RUMORE DA IMPIANTI EOLICI: APPLICAZIONE DELLE LINEE GUIDA ISPRA/ARPA E DELLA NORMA UNI :2003 E ANALISI COMPARATIVA

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1 Associazione Italiana di Acustica 41 Convegno Nazionale Pisa, giugno 2014 RUMORE DA IMPIANTI EOLICI: APPLICAZIONE DELLE LINEE GUIDA ISPRA/ARPA E DELLA NORMA UNI :2003 E ANALISI COMPARATIVA Salvatore Curcuruto (1), Rinaldo Betti (1), Enrico Mazzocchi (1), Giuseppe Marsico (1), Rosalba Silvaggio (1) 1) ISPRA Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale, Roma 1. Introduzione Il Sistema Agenziale ISPRA/ARPA, su incarico del MATTM, nel 2013 ha pubblicato le Linee Guida per la valutazione e il monitoraggio dell impatto acustico degli impianti eolici. Lo scopo del lavoro ha riguardato la definizione di una procedura di misura da adottare per il monitoraggio acustico degli impianti eolici, assieme a una metodologia di elaborazione dei dati, al fine di confrontare i livelli acustici con i valori limite previsti dalla normativa nazionale sull inquinamento acustico. L Ente Italiano di Unificazione (UNI), a sua volta, ha emanato la norma UNI/TS :2013 Metodo per la stima dell impatto e del clima acustico per tipologia di sorgenti - Parte 7: Rumore degli aerogeneratori, che propone una metodologia di misura e valutazione alternativa a quella proposta dalle Linee Guida ISPRA/ARPA. Alla luce di quanto sopra, il Sistema Agenziale ha ritenuto di avviare un attività di sperimentazione in campo, attualmente in corso, per la comparazione delle suddette metodologie. ISPRA ha partecipato a tale attività effettuando misure acustiche presso il campo eolico di Grottole (MT), in applicazione delle due procedure, che hanno consentito di valutare le criticità e di evidenziarne le differenze in termini di aspetti operativi e di analisi dei dati. 2. Norma UNI/TS :2003 La norma UNI/ TS :2003 Metodo per la stima dell impatto e del clima acustico per tipologia di sorgenti. Parte 7: Rumore degli aerogeneratori ha lo scopo di supportare i diversi iter autorizzativi per la realizzazione e la modifica di un parco eolico, in conformità alla legislazione nazionale vigente, fornendo una metodologia per la caratterizzazione del clima acustico presso i ricettori e per la valutazione previsionale dell impatto acustico. 1

2 I parametri acustici da rilevare sono i valori di L Aeq, i livelli percentili L 10, L 50 e L 90 con ponderazione fast, gli spettri in banda di 1/3 di ottava di L eq e di L min, quest ultimo con ponderazione fast. Tali parametri devono essere misurati su blocchi di tempo consecutivi T P (tempo di elaborazione), di durata pari a dieci minuti. I metodi di rilievo previsti possono essere a breve e a lungo termine e di durata tale da consentire che i dati ottenuti risultino rappresentativi di tutto l intervallo di velocità del vento, comprese tra il cut-in e il cut-off degli aerogeneratori. La velocità del vento si intende riferita al mozzo degli aerogeneratori; nel caso in cui la velocità del vento sia misurata ad una altezza differente, deve essere riportata al mozzo, specificando nel rapporto il metodo utilizzato. La norma introduce la definizione di gruppo omogeneo, in funzione dei seguenti fattori: tempo di riferimento prescritto dalla legislazione vigente, condizione di esercizio del parco eolico e direzione del vento (ricettore sopra/sottovento rispetto alla sorgente). I dati rilevati devono garantire la condizione che ogni campione del gruppo omogeneo sia costituito da almeno un numero di tre rilievi di durata T P nei quali siano elaborati congiuntamente i dati di rumore e di velocità del vento. L elaborazione dei dati prevede la definizione di diagrammi a dispersione e opportune curve di regressione dei valori di L Aeq misurati in funzione delle classi di velocità del vento al mozzo, per ciascuno dei gruppi omogenei. Il livello ambientale L A viene di conseguenza calcolato tramite media logaritmica dei L Aeq pesata tramite le occorrenze delle singole classi di velocità del vento all interno di ciascun gruppo omogeneo. La norma prevede esplicitamente la medesima procedura di calcolo per la determinazione del livello residuo L R. La procedura di calcolo dei livelli di emissione prende in considerazione le differenze, per ciascuna classe di vento, tra il livello ambientale L A e il livello residuo L R all interno dei gruppi omogenei individuati. Qualora la differenza tra tali livelli sia maggiore di 3 db, i valori di emissione devono essere calcolati come differenza logaritmica tra L A e L R riferiti alla medesima classe di velocità del vento; se detta differenza risulta minore di 3 db, si dovranno sottrarre 3 db al livello ambientale; se infine la detta differenza sia invece maggiore o uguale di 10 db, il livello di rumore residuo può essere trascurato. Il livello di emissione complessivo L EM, per ciasun gruppo omogeneo, viene calcolato con la medesima procedura applicata per L A e L R. 3. Linee Guida ISPRA/ARPA Le Linee Guida per la valutazione e il monitoraggio dell impatto acustico degli impianti eolici, elaborate dal Sitema Agenziale ISPRA/ARPA, forniscono una metodologia standard sia per la misura che per l elaborazione dei dati acquisiti, finalizzata all analisi e alla valutazione dell impatto acustico prodotto durante l esercizio degli impianti eolici, anche per la stima dei parametri necessari per il confronto con i limiti normativi vigenti. La procedura, basata sui criteri del D.M. 16/03/1998, richiede quale condizione necessaria l acquisizione di almeno 2000 intervalli minimi di misurazione utili, dei quali almeno 400 corrispondenti alle condizioni di emissione ritenute più gravose (aerogeneratori a regime e propagazione sottovento verso il ricettore), mediante rilevamenti in continuo di almeno due settimane. I parametri acustici da rilevare sono: i valori di L Aeq su base temporale di 1 s, i valori di L Aeq,10min valutato su intervalli temporali successivi di 10' e lo spettro acustico medio del L eq in bande di 1/3 di ottava. 2

3 I dati meteorologici da acquisire, tutti su intervalli di dieci minuti, sono relativi alla media della velocità del vento ad un altezza di 3 m dal suolo; quelli da acquisire dal gestore, riferiti a ciascuna turbina, sono: media della velocità del vento al rotore, moda della direzione del vento al rotore e media della velocità di rotazione delle pale. La Linea Guida fornisce una procedura iterativa che consente, di definire i livelli di rumore residuo e quelli di emissione degli aerogeneratori estrapolandoli dai livelli di rumore ambientale misurati, consentendo anche la determinazione del livello differenziale senza interruzione dell impianto. 4. Misure di rumore presso il campo eolico di Grottole (MT) Nell ambito delle attività di sperimentazione e di confronto delle procedure, avviata dal Sistema Agenziale, ISPRA ha eseguito campagne di misura del rumore eolico generato dall impianto sito presso Grottole (MT) nel periodo compreso tra il 10 ottobre e il 7 novembre Descrizione del sito Il parco eolico oggetto delle misure è situato su un altopiano naturale, lontano da centri urbani e in prossimità di ricettori isolati residenziali, alcuni dei quali ricadenti all interno del parco stesso. È stato individuato il ricettore oggetto dell indagine, in corrispondenza del quale sono state scelte opportune postazioni di misura. Nella Figura 1 è riportata l ubicazione del ricettore scelto e quella degli aerogeneratori impattanti (GT14, GT15, GT16, GT17), posizionati all interno di un area di raggio pari a 1 km e tutti in visibilità dal punto di misura individuato. Figura 1 Ubicazione del ricettore e degli aerogeneratori considerati L aerogeneratore più prossimo al ricettore (GT14) dista da esso 142 m, mentre il più lontano (GT17) è collocato a una distanza di circa 900 m. 3

4 4.2 Metodologia di misura adottata Il posizionamento degli strumenti di misura è stato effettuato in modo tale da soddisfare i requisiti previsti da entrambe le procedure: il microfono è stato posto ad un altezza pari a 1,5 m e a una distanza di 1 m dalla facciata esposta; la centralina meteo è stata posizionata ad un altezza pari a 3 m dal suolo e a distanza di 5 m dalla facciata. E stata inoltre prevista un altra postazione di misura per ridondanza, ad una distanza inferiore a 1 m dalla prima, dato l ampio periodo di tempo senza presidio dell operatore e per una eventuale ed ulteriore verifica dei dati. Nei 27 giorni di misura, effettuata senza presidio, sono stati acquisiti tutti i parametri acustici previsti dalle due procedure. 5. Elaborazione delle misure L elaborazione dei dati, che ha previsto anche la pulizia di quelli anomali o affetti da condizioni climatiche non corrispondenti ai requisiti del D.M. 16/03/1998, è stata effettuata relativamente al periodo temporale compreso dalle ore 06:00 dell 11/10/2013 alle ore 06:00 del 7/11/2013. Tale analisi ha riguardato esclusivamente il periodo di riferimento diurno, in quanto non è stato possibile effettuare le misure di rumore residuo previste dalla norma UNI nel periodo notturno, a causa delle esigenze di sicurezza dell impianto. E stato possibile eseguire le misure di rumore residuo nel solo periodo diurno e con un solo rotore spento (GT14), il più prossimo al ricettore, a causa di motivi legati alle esigenze di produzione del campo eolico. Le misure di rumore residuo sono state effettuate nei periodi temporali compresi tra le16:00 e le 16:40 del 5/11/2013 e tra le 10:00 e le 11:20 del 6/11/ Risultati ottenuti con l applicazione della Norma UNI :2003 In applicazione della procedura di elaborazione descritta dalla norma UNI, sono stati individuati quattro gruppi omogenei, relativi al rumore ambientale e al rumore residuo ciascuno nelle condizioni di ricettore sopra e sottovento rispetto alla sorgente. Sono stati considerati campioni di L Aeq su 10 in funzione di velocità del vento comprese tra quella di cut-in degli aerogeneratori (3 m/s) e quella massima rilevata (16 m/s). Mentre per il rumore ambientale erano disponibili valori acustici sufficienti a coprire l intero intervallo di classi di velocità del vento, per il rumore residuo a causa della scarsità dei dati acquisiti si è fatto ricorso a dati estrapolati dalla curva di regressione ottenuta dai dati misurati. Al fine di assicurare la significatività statistica dei livelli di rumore residuo, sono stati considerati anche i livelli misurati durante il monitoraggio in continuo durante i quali il rotore di GT14 risultava fermo e la velocità del vento al mozzo non inferiore a 3 m/s. Inoltre, per coprire anche per il rumore residuo l intero intervallo delle classi di velocità del vento del rumore ambientale, è stata utilizzata una curva di regressione di tipo logaritmico, al fine di interpolare ed estrapolare le classi mancanti. In Figura 2 sono riportati gli andamenti dei livelli di rumore ambientale e residuo, misurati in condizioni di sottovento, in funzione delle classi di velocità del vento al mozzo dell aerogeneratore GT14. Si può notare che gli andamenti del rumore ambientale e di quello residuo sono confrontabili alle basse velocità del vento, e che presentano differenze significative a partire dalla velocità di 7 m/s. 4

5 Figura 2 Ricettore sottovento alla sorgente: rumore ambientale e residuo in funzione delle classi di velocità del vento al mozzo In Figura 3 sono riportati gli andamenti dei livelli di rumore ambientale e residuo, in condizioni di sopravento, in funzione delle classi di velocità del vento al mozzo dell aerogeneratore GT14. Figura 3 Ricettore sopravento alla sorgente: rumore ambientale e residuo in funzione delle classi di velocità del vento al mozzo. Si evidenzia che il livello di rumore ambientale riferito alla velocità del vento di 11 m/s è risultato di valore inferiore rispetto alla classe di velocità precedente. Ciò è anche dovuto a un numero sensibilmente minore di occorenze dei campioni di L Aeq misurati per tale classe di vento rispetto alle altre. 5

6 5.2 Risultati ottenuti con l applicazione della Linea Guida ISPRA/ARPA In accordo alla Linea Guida, sono stati calcolati i valori di rumore ambientale L Aeq, relativi al solo tempo di riferimento diurno e associati alle classi di velocità di rotazione equivalente (N eqtot ) dei quattro rotori considerati. Tale parametro corrisponde alla velocità di rotazione virtuale che avrebbe un singolo aerogeneratore posto nella posizione di quello più vicino al ricettore (GT14) affinché esso produca i medesimi livelli di emissione sonora dei quattro aerogeneratori sotto indagine. Per quanto attiene alla determinazione dell emissione sonora del parco eolico, sono stati presi in considerazione i livelli acustici corrispondenti sia al contributo complessivo fornito dai quattro aerogeneratori sia, in analogia all applicazione della norma UNI, al contributo del singolo generatore più prossimo al ricettore. Nelle Figure 4 e 5 sono riportati gli andamenti del livello ambientale e dei valori di emissione, relativi ai due casi suddetti, in funzione di N eqtot. Figura 4 Livello ambientale e valori di emissione relativi ai quattro aerogeneratori in funzione di N eqtot. Figura 5 Livello ambientale e valori di emissione relativi all aerogeneratore GT14 in funzione di N eqtot. 6

7 Si fa presente che l elaborazione dei dati prevede l individuazione della soglia di attivazione del parco eolico, ovvero del valore di N eqtot in corrispondenza del quale il contributo di emissione del parco eolico rispetto al rumore residuo comincia ad essere significativo. Si rileva altresì che i valori di emissione, nei due casi riferiti ai quattro e al singolo aerogeneratore GT14, sono uguali per tutte le classi di velocità, ad eccezione della classe pari a 14 rpm, per la quale si riscontra una differenza pari a 1 db(a). Nel calcolo complessivo dell emissione sono stati utilizzati i valori appartenenti alle curve di interpolazione riportate nelle Figure 4 e Confronto tra i risultati delle due procedure La Tabella 1 mostra i valori finali dei livelli di rumore ambientale e di emissione ottenuti mediante le due procedure. Procedure Tabella 1 Confronto dei risultati ottenuti Livello ambientale Livello di emissione Norma UNI (emissione di 1 rotore) Linea Guida ISPRA/ARPA (emissione di 4 rotori) Linea Guida ISPRA/ARPA (emissione di 1 rotore) db(a) db(a) 47,0 45,5 46,0 44,0 46,0 43,5 Si evidenzia che la differenza tra i valori di livello ambientale tra le due procedure risulta pari a 1 db(a). Per quanto attiene all emissione, la differenza tra i valori ottenuti utilizzando la Linea Guida ISPRA/ARPA nei due casi riferiti a quattro rotori e un rotore risulta pari a 0,5 db(a). Infine, c è da osservare che nei due casi suddetti la differenza tra i valori di emissione ottenuti dalle due procedure risulta rispettivamente 1,5 db(a) e 2 db(a). 6. Conclusioni Dall esperienza di misura condotta, si riportano le seguenti osservazioni riguardanti l applicazione della norma UNI: - la norma può risultare di difficile applicazione, relativamente alla misura del rumore residuo, in presenza di un parco eolico esistente, soprattutto per il periodo di riferimento notturno; - la norma può concedere spazio a dubbi e interpretazioni in alcuni suoi passaggi, riservando una discrezionalità nelle scelte tecniche da operare, soprattutto per quanto concerne il tempo di osservazione durante il quale acquisire i dati misurati e il numero minimo di campioni ammissibile per gruppo omogeneo; La Linea Guida ISPRA/ARPA, essendo prevalentemente basata su un algoritmo di calcolo, necessita di un elevato numero di dati misurati, per la cui elaborazione sarebbe auspicabile l adozione di un foglio di calcolo automatico, al fine di facilitare la fase di elaborazione e garantire anche la comparabilità dei risultati ottenuti. Si deve comunque rilevare che dall esperienza condotta non sono emerse differenze considerevoli nei valori dei livelli acustici relativi al rumore ambientale e all emissione del parco eolico, che risultano compresi all interno di un intervallo di 2 db(a). 7

8 7. Bibliografia [1] Norma UNI/TS :2013, Acustica Metodo per la stima dell impatto e del clima acustico per tipologia di sorgenti. Parte 7: Rumore degli aerogeneratori [2] Linea Guida ISPRA/ARPA, Linee guida per la valutazione e il monitoraggio dell impatto acustico degli impianti eolici, dicembre 2013 [3] Artom F., Betti R., Carmagnini A., Lenzuni P., Lodi Rizzini L., Marchisio A., Marsico G., Ziliani R., Towards a national standard to support the assessment of the noise impact of wind farms, Fourth International Meeting on Wind Turbine Noise, Rome Italy, April 12th -14th, 2011 [4] S. Curcuruto, D. Atzori, R. Betti, E. Lanciotti, G. Marsico, F. Sacchetti, R. Silvaggio, Rumore prodotto da impianti eolici: esperienze di misura, 10 Congresso Nazionale CIRIAF, Perugia 9-10 aprile