slide di supporto alla lezione sull'inquinamento acustico del 4 marzo 2011

1. UNIVERSITÀ DI PADOVA
La disciplina e il controllo
dell'inquinamento acustico
Fonti, effetti, tecniche di rilevamento
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2. UNIVERSITÀ DI PADOVA
Argomenti
• Inquinamento acustico:
– Grandezze fisiche e parametri caratteristici per lo studio dell’inquinamento
acustico
– Fonti ed effetti
• Controllo del rumore
– Procedure e criteri operativi
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3. UNIVERSITÀ DI PADOVA
Il suono
Il suono è una perturbazione della pressione atmosferica che si
propaga nello spazio con un meccanismo oscillatorio mediante onde
di compressione e rarefazione.
Definitur sonus percussio aeris indissoluta usque ad auditum
(Boezio, 475-525 d.C, De institutione musica)
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4. UNIVERSITÀ DI PADOVA
Suono o rumore?
• L’acustica studia la generazione, la propagazione e la ricezione di
onde in mezzi elastici.
• Gli aspetti peculiari della percezione di suoni (onde sonore,
fenomeno fisico misurabile secondo grandezze di tipo oggettivo)
da parte dell'apparato uditivo umano (sensazione sonora,
meccanismo fisiologico valutabile con grandezze di tipo
soggettivo) sono l’oggetto della psicoacustica.
• Lo stesso fenomeno fisico connesso alla generazione di onde
sonore provoca sensazioni uditive diverse in relazione allo stato
psicofisico ed emozionale del ricettore.
• La distinzione fra “suono” e “rumore” è puramente soggettiva.
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5. UNIVERSITÀ DI PADOVA
L’inquinamento acustico
“Inquinamento acustico: l'introduzione di rumore nell'ambiente
abitativo o nell'ambiente esterno tale da provocare fastidio o
disturbo al riposo ed alle attività umane, pericolo per la salute
umana, deterioramento degli ecosistemi, dei beni materiali, dei
monumenti, dell'ambiente abitativo dell'ambiente esterno o tale da
interferire con le legittime fruizioni degli ambienti stessi.”
(L. 447/95, art. 2, comma 1, lettera a))
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6. UNIVERSITÀ DI PADOVA
Effetti
• Danno uditivo;
• Stress fisiologico;
• Disturbo del sonno;
• Distrurbo della comunicazione.
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Fonti di inquinamento acustico
• Traffico (auto, treni, aerei);
• Impianti industriali ed artigianali;
• Attività ricreative;
• Discoteche, spettacoli e pubblici esercizi;
• Attività e fonti in ambiente abitativo;
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8. UNIVERSITÀ DI PADOVA
La pressione sonora
Il suono è caratterizzato dalla variazione locale della pressione
dell’aria nel tempo.
√
T
1 p è la variazione rispetto alla pressione
Valore efficace RMS = ∫ p 2 (t )dt atmosferica dell’aria in quiete
T 0
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9. UNIVERSITÀ DI PADOVA
Energia sonora
Alla propagazione della perturbazione di pressione è associato un
flusso di energia, detta “energia sonora”.
Intensità sonora
2
̄p
I= [W/m²]
ρ⋅c
Potenza sonora
W = I⋅S [W]
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Dinamica del sistema uditivo
∆ = Imax / Imin = 200 / 20x10-6 = 10.000.000
Soglia del dolore = 200 Pa 100
10
1
0.1
0.01
0.001
0.000 1
Soglia della percezione = 20 µPa 0.000 01
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11. UNIVERSITÀ DI PADOVA
La scala dei decibel
Risulta comodo, in acustica, fare ricorso ad una scala logaritmica per
la quantificazione dei fenomeni sonori, introducendo il concetto di
livello di una grandezza fisica.
x
L x=10 log
x0
10 volte il logaritmo, in base 10, del rapporto tra il valore corrente di
una grandezza e quello assunto come riferimento
Tale livello si esprime in decibel [dB]
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12. UNIVERSITÀ DI PADOVA
La propagazione del suono in campo libero
L p =L W −20 log r+10 log Q−11
Il livello di pressione sonora si riduce di 6 dB per ogni raddoppio della
distanza della sorgente.
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13. UNIVERSITÀ DI PADOVA
Composizione di livelli sonori (1)
L’effetto risultante di più sorgenti sonore può essere valutato, in
termini di livello di pressione sonora, mediante la composizione
logaritmica:
L p1 /10 L p2 /10
L p( 1+2 )=10 log(10 +10 )
50 dB
S1
53 dB
50 dB (non 100 dB !!!)
S2
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14. UNIVERSITÀ DI PADOVA
Composizione di livelli sonori (2)
60 dB
S1
60,4 dB
50 dB
S2
Quando due valori in dB differiscono per più di 10 dB si
può considerare trascurabile l’influenza di quello inferiore.
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15. UNIVERSITÀ DI PADOVA
Livello equivalente di pressione sonora (1)
Per caratterizzare fenomeni variabili nel tempo è stato
introdotto il concetto di livello continuo equivalente di pressione
sonora.
2
1 T p (t )
Lp
L eq =10 log ∫0
T ( )
p0
dt
Leq
Tempo
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16. UNIVERSITÀ DI PADOVA
Livello equivalente di pressione sonora (2)
Nella formazione del livello equivalente “pesano” maggiormente
i livelli più alti.
[(
L eq =10 log
1
T ) ∑i ( 10
Li /10
)⋅t i ]
Esempio:
100
una sorgente induce, in un ora, un 90
Leq totale
Leq parziale
livello di pressione sonora di 55 dB 80
70
per 30 minuti, di 90 dB per 5 minuti 60
Leq [dB]
e di 35 dB per i successivi 25 50
minuti. 40
30
Il livello continuo equivalente 20
risultante per l’intera ora è 79 dB 10
0
0
5
10
20
40
55
15
25
30
35
45
50
60
Tempo [min]
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17. UNIVERSITÀ DI PADOVA
Effetto delle variazioni del livello sonoro
Le variazioni di livello sonoro indotte dalla diminuzione e
dall'aumento del numero di sorgenti o dal diverso tempo di
funzionamento delle medesime producono diverse sensazioni.
Variazione del Variazione della
livello sonoro (dB) sensazione percepita
3 Appena percepibile
5 Differenza percettibile
10 Differenza apprezzabile
15 Grande variazione
20 Variazione molto forte
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18. UNIVERSITÀ DI PADOVA
La frequenza
Oltre che dalla quantità di energia trasportata il fenomeno sonoro è
caratterizzato anche dalla frequenza [Hz] (cicli al secondo) del
fenomeno oscillatorio.
p Lp
tempo
Frequenza
p Lp
Toni puri: tempo
Frequenza
p Lp
tempo
Frequenza
Rumore casuale:
p Lp
tempo frequenza
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19. UNIVERSITÀ DI PADOVA
Campo di udibilità e frequenze caratteristiche dei segnali sonori
Frequenza
1 10 100 1000 10 000 [Hz]
Campo di udibilità (20-20000 Hz)
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20. UNIVERSITÀ DI PADOVA
Tipologie di segnali sonori
Andamento della Andamento del livello Andamento del livello
pressione sonora nel di pressione sonora nel di pressione sonora in
tem po tempo frequenza
P r e s s io n e s o n o r a , p [P a ]
Segnali deterministici
L iv e llo d i p r e s s io n e
L iv e llo d i p r e s s io n e
s o n o ra , L [d B ]
s o n o ra , L [d B ]
stazionari
p
p
(es. motori, organi meccanici,
pale, ecc.)
T e m p o , τ [s ] T e m p o , τ [s ] F re q u e n z a , f [H z ]
P r e s s io n e s o n o r a , p [P a ]
Segnali casuali
L iv e llo d i p r e s s io n e
L iv e llo d i p r e s s io n e
s o n o ra , L [d B ]
s o n o ra , L [d B ]
(es. pioggia, vento)
p
p
T e m p o , τ [s ] T e m p o , τ [s ] F r e q u e n z a , f [H z ]
P r e s s io n e s o n o r a , p [P a ]
Segnali transienti
L iv e llo d i p r e s s io n e
L iv e llo d i p r e s s io n e
s o n o ra , L [d B ]
s o n o ra , L [d B ]
(es. rumori da impatto)
p
p
T e m p o , τ [s ] T e m p o , τ [s ] F r e q u e n z a , f [H z ]
P r e s s io n e s o n o r a , p [P a ]
Segnali continui non
L iv e llo d i p r e s s io n e
L iv e llo d i p r e s s io n e
s o n o ra , L [d B ]
s o n o ra , L [d B ]
stazionari
p
p
(es. martello pneumatico)
T e m p o , τ [s ] T e m p o , τ [s ] F r e q u e n z a , f [H z ]
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21. UNIVERSITÀ DI PADOVA
La sensibilità dell’udito (1)
Al variare della frequenza occorrono differenti quantità di energia per
produrre la stessa sensazione uditiva.
130
120 120
110
Livello di 100 100
Pressione 90
Sonora, Lp 80 80
(dB re 20 µPa) 70
60 60
50
40 40
30
20 20
10
0
Phon
20 Hz 100 Hz 1 kHz 10 kHz
Frequenza
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22. UNIVERSITÀ DI PADOVA
La sensibilità dell’udito (2)
I diversi fenomeni acustici interessano diversi campi di frequenza e di
livello di pressione.
140
dB Soglia del Dolore
120
Livello di Pressione Sonora
100 Limite di rischio di danno
80 Musica
60 Parlato
40
20
Soglia
dell’udibile
0
20 50 100 200 500 1k 2k 5k 10k 20 k
Frequenza [Hz]
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23. UNIVERSITÀ DI PADOVA
La scala di ponderazione “A”
Per collegare tra loro quantità di energia sonora e percezione uditiva,
sono state introdotte le scale di ponderazione, tra le quali la scala “A”
è quella maggiormente impiegata per la valutazione del disturbo.
Lp
(dB)
 Isofonica 40 dB 40
normalizzata a 40
0 dB at 1kHz
20
0
20 Hz 100 1 kHz 10 kHz
Lp
(dB)
 Isofonica 40 dB 0
Invertita
confrontata con 40
la curva A di -20
ponderazione in A-weighting
frequenza -40
20 Hz 100 1 kHz 10 kHz
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24. UNIVERSITÀ DI PADOVA
Procedure generali e criteri operativi
Non vi è un metodo prestabilito
Valutazione di volta in volta da parte del tecnico competente
• Misura dei livelli sonori;
• Descrizione del fenomeno rumoroso;
• Rilievi cartografici e fotografici;
• Acquisizione informazioni generali;
• Verifica dei regolamenti ed eventuali deroghe
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25. UNIVERSITÀ DI PADOVA
Attività ARPA
• Funzioni tecniche di controllo e supporto di
Comuni e Province;
• Riconoscimento della figura di tecnico
competente in acustica ambientale (LR 21/99,
LR 11/01, DDG ARPAV 52/2008);
• Definizione dei criteri per l'elaborazione della
documentazione di impatto acustico (DDG
ARPAV 3/2008)
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26. UNIVERSITÀ DI PADOVA
Attività di controllo
• Funzioni amministrative: Comune e Provincia
• Funzioni tecniche: ARPA
Se un cittadino si ritiene disturbato?
– Presenta esposto al comune di residenza (descrive la causa e richiede il
controllo);
– Il Comune controlla:
• Autorizzazioni, orari ed eventuali deroghe;
• Zone acustiche;
• Soggetti coinvolti
– Richiesta ad ARPA per accertamento tecnico (misura del rumore)
• Se i limiti sono rispettati: fine
• Se i limiti non sono rispettati:
– Sanzione amministrativa e ordinanza di bonifica;
– Verifica ordinanza di bonifica
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27. UNIVERSITÀ DI PADOVA
Richiesta per attività di misurazione fonometrica
• Documentazione da allegare:
– Copia dell'esposto
– Planimetria dei luoghi, relazioni di impatto acustico, eventuale piano
di risanamento;
– Informazioni sulle sorgenti (orari, durata del rumore, ecc.)
• Informazioni su:
– Ricettori (eventuali siti sensibili);
– Zonizzazione acustica;
– Nel caso di infrastrutture stradali: informazioni specifiche:
• Ferrovie: fasce di pertinenza, distanza dalla linea, ecc.;
• Strade: fasce di pertinenza, tipo di strada, ecc.;
• Aeroporti: zona aeroportuale.
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28. UNIVERSITÀ DI PADOVA
Classificazione acustica del territorio comunale (DPCM 14/11/97)
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29. UNIVERSITÀ DI PADOVA
Valori di emissione, immissione e qualità (DPCM 14/11/97)
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30. UNIVERSITÀ DI PADOVA
Presentazione rilasciata con licenza Creative Commons CC-BY-SA
http://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5/it/deed.it
Autori: Antonino Di Bella, Tommaso Gabrieli, Luca Menini
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