L022 00 D 15 RH AR00A3 001 A 2 di 16 INDICE PREMESSA... 3 1 INQUADRAMENTO DELL'OPERA... 4 2 RIFERIMENTI TECNICI E NORMATIVI... 6 2.1 NORMA UNI 9614: MISURA DELLE VIBRAZIONI NEGLI EDIFICI E CRITERI DI VALUTAZIONE DEL DISTURBO... 7 2.2 NORMA UNI 9916 - CRITERI DI MISURA E VALUTAZIONE DEGLI EFFETTI DELLE VIBRAZIONI SUGLI EDIFICI.... 9 2.3 NORMA UNI11048 - VIBRAZIONI MECCANICHE ED URTI - METODO DI MISURA DELLE VIBRAZIONI NEGLI EDIFICI AL FINE DELLA VALUTAZIONE DEL DISTURBO... 10 3 METODOLOGIA DI ESECUZIONE DELLE INDAGINI... 11 3.1 GENERALITÀ... 11 3.2 METODOLOGIA DI MISURA... 12 3.3 STRUMENTAZIONE DI MISURA... 13 4 5 6 RISULTATI MONITORAGGIO AMBIENTALE... 15 OSSERVAZIONI... 15 CONCLUSIONI... 15
L022 00 D 15 RH AR00A3 001 A 3 di 16 Il presente lavoro è volto all'illustrazione degli obiettivi, dell approccio metodologico, dei contenuti e dei risultati ottenuti del monitoraggio della componente vibrazioni nell ambito della realizzazione del progetto di raddoppio in variante di tracciato della linea ferroviaria Bari Taranto, relativamente alla tratta Bari S. Andrea - Bitetto. Più in generale, esso si inserisce all interno delle complessive attività di monitoraggio ambientale dell opera, relativamente a più componenti tra le quali, appunto, le vibrazioni. L impostazione generale del lavoro risponde alle Specifiche Tecniche esplicitate da Italferr relativamente al Progetto di Monitoraggio Ambientale (PMA) da applicarsi, in questo caso, agli interventi sulla tratta ferroviaria fra Bari S. Andrea e Bitetto. Essa è altresì conforme alle indicazioni generali relative al PMA che accompagnano il progetto definitivo dell opera in questione con riguardo al tema del monitoraggio della componente vibrazioni.
L022 00 D 15 RH AR00A3 001 A 4 di 16 1 Il progetto in esame prevede la realizzazione di una nuova linea a doppio binario che si sviluppa interamente in variante rispetto al tracciato attuale, attraversando i comuni di Bari, Modugno e Bitetto. 1 Il tracciato definitivo, che presenta un estensione di ca. 10,5 km, sviluppandosi per quasi tutta la sua estensione in trincea profonda anche oltre 10 m, si innesta su quello esistente nel territorio del comune di Bari in corrispondenza del km 4+129, nella zona industriale del 1 Contratto Istituzionale di Sviluppo per la realizzazione della direttrice ferroviaria Napoli-Bari-Lecce-Taranto All. 2 Relazioni tecniche.
L022 00 D 15 RH AR00A3 001 A 5 di 16 comune, poco oltre il Fabbricato Viaggiatori della stazione di Bari S. Andrea, per ricongiungersi lungo i 2 km finali al tracciato esistente della linea Bari Taranto in corrispondenza del km 14+596 in territorio del comune di Bitetto, sino alla stazione di Bitetto. A est il tracciato percorre il territorio del Comune di Modugno, tralasciando tuttavia completamente il suo centro urbano, grazie alla scelta di variante operata in sede di progetto preliminare, talché l attraversamento di detto territorio, seppur necessario ai fini del corretto esercizio del trasporto di merci e passeggeri, sollevava, rispetto a quanto previsto nell iniziale progetto di fattibilità, motivi di incompatibilità con le primarie esigenze di assetto urbanistico e socio-economico del Comune. La velocità di tracciato è 200 km/h, pari a quella prevista per la linea Bari - Taranto, a meno del tratto iniziale, di innesto di circa 1,1 Km, che sarà percorso a 100 km/h. Le opere più significative sono le gallerie artificiali che intersecano la Tangenziale di Bari, l Autostrada Complanare di Grande Comunicazione, alcune Strade Provinciali e l Autostrada A14 Bari Taranto, nonché l opera di attraversamento inferiore della attuale linea ferroviaria Bari Taranto e il Viadotto sulla ex Cava Cementir. Il progetto comprende altresì la realizzazione di 2 nuove fermate, ove è previsto il servizio viaggiatori, quali: Bari Villaggio Lavoratori, in sostituzione dell attuale stazione di Bari Sant Andrea, e Modugno. E inoltre prevista la modifica del piano del ferro della stazione di Bitetto e la realizzazione del nuovo apparato ACEI telecomandabile.
L022 00 D 15 RH AR00A3 001 A 6 di 16 2 Ai fini della realizzazione della campagna di monitoraggio della componente vibrazioni, a titolo esemplificativo e non esaustivo si fa riferimento agli strumenti normativi attualmente vigenti, sia in ambito nazionale sia internazionale. Tali norme sono relative alle grandezze ed ai parametri che devono essere misurati, ai sistemi di rilevazione e alle caratteristiche della strumentazione impiegata. La valutazione delle vibrazioni deve essere eseguita in relazione al loro effetto sull uomo e sulle strutture ed è regolamentata da varie normative internazionali e nazionali. A livello nazionale, tutt oggi non esiste alcuna legge o decreto come, invece, accade per altre componenti ambientali. Si riportano, quindi, i riferimenti dati dalle normative tecniche sulle vibrazioni sull uomo e sugli edifici. In particolare gli effetti delle vibrazioni sull uomo all interno degli edifici sono trattati per esempio nella norma ISO 2631 e nella UNI 9614 in accordo con la prima, e dalla Norma Italiana Sperimentale UNI 11048 che affianca la UNI 9614. Infatti, anche se i contenuti delle due normative sono sostanzialmente analoghi, la norma UNI risulta maggiormente chiara ed accessibile dal punto di vista tecnico. Per quanto riguarda gli aspetti specifici, la definizione dei tipi di vibrazione riportata nella norma UNI differisce da quello riportato nella norma ISO. Inoltre nella norma UNI sono riportate indicazioni supplementari riguardanti le vibrazioni residue, la valutazione del disturbo dovuto a vibrazioni di livello non costante e a vibrazioni prodotte da veicoli ferroviari. Gli standard di protezione sull uomo previsti dalle predette normative garantiscono ampiamente rispetto alla possibile insorgenza di danni agli edifici e, pertanto, l esposizione degli edifici deve esser valutata nel caso di beni monumentali o storici per i quali possono essere assunti limiti più restrittivi.
L022 00 D 15 RH AR00A3 001 A 7 di 16 2.1 NORMA UNI 9614: MISURA DELLE VIBRAZIONI NEGLI EDIFICI E CRITERI DI VALUTAZIONE DEL DISTURBO Viene definito il metodo di misura delle vibrazioni di livello costante immesse negli edifici ad opera di sorgenti esterne o interne agli edifici stessi. Non costituisce una guida per la valutazione delle vibrazioni considerate come possibile causa di danni strutturali o architettonici agli edifici. Non costituisce inoltre una guida per la valutazione delle vibrazioni che, a bordo di veicoli, navi, aerei e all' interno di installazioni industriali, possono pregiudicare il comfort, l' efficienza lavorativa, la salute-sicurezza dei soggetti esposti; tali vibrazioni, i cui limiti sono strettamente dipendenti dalla durata dell' esposizione, sono anch'esse oggetto di norme specifiche. In appendice sono riportate alcune considerazioni sulla valutazione del disturbo. Le norme tecniche di riferimento sono le DIN 4150 (tedesca) e la UNI 9614 che definiscono: i tipi di locali o edifici, i periodi di riferimento, i limiti che costituiscono il disturbo, il metodo di misura delle vibrazioni immesse negli edifici ad opera di sorgenti esterne o interne. Le vibrazioni immesse in un edificio si considerano: di livello costante: quando il livello dell accelerazione complessiva ponderata in frequenza rilevato mediante costante di tempo "slow" (1 s) varia nel tempo in un intervallo di ampiezza inferiore a 5 db, di livello non costante: quando il livello suddetto varia in un intervallo di ampiezza superiore a impulsive: quando sono originate da eventi di breve durata costituiti da un rapido innalzamento del livello di accelerazione sino ad un valore massimo seguito da un decadimento che può comportare o meno, a seconda dello smorzamento della struttura, una serie di oscillazioni che tendono ad estinguersi nel tempo.
L022 00 D 15 RH AR00A3 001 A 8 di 16 La direzione lungo la quale si propagano le vibrazioni sono riferite alla postura assunta dal soggetto esposto. Gli assi vengono cosi definiti : asse z passante per il coccige e la testa, asse x passante per la schiena ed il petto, asse y passante per le due spalle. Per la valutazione del disturbo associato alle vibrazioni di livello costante, i valori delle accelerazioni complessive ponderate in frequenza, corrispondenti ai più elevati riscontrati sui tre assi, possono essere confrontati con i limiti riportati nelle tabelle 1 e 2; tali limiti sono espressi mediante l accelerazione complessiva ponderata in frequenza a(w) e del suo corrispondente livello L(w). Quando i valori dei livelli delle vibrazioni in esame superano i limiti, le vibrazioni possono essere considerate oggettivamente disturbanti per il soggetto esposto. Il giudizio sull'accettabilità (tollerabilità) del disturbo oggettivamente riscontrata dovrà ovviamente tenere conto di fattori quali la frequenza con cui si verifica il fenomeno vibratorio, la sua durata, ecc.. a (m/s 2 ) L a,w (db) aree critiche 5.0 10-3 74 abitazioni (notte) 7.0 10-3 77 abitazioni (giorno) 10.0 10-3 80 uffici 20.0 10-3 86 fabbriche 40.0 10-3 92 Tabella 1 - Valori e livelli limite delle accelerazioni ponderate in frequenza validi per l'asse z
L022 00 D 15 RH AR00A3 001 A 9 di 16 a (m/s 2 ) L a,w (db) aree critiche 3.6 10-3 71 abitazioni (notte) 5.0 10-3 74 abitazioni (giorno) 7.2 10-3 77 uffici 14.4 10-3 83 fabbriche 28.8 10-3 89 Tabella 2 - Valori e livelli limite delle accelerazioni ponderate in frequenza validi per l'asse x e y 2.2 NORMA UNI 9916 - CRITERI DI MISURA E VALUTAZIONE DEGLI EFFETTI DELLE VIBRAZIONI SUGLI EDIFICI. Fornisce una guida per la scelta di appropriati metodi di misura, di trattamento dei dati e di valutazione dei fenomeni vibratori allo scopo di permettere anche la valutazione degli effetti delle vibrazioni sugli edifici, con riferimento alla loro risposta strutturale ed integrità architettonica. Altro scopo della norma e' di ottenere dati comparabili sulle caratteristiche delle vibrazioni rilevate in tempi diversi su uno stesso edificio, o su edifici diversi a parità di sorgente di eccitazione, nonchè di fornire criteri di valutazione degli effetti delle vibrazioni medesime. Per semplicità, la presente norma considera gamme di frequenza variabili da 0,1 a 150 Hz. Tale intervallo interessa una grande casistica di edifici e di elementi strutturali di edifici sottoposti ad eccitazione naturale (vento, terremoti, ecc.), nonchè ad eccitazione causata dall' uomo (traffico, attività di costruzione, ecc.). In alcuni casi l' intervallo di frequenza delle vibrazioni può essere più ampio (per esempio vibrazioni indotte da macchinari all' interno degli edifici): tuttavia eccitazioni con contenuto in frequenza superiore a 150 Hz non sono tali da influenzare significativamente la risposta dell' edificio. Gli urti direttamente applicati alla struttura attraverso macchine industriali, gli urti
L022 00 D 15 RH AR00A3 001 A 10 di 16 prodotti dalle esplosioni, dalla battitura dei pali e da altre sorgenti immediatamente a ridosso dei ristretti limiti della struttura non sono inclusi nella gamma di frequenza indicata, ma lo sono i loro effetti sulla struttura. In appendice A è riportata la classificazione degli edifici. Nell'Appendice B, che non costituisce parte integrante della norma, sono indicate nel Prospetto IV le velocità ammissibili per tipologia di edificio, nel caso particolare di civile abitazione i limiti sono riportati nella tabella 3. Civile abitazione Fondazione Pavimento Frequenza < 10 Hz 10-50 Hz 50-100 Hz diverse freq. velocità (mm/s) 5 5-15 15-20 15 Tabella 3 - Valori limite delle velocità 2.3 NORMA UNI11048 - VIBRAZIONI MECCANICHE ED URTI - METODO DI MISURA DELLE VIBRAZIONI NEGLI EDIFICI AL FINE DELLA VALUTAZIONE DEL DISTURBO La norma, sperimentale, definisce i metodi di misurazione delle vibrazioni e degli urti trasmessi agli edifici ad opera di sorgenti esterne o interne agli edifici stessi, al fine di valutare il disturbo arrecato ai soggetti esposti. Essa affianca la UNI 9614. La norma non si applica alla valutazione degli effetti delle vibrazioni sugli edifici, in relazione a possibili danni strutturali o architettonici, per la quale si rimanda alla UNI 9916. Nella presente norma è riportata la curva di ponderazione W m impiegata per la pesatura. Si osserva che Le caratteristiche del filtro W m non differiscono in modo sostanziale da quelle del filtro per postura non nota o variabile definito dalla UNI 9614.
L022 00 D 15 RH AR00A3 001 A 11 di 16 3 3.1 GENERALITÀ Lo studio della componente vibrazione è stato redatto allo scopo di quantificare le vibrazioni cui sono soggetti i ricettori interessati prima della realizzazione e dell'esercizio della varie tratte ferroviarie, al fine di verificare la compatibilità con gli standard di riferimento e le eventuali condizioni di criticità. Un opera ferroviaria induce impatti di tipo vibrazionale riconducibili alle operazioni di costruzione dell'opera e al passaggio dei convogli sulla linea. Nell'ambito di tale fase si è proceduto alla rilevazione degli attuali livelli di vibrazione, che saranno assunti come "punto zero" di riferimento. Le misure di vibrazioni hanno avuto lo scopo di quantificare gli effetti di "annoyance" sulla popolazione, e l interferenza con attività produttive ad alta sensibilità, gli effetti su emergenze archeologiche e beni monumentali di particolare rilevanza, oltre agli effetti alle strutture edilizie. Il monitoraggio della fase ante operam è stato finalizzato ai seguenti obiettivi: testimoniare lo stato attuale dei luoghi in relazione ai livelli vibrazionali nella fase precedente all'apertura dei cantieri ed all'esercizio della linea; caratterizzare, per le misure prettamente ferroviarie, il comportamento vibrazionale delle diverse tipologie dei treni che attualmente transitano lungo la linea; orientare opportunamente gli eventuali interventi di mitigazione che si dovessero rendere necessari nelle successive fasi di realizzazione e d esercizio della linea di progetto.
L022 00 D 15 RH AR00A3 001 A 12 di 16 In generale le misure ante operam sono state effettuate nei ricettori: a ridosso delle attuali linee, al fine di valutare le vibrazioni indotte dall'attuale traffico ferroviario; a ridosso della viabilità che sarà interessata dai mezzi di cantiere al fine di valutare le vibrazioni indotte dall'attuale traffico veicolare. 3.2 METODOLOGIA DI MISURA Il monitoraggio della componente vibrazioni nei ricettori prescelti è stato svolto con una procedura standardizzata composta dalle seguenti fasi: 1. Sopralluogo degli edifici da monitorare Il sopralluogo nell edificio da monitorare è stato necessario per i seguenti aspetti: verifica dell accessibilità degli edifici per la realizzazione delle misure nelle varie fasi del monitoraggio; definizione di dettaglio delle sorgenti di emissione in essere; rilievo di dettaglio delle destinazioni d uso delle stanze degli immobili selezione delle stanze in cui posizionare i dispositivi di misura tenendo presente che esse dovranno essere le stesse nelle varie fasi di monitoraggio; definizione del calendario per lo svolgimento delle indagini.
L022 00 D 15 RH AR00A3 001 A 13 di 16 2. Installazione dei dispositivi di rilevamento Il posizionamento e il fissaggio dell intera catena di misura sono stati effettuati in maniera stabile, senza cioè, che movimenti non controllati del sistema di misurazione o del personale addetto, potessero determinare piccole vibrazioni locali tali da rendere non valida l intera misurazione. I dispositivi di misura sono stati posizionati al primo e all ultimo solaio abitato, dal lato dell edificio a minima distanza dalla sorgente di vibrazione dominante (ferroviaria e non). Il monitoraggio è stato svolto in stanze in cui non si verificano interferenze con le attività residenziali e in posizione centrale al locale (in corrispondenza della mezzeria del solaio). All interno delle stanze scelte, sono stati fissati 2 accelerometri triassiale sul solaio al centro della stanza atti a misurare tutte le componenti del moto vibratorio. I trasduttori sono stati connessi con il sistema d acquisizione dati. 3.3 STRUMENTAZIONE DI MISURA La strumentazione impiegata per le misure di vibrazioni è stata composta da: accelerometri e relativi cavi di connessione alla scheda di acquisizione; cubo in alluminio per misure triassiali; sistema di acquisizione; software per post-elaborazione delle misure; computer portatile. La strumentazione risponde ai requisiti richiesti dalle norme: ISO 8041 e UNI ENV 28041. Queste norme hanno infatti lo scopo di unificare le strumentazioni di misura di vibrazioni per la valutazione del disturbo agli individui in modo che i risultati ottenuti con diverse strumentazioni siano riproducibili e compatibili tra di loro.
L022 00 D 15 RH AR00A3 001 A 14 di 16 In particolare la linea di misura è costituita da un trasduttore accelerometrico accoppiato ad uno strumento di misura dotato del filtro di ponderazione oppure da un accelerometro e un analizzatore di frequenza in tempo reale a bande di terzo di ottava. Le caratteristiche dell'accelerometro sono state tali da consentire il rilievo delle vibrazioni ambientali; in particolare il sensore sarà dotato di una risposta piatta nel campo di frequenza da 0 ad 80 Hz. Gli analizzatori di vibrazioni utilizzato sono stati lo Svan 958 (S/N 11764) e lo Svantek 948 (S/N 12435) completamente digitali, a 4 canali, in classe 1. Di seguito si riportano le caratteristiche salienti degli strumenti: soddisfacimento della norma IEC 651, IEC 804 and IEC 61672-1; misura simultaneamente ISO 8041RMS, Peak, Max, Min, MTVV, VDV,Time History; range intensità vibrazioni compresa tra 0.003 m/s-2 e 1000 m/s-2 (r.m.s.); range frequenza misura vibrazioni compresa tra 0.5 Hz e 20 khz; filtri pesatura implementati Vibrazioni: W-Bxy, W-Bz, W-Bc, H-A, Wk,Wc,Wd, Wj (ISO 8041, ISO5349 e ISO2631-1); Digital True RMS & RMQ con rilevazione del Peak, risoluzione 0.1 db, tempo di integrazione programmabile fino a 24 ore con costanti di tempo da 100 ms a 10 s nel modo Vibrometro; memoria 32 MB non-volatile (flash type). L'accelerometro triassiale impiegato è un DYTRAN 3233A con sensibilità pari a 1000 mv/g.
L022 00 D 15 RH AR00A3 001 A 15 di 16 4 Nelle schede specifiche dell Allegato 1 sono riportati i risultati del monitoraggio effettuato. 5 I livelli di vibrazioni indotti all interno dei 3 ricettori monitorati sono riconducibili rispettivamente allo svolgimento della normale attività didattica (caso punto di misura VIV 01) ed alla presenza dei proprietari nell edifici presso la contrada La Marisotta Modugno (VIL 01 e VIL 02) e. Dall esame dei tracciati temporali dei livelli di vibrazioni e dall estrazione del massimo per ciascuno degli assi di indagine (x, y e z) non risulta verificarsi il superamento del limite previsto dalle normative tecniche inerenti la percettibilità del moto vibratorio. 6 Lo scopo del monitoraggio vibrazionale Ante Operam è stato quello di verificare la percettibilità del moto vibratorio da parte degli occupanti dei locali indagati (Norma UNI 9614:1990 e riferimenti) prima dell'inizio delle attività di cantiere e dell'esercizio della linea. Si è provveduto ad accertare in primis la non percettibilità delle vibrazioni presenti allo stato attuale derivanti dalle attività antropiche esistenti nei luoghi di indagine attraverso il confronto con i limiti proposti dalla Norma 9614 (tabelle 5, 6, 7e 8) su ciascuno degli assi cartesiani x, y e z.
L022 00 D 15 RH AR00A3 001 A 16 di 16 Per quanto riguarda le eventuali lesioni agli edifici, la Norma UNI 9916 che fornisce una guida per la scelta degli appropriati metodi di misura, di trattamento dei dati e di valutazione dei fenomeni vibratori, al punto 9 relativo alla "Valutazione dei dati", afferma che per il verificarsi di danni strutturali all'edificio è necessario che le vibrazioni raggiungano livelli tali da causare prima fastidio e dolore agli occupanti. Esclusa la percettibilità delle vibrazioni è stato possibile escludere la possibilità di eventuali danni strutturali.