qualche attenzione circa il significato dei valori rappresentati in cartografia. Nel calcolo dell esposizione viene trascurata l analisi di propagazione dell onda sonora tra la strada e l edificio; se questo fatto non comporta particolari inconvenienti nel caso di facciate a filo strada può però generare errori nella stima dei livelli in corrispondenza di edifici distaccati dalla carreggiata. In generale l errore commesso comporta una sovrastima dei livelli sonori, è quindi fatto salvo il principio di cautela con cui è stimata la popolazione esposta. Il fatto di scegliere una generale semplificazione nella parametrizzazione dei dati da inserire nel modello di calcolo comporta una certa cautela nella lettura dei risultati; in particolare l efficacia dei livelli stimati riguarda la possibilità di distinguere le aree a diversa criticità più che l eventualità di riprodurre un esatta informazione puntuale dei livelli sonori. 14

15 CONCLUSIONI Sfruttando le informazioni estratte dal piano urbano del traffico di Verona è stato costruito un indicatore di esposizione al rumore da traffico stradale in ambito urbano. L indagine è stata condotta con un livello di dettaglio sufficiente a soddisfare obiettivi di valutazione su larga scala dell esposizione della popolazione. Lo sviluppo della attività prevede la valutazione dell incertezza circa la stima dei livelli di rumore e della esposizione della popolazione. Sarà definito un insieme di criteri per la definizione del campione di misure stradali utili alla verifica dei livelli stimati, sono previste inoltre specifiche valutazione riguardo lo studio della propagazione del campo sonoro nel contesto urbano prendendo tra l altro in considerazione l esposizione della popolazione relativa ai versanti meno esposti degli edifici. 15