Lezione inquinamento acustico

UNIVERSITÀ DI PADOVA

La disciplina e il controllo dell'inquinamento acustico

Fonti, effetti, tecniche di rilevamento

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• Inquinamento acustico:

– Grandezze fisiche e parametri caratteristici per lo studio dell’inquinamento acustico

– Fonti ed effetti

• Controllo del rumore– Procedure e criteri operativi

Argomenti

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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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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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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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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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La pressione sonora

Il suono è caratterizzato dalla variazione locale della pressione dell’aria nel tempo.

p è la variazione rispetto alla pressione atmosferica dell’aria in quiete

Valore efficace RMS=√ 1T∫0

T

p2 ( t )dt

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Energia sonora

Alla propagazione della perturbazione di pressione è associato un flusso di energia, detta “energia sonora”.

I =p̄2

ρ⋅c

W = I⋅S

Intensità sonora

Potenza sonora

[W]

[W/m²]

10


Dinamica del sistema uditivo

Soglia della percezione = 20 µPa

Soglia del dolore = 200 Pa 100

10

1

0.1

0.01

0.001

0.000 1

0.000 01

∆ = Imax / Imin = 200 / 20x10-6 = 10.000.000

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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.

L x=10 logxx0

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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La propagazione del suono in campo libero

L p=LW −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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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 p(1+2 )=10 log(10Lp1 /10

+10L p2 /10

)

S1

S2

50 dB

50 dB

53 dB

(non 100 dB !!!)

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Composizione di livelli sonori (2)

Quando due valori in dB differiscono per più di 10 dB si può considerare trascurabile l’influenza di quello inferiore.

S1

S2

60 dB

50 dB

60,4 dB

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Livello equivalente di pressione sonora (1)

Per caratterizzare fenomeni variabili nel tempo è stato introdotto il concetto di livello continuo equivalente di pressione sonora.

Leq=10 log1T∫0

T

( p (t )

p0)

2

dt

Leq

Lp

Tempo

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Livello equivalente di pressione sonora (2)

Nella formazione del livello equivalente “pesano” maggiormente i livelli più alti.

Leq=10 log [( 1T )∑i

(10Li /10 )⋅t i]

Esempio:una sorgente induce, in un ora, un livello di pressione sonora di 55 dB per 30 minuti, di 90 dB per 5 minuti e di 35 dB per i successivi 25 minuti.Il livello continuo equivalente risultante per l’intera ora è 79 dB

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5

10

15 20

25 30 35 40

45 50 55

60

Tempo [min]

Leq

[dB

]

Leq totaleLeq parziale

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Variazione del livello sonoro (dB)

Variazione della sensazione percepita

3 Appena percepibile

5 Differenza percettibile

10 Differenza apprezzabile

15 Grande variazione

20 Variazione molto forte

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.

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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

tempo

tempo

p

p

Lp

FrequenzaLp

Frequenza

tempo

p Lp

frequenza

Rumore casuale:

Toni puri:

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Campo di udibilità e frequenze caratteristiche dei segnali sonori

[Hz]1 10 100 1000 10 000

Frequenza

Campo di udibilità (20-20000 Hz)

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Tipologie di segnali sonoriAndamento della

pressione sonora neltempo

Andamento del livellodi pressione sonora nel

tempo

Andamento del livellodi pressione sonora in

frequenza

Segnali deterministicistazionari(es. motori, organi meccanici,pale, ecc.)

Segnali casuali(es. pioggia, vento)

Segnali transienti(es. rumori da impatto)

Segnali continui nonstazionari(es. martello pneumatico)

F r e q u e n z a , [ H z ] f

Live

llo d

i pre

ssio

ne

sono

ra,

[dB

] L

p

Pre

ssio

ne

son

ora

,[P

a]

p

T e m p o , [ s ]τ

Live

llo d

i pre

ssio

ne

sono

ra,

[dB

] L

p

T e m p o , [ s ]τ


Live

llo d

i pre

ssio

neso

nora

,[d

B]

L

p

Live

llo d

i pre

ssio

neso

nora

,[d

B]

L

p

T e m p o , [ s ]τ

Pre

ssio

ne s

ono

ra,

[Pa

]

p

T e m p o , [ s ]τ


Liv

ello

di p

ress

ione

sono

ra,

[dB

] L

p

Liv

ello

di p

ress

ione

sono

ra,

[dB

] L

p

T e m p o , [ s ]τ

Pre

ssio

ne s

ono

ra,

[Pa]

p

T e m p o , [ s ]τ

Live

llo d

i pre

ssio

neso

nora

,[d

B]

L

p


Live

llo d

i pre

ssio

neso

nora

,[d

B]

L

p

T e m p o , [ s ]τ

Pre

ssio

ne s

onor

a,

[Pa]

p

T e m p o , [ s ]τ

21


La sensibilità dell’udito (1)

Al variare della frequenza occorrono differenti quantità di energia per produrre la stessa sensazione uditiva.

Livello diPressione

Sonora, Lp

(dB re 20 µPa)

120

100

80

60

40

20

Phon0

1020

3040

50

6070

80

90

100110

120130

20 Hz 100 Hz 1 kHz 10 kHzFrequenza

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La sensibilità dell’udito (2)

140

dB120

100

80

60

40

20

0

20 50 100 200 500 1k 2k 5k 10k 20 kFrequenza [Hz]

Live

llo d

i Pre

ssio

ne S

onor

a

Soglia dell’udibile

Limite di rischio di danno

Soglia del Dolore

Parlato

Musica

I diversi fenomeni acustici interessano diversi campi di frequenza e di livello di pressione.

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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.

40

20

0

20 Hz 100 1 kHz 10 kHz

40

0

-20

-40

20 Hz 100 1 kHz 10 kHz

40

Lp (dB)

Lp (dB)

A-weighting

Isofonica 40 dBnormalizzata a

0 dB at 1kHz

Isofonica 40 dBInvertitaconfrontata conla curva A diponderazione infrequenza

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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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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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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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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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Classificazione acustica del territorio comunale (DPCM 14/11/97)

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Valori di emissione, immissione e qualità (DPCM 14/11/97)

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Presentazione rilasciata con licenza Creative Commons CC-BY-SA

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Autori: Antonino Di Bella, Tommaso Gabrieli, Luca Menini

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