Associazione Italiana di Acustica 41 Convegno Nazionale Pisa, 17-19 giugno 2014 MISURE DI RUMORE ALL INTERNO DI ABITAZIONI PRODOTTO DAL FUNZIONAMENTO DI TURBINE EOLICHE Gino Iannace, Amelia Trematerra Dipartimento di Architettura e Disegno Industriale Seconda Università di Napoli, Borgo San Lorenzo, 81031, Aversa (Ce) 1. Introduzione In alcune zone interne dell Italia meridionale sono stati realizzati numerosi parchi eolici. Il motivo di tale successo è dovuto sia a motivi economici (sussidi, vendita di certificati bianchi, investimenti bancari) sia alla buona velocità del vento ed alla accessibilità dei siti. In queste area del Sud Italia, l altezza media rispetto al livello del mare è di circa 700-800 metri e il vento è presente tutto l anno con una velocità media di circa 8-10 m/s e difficilmente supera i 25 m/s (a questa velocità del vento è programmato lo spegnimento delle turbine per evitare la possibile rottura) [1]. Inizialmente i parchi eolici erano realizzati lontano dai centri abitati, ma il continuo aumento degli investimenti ha comportato il loro ampliamento, per cui le torri eoliche sono state costruite anche in prossimità dei centri abitati, creando alle popolazioni che vivono in questi luoghi problemi di diverso tipo tra cui quello dell inquinamento acustico, infatti le torri eoliche durante il loro funzionamento generano un rumore che, per le popolazioni che vivono nelle adiacenze di tali parchi, è fastidioso. Nel presente lavoro sono riportati i risultati di misure acustiche effettuate all interno di abitazioni situate in prossimità di un parco eolico, al fine di valutare, per diverse velocità del vento, il contributo al rumore ambientale generato dal funzionamento delle torri eoliche. Da osservazioni in campo si è notato che per basse velocità del vento il rumore generato dalla rotazione delle pale è molto fastidioso, mentre per velocità del vento maggiori, il rumore generato dal funzionamento delle pale è coperto dal rumore del vento stesso e quindi il rumore emesso dalla rotazione delle pale, in questa condizione, non è percepito come fastidio. Sono stati valutati gli intervalli di variazione della velocità del vento in cui prevale il rumore generato dalla rotazione delle pale e gli intervalli di variazione della velocità del vento in cui prevale il rumore da questo generato (rumore generato dal soffio del vento). 1
2. Metodologia di misura Le misure fonometriche sono state eseguite all interno di un abitazione privata in prossimità di un parco eolico, a finestre aperte (condizione di massimo disturbo), utilizzando un fonometro posto in una stanza al primo piano. Il fonometro (modello Solo della 01dB di classe 1, configurato per l acquisizione del livello equivalente e dei livelli statistici) era installato su un treppiede all altezza di 1,60 metri dal pavimento e a 1,20 metri dalla finestra, larga 2,00 metri e alta 1,20 metri; la stanza (camera da letto), normalmente arredata, misura 5,0 metri di larghezza, 4,0 metri di lunghezza ed altezza 3,0 metri. Il parco eolico è costituito da quattro turbine di potenza di circa 2,0 MW ciascuna, di altezza 80 metri e con diametro del rotore di circa 90 metri; la velocità di rotazione delle pale è di circa 45 giri al minuto e la distanza minima tra le torri e l abitazione più vicina è di circa 250 metri. Le misure fonometriche sono state eseguite sia nel periodo diurno sia notturno e, sia con l impianto eolico in funzione, sia con l impianto spento. Le misure fonometriche sono state eseguite anche con una sola torre eolica in funzione, in modo da valutare il contributo fornito al campo sonoro dal funzionamento di una sola torre eolica. Al termine delle misure i livelli sonori misurati sono stati confrontati tra loro per individuare gli intervalli di velocità del vento in cui prevale, la componete di rumore generato della rotazione delle pale e gli intervalli di velocità del vento in cui prevale il rumore generato dal vento. Il parco eolico è situato su di un altura di circa 60 metri rispetto al piano di campagna dell abitazione e il terreno, tra le torri e l abitazione considerata, era coltivato a frumento e privo di alberi. La Figura 1 mostra una vista aerofotogrammetrica dell area intorno al parco eolico, con l indicazione della distanza delle abitazioni dalle turbine eoliche. Il vento prevalente proviene da Sud- Ovest, mentre solo per brevi periodi dell anno il vento proviene da Nord e la velocità del vento supera i 25 m/s solo in poche occasioni. Le misure acustiche sono state eseguite nel periodo diurno e nel periodo notturno, e sono stati analizzati la storia temporale, lo spettro in frequenza in terzi di ottava dei valori medi e dei valori minimi delle misure fonometriche, per l individuazione di eventuali componenti tonali. Inoltre, per valutare il contributo del rumore generato dal funzionamento delle torri eoliche, le misure fonometriche sono state eseguite sia quando le torri erano spente sia quando erano in funzione; in questo modo, a parità di velocità del vento, è stato valutato il contributo sonoro emesso dal funzionamento delle torri eoliche rispetto a quando queste sono tutte spente. 3. Misure fonometriche durante il periodo diurno Le misure fonometriche eseguite durante il periodo diurno non hanno fornito risultati apprezzabili a causa della presenza di rumori generati dal passaggio di camion e di mezzi agricoli e dal funzionamento delle attrezzature a servizio delle attività agricole; tali rumori antropici, non controllabili, hanno compromesso le misure fonometriche effettuate sia con le torri eoliche in funzione e sia quando queste erano spente, poiché hanno reso complicato l estrapolazione della componente di rumore dovuta al funzionamento delle torri dai contributi dovuti al rumore antropico. 2
Figura 1 Vista aerofotogrammetrica con indicazione della posizione delle torri eoliche rispetto alle abitazioni 4. Misure fonometriche durante il periodo notturno Le misure fonometriche effettuate durante il periodo notturno hanno avuto il vantaggio di non essere condizionate dagli effetti indesiderati del rumore antropico. Le misure sono state eseguite sia quando le torri erano in funzione sia quando queste erano ferme in modo che a parità di velocità del vento, potessero essere valutati gli effetti del rumore generato dalla rotazione delle pale e gli effetti del rumore generato dal solo vento (pale delle torri ferme). Sono state analizzate diverse configurazioni in funzione della velocità del vento e della relativa direzione. Figura 2 Velocità media del vento di circa 12 m/s e direzione Sud Ovest. Andamento temporale del livello della pressione sonora, con indicazioni delle fasi di misura Per la velocità media del vento di circa 12 m/s e direzione Sud Ovest, la Figura 2 riporta la storia temporale durante le fasi di misura: una prima fase in cui sono in funzione tutte le torri, una seconda in cui viene spenta la torre n. 2, una terza in cui sono spente tutte le torri e l ultima fase in cui le quattro torri sono riavviate. La Tabella 1 riporta i valori dei livelli equivalenti e del livello percentile L95 in, per ogni fase di misura considerata, dalla quale si evince che lo spegnimento della torre n. 2 comporta una riduzione di circa 1,5 db rispetto a quando sono in funzione tutte e quattro le torri; mentre quando le quattro torri sono spente la riduzione è di circa 9,0 db. Per velocità 3
del vento di circa 12 m/s, la differenza dei livelli sonori tra torri in funzione e spente è fortemente significativa. Tabella 1 Sintesi delle misure fonometriche Torri / orario di funzionamento LeqA L95 Velocità media del vento m/s Parziale 1 20:30 24:00 Parziale 2 00:00 00:30 Spenta Torre n. 2 Parziale 3-00:30 01:00 Parziale 4-01:00 02:15 43,7 41,5 12,0 42,0 40,1 10,8 36,7 32,5 10,5 45,8 40,9 10,7 Per la velocità media del vento superiore a 12 m/s e direzione Sud Ovest, la Figura 3 riporta la storia temporale durante le fasi di misura: in una prima fase sono in funzione tutte le torri, nella seconda viene spenta la torre n. 2, nella terza fase sono spente le torri n. 2 e n.3, la quarta fase sono spente tutte le torri, nella quinta fase le quattro torri sono tutte riavviate, mentre nell ultima fase tutte le torri sono state nuovamente spente. La Tabella 2 riporta i valori dei livelli equivalenti e del livello percentile L95 in per ogni fase di misura considerata. Tra le torri in funzione e le torri spente la differenza è di circa 7 db per i valori L95, mentre i valori dei livelli equivalenti sono tra loro paragonabili per la presenza di raffiche di vento, che nel descrittore L95 non sono computate (parziale n.1 e parziale n. 4). Nella seconda parte della misura, la velocità del vento tende ad aumentare e quando le torri sono tutte ferme (parziale 6) il livello è maggiore del livello misurato nella condizione in cui tutte le torri sono in funzione. Figura 3 Velocità media del vento superiore a 12 m/s e direzione Sud Ovest. Andamento temporale del livello della pressione sonora, con indicazione delle fasi di misura La Figura 4 riporta una condizione molto critica per il funzionamento delle torri eoliche, infatti, la notte oggetto delle misure è stata caratterizzata dalla presenza di un ven- 4
to che inizialmente era di circa 12 m/s ma poi, nel corso della notte la sua velocità è aumentata fino a 25 m/s, comportando il fermo dell impianto ( la direzione del vento era Sud Ovest); dalla Figura 4 si evince il transitorio dell emissione sonora (dalle ore 1:00 fino alle ore 3:00) che corrisponde ad una variazione della velocità del vento da 15 m/s a 24 m/s. Dalla Tabella 3 è possibile valutare la velocità del vento e la condizione operativa del parco eolico, cioè quando è fermo, quando è in funzione o parzialmente in funzione. Per velocità comprese tra 12-13 m/s si nota la differenza dei livelli quando l impianto è spento o è in funzione, l incremento del livello sonoro dovuto al funzionamento dell impianto è di circa 5 db. Quando, invece, la velocità del vento supera i 15 m/s, si nota che il livello percentile L95 misurato, quando è presente solo il rumore del vento, supera il livello percentile L95 misurato quando le torri sono in funzione. Tabella 2 Sintesi delle misure fonometriche Torri / orario di funzionamento LeqA L95 Velocità media vento, m/s Parziale 1 22:00 24:00 Parziale 2 24:00 00:30 Spenta Torre n. 3 Parziale 3 00:30 01:00 Spenta Torre n. 3 e n. 2 Parziale 4 01:00 01:30 Parziale 5 01:30 05:00 Parziale 6 05:00 05:30 55.8 39.9 16.5 41 36.2 13.9 43.2 33.7 12.0 53.6 33.9 12.8 48.5 39.4 13.6 46.5 41.2 16.7 Figura 4 Velocità del vento da 12 m/s a 25 m/s. Andamento temporale del livello della pressione sonora, con indicazioni delle fasi di misura. 5
Tabella 3 Sintesi delle misure fonometriche Torri / orario di funzionamento LeqA L95 Velocità media vento, m/s Parziale 1 23:00 24:00 Parziale 3 00:20 00:40 Spenta Torre n. 3 e n. 2 Parziale 3 00:40 01:00 Parziale 4 01:00 02:15 Parziale 5 02:15 03:00 (transitorio) Parziale 6 03:00 03:30 Parziale 7 03:30 04:10 Parziale 8 04:10 05:10 Spenta Torre n.3 e n. 4 Parziale 9 05:10 06:30 40,2 37 12 38,5 34 14,7 40,7 35,8 15 39,2 36,5 14,2 45,2 37,4 14,4 51,2 46,8 21,3 53,9 47,6 23,1 54,1 46,8 22,2 52,3 48,5 24,4 5. Conclusioni Dalle misure fonometriche effettuate per le diverse velocità del vento, è possibile valutare la differenza tra il livello sonoro emesso dal funzionamento delle torri e il rumore del solo vento (torri spente), fornendo utili informazioni per la comprensione dei disturbi causati all uomo dal funzionamento delle torri eoliche per le diverse velocità del vento. Gli effetti negativi maggiori, si riscontrano sulle popolazioni che vivono in prossimità dei parchi eolici, per velocità del vento di circa 10 m/s poiché con una maggiore velocità si ha la prevalenza del rumore generato dal vento su quello generato dalla rotazione delle pale. Queste informazioni potrebbero essere utili ai gestori dei parchi eolici per trovare il giusto compromesso tra le esigenze dettate della produzione di energia elettrica e le esigenze della popolazione finalizzate al benessere acustico. 6. Bibliografia [1] http://atlanteeolico.rse-web.it/viewer.htm 6