Esempi di mappature acustiche e di valutazioni di popolazione esposta a rumore eseguite nella regione Umbria

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1 Esempi di mappature acustiche e di valutazioni di popolazione esposta a rumore eseguite nella regione Umbria Francesco Asdrubali 1, Samuele Schiavoni 1 1 Dipartimento di Ingegneria Industriale, Università degli Studi di Perugia, Via G. Duranti, 67, Perugia, fasdruba@unipg.it SOMMARIO A partire dal 2005, grazie alla collaborazione tra l ARPA Umbria e la Sezione di Fisica Tecnica del Dipartimento di Ingegneria Industriale dell Università degli Studi di Perugia, è stato sviluppato un progetto sull attuazione della Direttiva 2002/49/CE, recepita in Italia con il D. Lgs. 194/05, con particolare riferimento alle modalità di calcolo dell indicatore popolazione esposta al rumore. Si sono così condotti numerosi studi riguardanti diverse aree di interesse all interno della Regione Umbria. L esperienza maturata grazie ai diversi casi di studio ha consentito di pervenire a procedure di calcolo ottimizzate, tali da fornire risultati realistici anche in ambienti complessi, caratterizzati da molteplici sorgenti, quali infrastrutture stradali, ferroviarie e stabilimenti industriali. Il presente lavoro è incentrato sulla mappatura acustica e la valutazione di popolazione esposta in due località del comune di Perugia collocate nei pressi del Raccordo autostradale Perugia-A1. INTRODUZIONE La direttiva europea 2002/49/CE [1], recepita in Italia dal D.Lgs. 194/05 [2] ha definito l indicatore popolazione esposta a rumore e ha enumerato i casi nei quali è necessaria la sua valutazione. Tali normative indicano il 2012 quale termine ultimo per l invio delle mappature acustiche e dell entità di tale parametro riferito agli agglomerati con popolazione superiore alle unità e gli assi stradali e ferroviari principali alla Commissione Europea. La realizzazione di tali documenti spetta ad autorità individuate dalla Regione o dalla Provincia autonoma o, nel caso di infrastrutture di trasporto, agli enti gestori. In tale quadro di riferimento il Dipartimento di Ingegneria Industriale dell Università di Perugia ha avviato una collaborazione con Arpa Umbria, mirata alla valutazione dell indicatore popolazione esposta a rumore in alcune situazioni significative. Non essendo presenti in Umbria agglomerati urbani, così come definiti dalla [1], l obiettivo di tali iniziative non è consistito tanto nell adempimento di obblighi comunitari, ma piuttosto nel mettere a punto una metodologia e nel ricavare informazioni sui valori di esposizione al rumore relative alla popolazione di alcune aree critiche. Inoltre il know-how acquisito nei casi studio portati a termine a partire dal 2005 [3], ha favorito lo sviluppo di procedure che hanno portato ad un miglioramento progressivo della precisione delle elaborazioni condotte. Il Dipartimento di Ingegneria industriale ha inoltre acquisito una notevole esperienza nel campo della modellazione acustica di infrastrutture di trasporto nella realizzazione dei piani di risanamento delle infrastrutture stradali gestite dalla Provincia di Perugia, che hanno richiesto l esame di circa km di rete stradale [4]. Nel 2007 Arpa Umbria ha avviato una nuova serie di attività finalizzate a determinare l indicatore popolazione esposta a rumore in aree situate in prossimità di strade con elevati flussi di traffico e di poli industriali significativi. Nell ambito di tali iniziative, il Dipartimento si è occupato della valutazione di tre località interessate dalle emissioni acustiche derivanti da due strade extraurbane principali. Nel primo caso lo studio ha riguardato l area di Santa Maria degli Angeli situata nelle

2 immediate vicinanze della SS75, l infrastruttura che collega le città di Perugia e Foligno attraversata da un flusso di traffico medio di circa veicoli orari nel periodo day. Nel secondo caso la valutazione ha riguardato due diversi siti in prossimità della strada europea E45, una collocata a Nord ed una a Sud rispetto all immissione in essa del Raccordo Autostradale Perugia- A1 (RA6). In uno dei due casi è stato eseguito un interconfronto con Arpa Umbria al fine di valutare l effetto nell uso di differenti metodologie di elaborazione e di strumenti informatici eterogenei nella determinazione delle mappature acustiche e dell indicatore popolazione esposta a rumore [5]. Infine è stato portato a termine uno studio di maggiore complessità nel quale è stato valutato l effetto di un maggior numero di sorgenti, comprendenti un importante polo industriale [3], in prossimità del centro abitato di Narni. ATTIVITA RECENTI Nel corso del 2009 le attività sono proseguite con il calcolo dell indicatore popolazione esposta al rumore in due diverse aree: Località di Prepo e Piscille: area situata in prossimità del Raccordo autostradale Perugia- A1, l unica strada extraurbana principale della provincia di Perugia non precedentemente analizzata; Polo Chimico ternano: complesso di circa 0,9 km 2 del quale è stato valutato l impatto nell ambiente circostante, separandone le emissioni acustiche da quelle derivanti dalle strade circostanti. Le procedure ed i risultati ottenuti nell ultimo studio sono stati discussi in precedenza [6]; pertanto il presente articolo si concentrerà sugli esiti ottenuti nella valutazione della popolazione esposta al rumore del Raccordo autostradale. DESCRIZIONE DELLE AREE STUDIO Lo studio ha riguardato due località del Comune di Perugia, denominate Prepo e Piscille, il cui clima acustico è condizionato dalle emissioni di una delle arterie più importanti della rete stradale Umbra, il Raccordo Autostradale Perugia-A1 (RA6); tale infrastruttura connette l autostrada del Sole non solo al capoluogo di regione, ma anche alla strada europea E45. Il tratto di strada che collega le due località esaminate si estende per una lunghezza complessiva di 2,5 km ed è compreso fra le gallerie Prepo e Volumni (figura 1). In tale tratto il Raccordo autostradale percorre 1 km circa all interno della galleria Pallotta. Galleria Prepo Galleria Volumni Galleria Pallotta Figura 1: Foto aerea della zona in esame Le località in esame presentano differenze urbanistiche sostanziali, in quanto a Prepo è stato interessato da un importante sviluppo urbanistico assente nella zona di Piscille. Tale condizione è

3 stata favorita dalla posizione strategica della prima località nel contesto della mobilità urbana di Perugia. Prepo si trova a pochi minuti dalla stazione ferroviaria e del Minimetrò di Perugia, nonché dal centro storico della città stessa. Inoltre in tale area sono presenti numerosi uffici pubblici che rendono particolarmente intenso il traffico nel Raccordo autostradale anche nei giorni feriali. La località di Piscille è al contrario meno densamente abitata e si sviluppa, come Prepo, prevalentemente su un colle situato a Nord del Raccordo autostradale. METODOLOGIA DI ANALISI Definizione dell area di calcolo L area di calcolo è stata estesa a circa 500 metri per lato dal bordo della sede stradale: essa interseca 31 sezioni di censimento, all interno delle quali sono stati complessivamente registrati dall ISTAT 6570 abitanti [7]. Con la pubblicazione del nuovo rapporto ISTAT previsto ad Ottobre 2011, i risultati potranno essere aggiornati in modo tale da essere maggiormente rappresentativi della situazione esistente. Costruzione del modello digitale del terreno La realizzazione del modello digitale del terreno o DGM (Digital Ground Model), è stata eseguita mediante l interpolazione delle informazioni digitali tridimensionali contenute nelle Carte Tecniche Regionali (CTR). Nella costruzione del DGM le maggiori problematiche sono derivate dall assenza della struttura tridimensionale degli edifici e dell asse del Raccordo autostradale. La risoluzione di tali problematiche si è resa necessaria per evitare che una cattiva qualità del dato di input potesse inficiare il risultato finale. In riferimento agli edifici, è necessario osservare come le CTR contengano le quote dei vertici dei tetti; pertanto tramite estrusione a terra è possibile ricavare una stima sufficientemente precisa dell altezza e del numero dei piani, fissando l interpiano a 3 metri. Il tracciato tridimensionale dell asse del raccordo è stato determinato costruendo un DGM fittizio finalizzato esclusivamente a tale scopo; questa procedura ha consentito un individuazione accurata della sorgente stradale in esame. Scelta della procedura di calcolo La scelta della procedura di calcolo più idonea per il caso in esame ha implicato l analisi preliminare delle strumentazioni e delle informazioni a disposizione del Dipartimento. Arpa ha fornito una rilevazione di flusso di traffico giornaliera eseguita nel periodo 06-20, in entrambi i sensi di marcia, a poca distanza dal confine dell area di studio, eseguita mediante due unità HI-STAR (figura 2). Figura 2: Posizionamento delle unità di rilevazione dei flussi di traffico all uscita della galleria Volumni

4 Le informazioni digitali tridimensionali sono state ricavate dalle apposite Carte Tecniche Regionali, mentre per la distribuzione della popolazione del territorio sono stati impiegati i dati del Censimento Istat 2001 [7]. Il materiale a disposizione consente di effettuare la valutazione di popolazione esposta per mezzo della procedura 12.1 contenuta nel CTN_AGF. Al fine di ottenere un risultato ancora più accurato si è deciso di seguire tale metodologia per ogni sezione di censimento ISTAT in modo tale da preservare le caratteristiche residenziali di ogni sub-area. Tale metodo deve essere eseguito qualora siano disponibili i dati di popolazione residente nell area soggetta a mappatura acustica, ma non si disponga della ripartizione all interno degli edifici della stessa. Per la ripartizione degli abitanti all interno dei fabbricati ad uso abitativo sono state eseguite, per ogni sezione di censimento, le seguenti fasi: a) Divisione del numero complessivo dei residenti presenti nella sezione in esame per la stima dell area totale ad uso residenziale. L indicatore che ne deriva è definito in abitanti/m 2 e rappresenta la densità abitativa. Sia P il numero complessivo dei residenti presenti nell area di studio, n il numero complessivo di edifici in esame, npi il numero di piani dell edificio residenziale i-esimo e AR,i la sua area in pianta. La densità abitativa D sarà pari a: D = P n AR, i* npi i= 1 b) Moltiplicazione, per ogni edificio residenziale presente nella sezione di censimento in esame, della sua superficie in pianta per il proprio numero di piani; in questo modo si esegue una stima dell area ad uso abitativo disponibile per ogni edificio i-esimo (ART,i). A A np RT, i= Ri, * i c) Moltiplicazione, per ogni singolo edificio, della densità abitativa per l area complessiva ad uso residenziale: in questo modo si ottiene per ogni singolo edifico la stima della popolazione presente Pi. P = D* A i Ripetendo tale procedura per ognuna delle sezioni di censimento prese in esame, è possibile determinare una realistica distribuzione della popolazione residente nell area oggetto di studio. Al termine della stima della distribuzione della popolazione nel territorio in esame è stata eseguita la costruzione del modello digitale del terreno. Caratterizzazione acustica del Raccordo autostradale La simulazione della propagazione acustica del rumore stradale è stata eseguita mediante il modello di calcolo NMPB-Routes-96, nel rispetto delle indicazioni contenute nel D.Lgs. 194/05 [2]. Tale metodologia necessita delle seguenti informazioni di input per la valutazione delle emissioni di sorgenti acustiche stradali: Numero di veicoli leggeri orari transitanti, suddivisi per periodo day, evening e night; Numero di veicoli pesanti orari transitanti, suddivisi per periodo day, evening e night; Velocità medie delle due tipologie dei veicoli; Caratteristiche del manto stradale (liscio, pavé, fonoassorbente ecc.); Numero e larghezza delle corsie, senso di marcia; Tipologia di flusso stradale (instabile,stabile, accelerato, rallentato); Per le prime tre informazioni é stata messa a disposizione una misura di flusso di traffico per senso di marcia sull uscita della galleria Volumni, all esterno dell area di studio, su un periodo compreso fra le ore 06:00 e le ore 20:00 di un unico giorno di osservazione. Nei periodi evening (20-22) e night (22-06) i flussi di traffico sono stati ricavati da una misura fonometrica settimanale eseguita a RT, i

5 30 metri dal margine della carreggiata. Tale operazione ha consentito anche la taratura del modello, in modo tale da ottimizzare la congruenza fra il rumore simulato tramite il software di simulazione acustica SoundPLAN e quello registrato dal fonometro (tabelle. 1 e 2). Livello [db(a)] Misurato Simulato Differenza L day 67,9 68,59-0,69 L evening 67,7 68,59-0,89 L night 64,6 63,96 0,64 L den 71,7 71,59 0,11 Tabella 1: Verifica della taratura del modello di calcolo Direzione Est Direzione Ovest Veicoli leggeri day (veic./h) 1303,4 1381,8 Veicoli leggeri evening (veic./h) 1303,4 1381,8 Veicoli leggeri night (veic./h) 447,2 473,6 Veicoli pesanti day (veic./h) 151,2 185,5 Veicoli pesanti evening (veic./h) 151,2 185,5 Veicoli pesanti night (veic./h) 52 63,7 Velocità medie leggeri (km/h) Velocità medie pesanti (km/h) Tabella 2: Parametri di calcolo impiegati per la taratura acustica del Raccordo Autostradale Le altre informazioni sono state ricavate da un sopralluogo eseguito nell area, nel corso del quale sono state rilevate le larghezze delle carreggiate e delle corsie di marcia e sono state definite la tipologia della pavimentazione stradale come liscia e l andamento del flusso stradale come stabile. RAPPRESENTAZIONE DEI RISULTATI La Direttiva individua le seguenti classi di esposizione per le quali deve essere determinato l indicatore popolazione esposta a rumore: 45-49, 50-54, 55-59, 60-64, 65-69, e >75 db(a) (le prime 2 solo per il periodo night). In via cautelativa, tutti i soggetti residenti all interno di ogni singolo edificio sono stati assegnati alla classe corrispondente a quella della facciata maggiormente esposta al rumore originato dal Raccordo autostradale. Le mappature acustiche elaborate riferite ai periodi den e night,sono illustrate rispettivamente nelle figure 3a e 3b, mentre i dati relativi all indicatore popolazione esposta a rumore sono sintetizzati in tabella 3. L analisi dei valori dell indicatore popolazione esposta a rumore sintetizzati in tabella 3 evidenzia come le maggiori criticità siano riconducibili al periodo night, in accordo con quanto osservato negli studi precedenti [3,5,6]. Il verificarsi di tale condizione trova motivazione nel cospicuo valore di L n, pari a 64,6 db(a), rilevato dalla misura fonometrica, dal quale sono stati ricavati i valori dei flussi di traffico nella fase di taratura del modello.

6 L den (db(a)) L n (db(a)) esposti (55,3%) (19,3%) (62,3%) (14,2%) (20,3%) (8,7%) (13,0%) (1,7%) (2,7%) (0,7%) (1,6%) (<0,1%) (0,2%) 75 0 (0%) L den 65 db(a) 291 (4,4%) L n 55 db(a) 733 (11,2%) L den 55 db(a) 2480 (37,7%) L n 45 db(a) 2934 (44,7%) Tabella 3: Rappresentazione dell indicatore popolazione esposta a rumore A) B) Figura 3: Mappatura acustica delle emissioni del Raccordo autostradale calcolata nel periodo den (a) e night (b) CONFRONTO CON I CASI STUDIO PRECEDENTI In tabella 4 sono confrontati i valori dell indicatore popolazione esposta a rumore calcolati nel presente studio con quelli ricavati dagli studi del 2007 su aree simili nel periodo night [3,5]. L analisi dei dati contenuti in tabella 4 evidenzia come nelle località di Prepo e Piscille l entità parametro osservato sia elevata in termini assoluti, ma non particolarmente cospicua se si confrontano i valori in percentuale. La motivazione di tale fenomeno deve essere ricondotta all estensione dell area di analisi in quanto nel presente studio si è scelto di estenderla a 500 metri dalla sede stradale, mentre negli altri studi era incentrato su un numero più ristretto di sezioni di censimento.

7 L n (db(a)) Loc. Collestrada Loc. Balanzano Loc. S. Maria degli Angeli Loc. Prepo e Piscille 44 0 (0%) 26 (1,5%) 271 (11,9%) 3636 (55,3%) (23,8%) 69 (4,0%) 706 (31,1%) 1265 (19,3%) (28,7%) 751 (43,6%) 821 (36,2%) 936 (14,2%) (15,8%) 381 (22,1%) 295 (13,0%) 571 (8,7%) (14,9%) 271 (15,7%) 145 (6,4%) 112 (1,7%) (6,9%) 190 (11,0%) 32 (1,4%) 49 (0,7%) (9,9%) 33 (1,9%) 0 (0%) 1 (<0,1%) 75 0 (0%) 0 (0%) 0 (0%) 0 (0%) L n 55 db(a) 48 (47,5%) 875 (50,8%) 472 (20,8%) 733 (11,2%) L n 45 db(a) 101 (100%) 1696 (98,5%) 1999 (88,1%) 2934 (44,7%) Tabella 4: Confronto con gli studi precedenti su aree simili I valori non particolarmente consistenti dell indicatore calcolati nelle località di Prepo e Piscille e Santa Maria degli Angeli trovano spiegazione delle caratteristiche del tessuto urbanistico, a differenza di quanto avviene in località Balanzano, dove si osservano valori di popolazione esposta al rumore più consistenti (figura 4). Figura 4: Confronto fra i diversi tessuti urbanistici delle località di Balanzano ( a sinistra) e Santa Maria degli Angeli (a destra) SVILUPPI FUTURI Il Dipartimento di Ingegneria Industriale è attualmente impegnato nella elaborazione del Piano di risanamento acustico del comune di Foligno, nell ambito del quale verrà eseguita la mappatura acustica della rete stradale comunale. Ad oggi è stato realizzato il modello digitale del terreno e ricostruiti in forma digitale gli edifici e le infrastrutture di trasporto esistenti, anche attraverso l impiego di foto aeree opportunamente georeferenziate. Al termine di tale fase saranno poste in relazione i dati contenuti nel piano urbano del traffico agli assi stradali, in modo tale da poter associare ad ogni infrastruttura la propria emissione. Attraverso tale metodologia sarà ricostruita la mappatura acustica delle infrastrutture di trasporto comunali e valutato l indicatore popolazione esposta a rumore al fine di migliorare il quadro conoscitivo dell esposizione a rumore stradale degli abitanti del comune di Foligno.

8 CONCLUSIONI Il caso di studio illustrato nella presente memoria ha avuto come obiettivo l esecuzione della mappatura acustica e la valutazione dell indicatore popolazione esposta al rumore in due aree prospicienti il Raccordo autostradale Perugia-A1. L emissione di tale infrastruttura è stata stimata dal confronto fra le informazioni ricavate da rilievi fonometrici e di flussi di traffico. Tale metodologia ha consentito di ottimizzare la taratura del modello di calcolo e di ottenere risultati conformi alla situazione esistente. Il valore dell indicatore popolazione esposta a rumore, determinato nei rispetti del D.Lgs. 194/05 [2], ha consentito di avere una stima del grado di inquinamento acustico dell area. Le condizioni più critiche sono state individuate nel periodo night, nel quale 733 residenti su un totale di 6570 analizzati sono soggetti a livelli acustici superiori ai 55 db(a). L esposizione prolungata nel tempo a livelli superiori a tale soglia comporta aumenta la possibilità di contrarre problematiche di natura cardio-circolatoria e di disturbi del sonno [8]. Con la valutazione eseguita nel presente studio il Dipartimento di Ingegneria Industriale ha portato a termine una serie di attività finalizzate alla determinazione dell impatto delle strade extraurbane principali della Regione Umbria in alcune aree di studio. L esperienza acquisita potrà essere impiegata allo scopo di approfondire la conoscenza dell indicatore popolazione esposta a rumore in aree caratterizzate da una maggiore estensione geografica e complessità morfologica. BIBLIOGRAFIA 1. Direttiva 2002/49/CE del Parlamento Europeo e del Consiglio relativa alla determinazione e alla gestione del rumore ambientale 2. Decreto Legislativo 19 agosto 2005, n. 194, Attuazione della direttiva 2002/49/CE relative alla determinazione e alla gestione del rumore ambientale 3. Asdrubali F., La valutazione della popolazione esposta al rumore lungo infrastrutture di trasporto, 9 Congresso nazionale CIRIAF, Perugia, 3 aprile Asdrubali F., Maraziti A., Pelliccia F., Lazzari V., Frezzini L. e Schiavoni S., Una metodologia per l individuazione delle criticità acustiche di una rete di strade regionali, 35 Congresso AIA, giugno Asdrubali F., Frezzini L., Ortica S. e Tosti C., Stima della popolazione esposta al rumore infrastrutturale: alcuni casi di studio nella regione Umbria, 35 Congresso AIA, giugno Asdrubali F., Filipponi M., Schiavoni S., Baglioni O. e Bennati L., La valutazione della popolazione esposta a rumore in un area industriale, 10 Congresso nazionale CIRIAF, Perugia, 9-10 aprile ISTAT, 14 Censimento generale della popolazione e delle abitazioni, OMS-European Centre for Environment and Health, Report on the second meeting on night noise guidelines, Ginevra, 6-7 dicembre 2004