il rumore da traffico stradale

A.A. 2009/2010
Laboratorio di Fisica Ambientale
IL RUMORE DA TRAFFICO STRADALE
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IL RUMORE DA TRAFFICO STRADALE
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INDICE ARGOMENTI
1) Sorgenti di rumore di un veicolo a motore
2) Misura dell’emissione sonora di un veicolo
3) Livelli di emissione sonora e velocità
4) Livelli di emissione sonora e categorie di veicoli
5) Categorie di veicoli e composizione spettrale
6) Altezza media delle sorgenti per tipologia di veicolo
7) Livelli di emissione sonora: evoluzione nel tempo
8) Livelli di emissione sonora e stile di guida
9) Rumorosità delle infrastrutture stradali
10)Modelli previsionali dell’inquinamento acustico prodotto dal traffico veicolare
Il TRAFFICO VEICOLARE è la sorgente di rumore principale:
- diffusione sul territorio
- estensione nel tempo (ore notturne)
- livelli di rumore compresi tra 60 e 75 dB(A)
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SORGENTI DI RUMORE DI UN VEICOLO A MOTORE
3
1
2
1. MOTORE
sede di compressioni, scoppi e decompressioni. I livelli
di emissione sonora dipendono da: caratteristiche
costruttive,
costruttive n°giri/min
giri/min.
/min
2. ROTOLAMENTO
rumore causato dall’intrappolamento/rilascio d’aria nelle
cavità tra battistrada e asfalto. Dipende dal disegno del
battistrada e dalla tessitura e porosità
porosità del manto stradale.
AVANZAMENTO
3. AERODINAMICA
rilevante esclusivamente per velocità
velocità>130 km/h
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SORGENTI DI RUMORE DI UN VEICOLO A MOTORE
Principali
componenti del
rumore del motore
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SORGENTI DI RUMORE DI UN VEICOLO A MOTORE
Meccanismi che governano il rumore da contatto ruota/asfalto
VIBRAZIONI
AERODINAMICA
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SORGENTI DI RUMORE DI UN VEICOLO A MOTORE
Esempio di evoluzione delle proprietà di assorbimento di una
pavimentazione drenante/fonoassorbente (efficaci a velocità>40-50 km/h)
Predizione teorica (linea continua), misura
dopo messa in opera (tratteggio), 2 mesi
dopo (linea discontinua)
Un anno dopo la deposizione (senza pulizia
della struttura)
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SORGENTI DI RUMORE DI UN VEICOLO A MOTORE
Asfalto denso e asfalto poroso
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SORGENTI DI RUMORE DI UN VEICOLO A MOTORE
Contributo delle diverse tipologie di sorgente (condizioni di transito drive-by
secondo la norma ISO 362)
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MISURA DELL’
DELL’EMISSIONE SONORA DEL VEICOLO
Esempio di misura per la determinazione del livello di emissione sonora di un
veicolo (norma ISO 362)
“TimeTime-history”
history” del transito
DriveDrive-by test (ISO 362)
Solitamente il risultato della prova viene
espresso come LAmax che rappresenta il
massimo valore di SPL registrato durante il
transito
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LIVELLI DI EMISSIONE SONORA vs VELOCITÀ
VELOCITÀ
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LIVELLI DI EMISSIONE SONORA vs VELOCITÀ
VELOCITÀ
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LIVELLI DI EMISSIONE SONORA vs VELOCITÀ
VELOCITÀ
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LIVELLI DI EMISSIONE SONORA E CATEGORIE DI VEICOLI
Curve di distribuzione statistica cumulativa
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CATEGORIE DI VEICOLI E COMPOSIZIONE SPETTRALE
Esempio di composizione spettrale in bande di 1/3 d’ottava
VEICOLO LEGGERO
dB
80
VEICOLO PESANTE
dB
80
Rotolamento
70
Rotolamento
Motore
70
Motore
60
60
50
50
40
40
30
30
20
20
10
10
0
0
6.308
16
LAeq
31.50
63
125
250
500
Hz
1000
2000
4000
8000
16000
A Z
6.308
16
LAeq
31.50
63
125
250
500
Hz
1000
2000
4000
8000
16000
A Z
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ALTEZZA MEDIA DELLE SORGENTI PER TIPOLOGIA DI VEICOLO
Sorgente 1 = Rotolamento
Sorgente 2 = Motore
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LIVELLI DI EMISSIONE SONORA: EVOLUZIONE NEL TEMPO
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LIVELLI DI EMISSIONE SONORA E STILE DI GUIDA
Curve di distribuzione statistica cumulativa
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RUMOROSITÀ
RUMOROSITÀ DELLE INFRASTRUTTURE STRADALI
In generale il rumore da traffico veicolare viene studiato considerando
l’infrastruttura stradale come una SORGENTE LINEARE:
LINEARE tante sorgenti puntiformi in
movimento possono essere rappresentate da una sorgente lineare FISSA.
FISSA
b
Approssimazione valida se:
L
r>
b
π
r
Se:
r<
b
π
PUNTIFORME MOBILE
Se:
r>
L
π
PUNTIFORME FISSA
Recettore
b = distanza tra i veicoli
r = distanza strada-recettore
L = lunghezza tratto stradale in esame
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RUMOROSITÀ
RUMOROSITÀ DELLE INFRASTRUTTURE STRADALI
I livelli di emissione sonora di un’infrastruttura stradale dipendono da due
categorie di fattori: i dati relativi al flusso di traffico e le caratteristiche geometriche
e strutturali dell’infrastruttura.
Dati di traffico
Caratteristiche geometriche/strutturali
dell’
dell’infrastruttura
1) Entità dei flussi di traffico (n°veicoli/ora) 1) Numero di corsie per senso di marcia
2) Velocità media di percorrenza (km/h)
2) Dimensioni della carreggiata
3) Composizione del traffico (% di VL, VP)
3) Profilo strada (pendenza %)
4) Tipo di flusso (continuo, accelerato,
decelerato, interrotto)
4) Tipologia di manto stradale
5) Forma della sezione trasversale (strada
in piano campagna, in trincea o in
rilevato)
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RUMOROSITÀ
RUMOROSITÀ DELLE INFRASTRUTTURE STRADALI
Esempio di rilievo effettuato a Berbenno (So), SS 38
90.0
80.0
Leq
L90
60.0
50.0
L10
40.0
30.0
16/12
11:00
17/12
03:00
17/12
19:00
18/12
11:00
19/12
03:00
19/12
19:00
20/12
11:00
21/12
03:00
21/12
19:00
22/12
11:00
23/12
03:00
Ore
80.0
74,8
Leq notturno
dB(A)
69,8
70.0
DIURNO
65.0
60.0
NOTTURNO
55.0
Leq Medio
N
O
T
T
U
R
N
O
50.0
:0
01 0
:0
02 0
:0
03 0
:0
04 0
:0
05 0
:0
06 0
:0
07 0
:0
08 0
:0
09 0
:0
10 0
:0
11 0
:0
12 0
:0
13 0
:0
14 0
:0
15 0
:0
16 0
:0
17 0
:0
18 0
:0
19 0
:0
20 0
:0
21 0
:0
22 0
:0
23 0
:0
0
Leq diurno
dB(A)
75.0
00
Andamento del livello
equivalente per la giornata
tipo
dB(A)
dB(A)
70.0
Andamento del livello
equivalente nel periodo di
misura
Ore
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MODELLI PREVISIONALI DELL’
DELL’INQUINAMENTO ACUSTICO
PRODOTTO DAL TRAFFICO VEICOLARE
Si distinguono in 2 categorie:
1) Modelli basati su DATI ACUSTICI (acquisiti sperimentalmente)
2) Modelli basati sulle FORMULE di REGRESSIONE (a partire da dati di
ingresso relativi al flusso di traffico e alle caratteristiche geometriche)
I primi vengono utilizzati per la definizione di alcuni INDICI DI RUMORE (TNI, NPL,…)
utili alla quantificazione del disturbo.
I secondi servono per stimare i livelli di rumore generati da un’infrastruttura
stradale per la quale non possono essere svolti rilievi sperimentali diretti (ad es.
valutazione di impatto acustico di una strada di futura realizzazione)
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MODELLI BASATI SU DATI ACUSTICI
Stima del LAeq a
sperimentalmente.
partire
dagli
INDICI
STATISTICI
CUMULATIVI
rilevati
Indici statistici cumulativi (L
(Ln): rappresentano il livello di pressione sonora superato
rispettivamente per l’n% del tempo di rilevamento.
Leq = 65,5 dB(A)
dB(A)
Leq = 63,4 dB(A)
dB(A)
L5 = 66,4 dB(A)
L10 = 66,2 dB(A)
L50 = 65,4 dB(A)
L90 = 64,7 dB(A)
L95 = 64,5 dB(A)
L5 = 70,1 dB(A)
L10 = 68,0 dB(A)
L50 = 57,4 dB(A)
L90 = 48,7 dB(A)
L95 = 47,6 dB(A)
Traffico
Impianto continuo
dB
100
dB
100
90
90
80
80
70
70
60
60
50
50
40
11:46:30 AM
LAeq
11:47:30 AM
11:48:30 AM
11:49:30 AM
11:50:30 AM
40
10:35:00 AM
LAeq
10:36:00 AM
10:37:00 AM
10:38:00 AM
10:39:00 AM
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MODELLI BASATI SU DATI ACUSTICI
Stima del LAeq a
sperimentalmente:
partire
dagli
INDICI
STATISTICI
CUMULATIVI
rilevati
LAeq = L50 + 0,0179 (L10 – L90) [dB(A)]
(Griffiths e Langdon)
LAeq = 0,65 L50+ 28,8 [dB(A)]
(CSTB)
INDICI DI RUMORE (contengono informazioni sull’andamento del fenomeno
rumoroso nel tempo, correlati all’ampiezza delle fluttuazioni):
TNI (Traffic
(Traffic Noise Index)
Index)
TNI = 4 (L10 – L90) + L90 – 30
NPL (Noise
(Noise Pollution Level)
Level)
NPL = L50 + (L10 – L90) + 1/[60(L10 – L90)2]
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MODELLI BASATI SULLE FORMULE DI REGRESSIONE
Modello semplificato:
F) e alla
semplificato dati di ingresso relativi al flusso veicolare orario (F
velocità media di percorrenza (V
V [km/h])
LAeq = 10 log10 F + 20 log10 V [dB(A)]
Valida su un tessuto urbano aperto. Se la % di veicoli pesanti è considerevole è
possibile aggiungere un fattore correttivo pari a % V.P./10
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MODELLI BASATI SULLE FORMULE DI REGRESSIONE
Modello CNR (1980):
(1980)
LAeq = α + 10 log10 (NL + βNW) + 10 log10(d0/d) + ∆LV + ∆LF + ∆LB + ∆LS + ∆LG + ∆LVB
Dove:
- LAeq = livello equivalente (pond. A) prodotto dal flusso di traffico ipotizzato come sorgente lineare
concentrata sulla mezzeria della strada, calcolato sul piano stradale
- NL e NW = rispettivamente numero di veicoli leggeri e pesanti che transitano in 1 ora
- d0 = distanza di riferimento = 25 m
- d = distanza recettore-strada
- ∆LV = parametro che tiene conto della velocità media del flusso di traffico
V media (km/h)
∆LV (dBA)
dBA)
30 – 50
0
50 – 60
+1
60 – 70
+2
70 – 80
+3
80 – 100
+4
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IL RUMORE DA TRAFFICO STRADALE
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MODELLI BASATI SULLE FORMULE DI REGRESSIONE
Modello CNR (1980):
(1980)
LAeq = α + 10 log10 (NL + βNW) + 10 log10(d0/d) + ∆LV + ∆LF + ∆LB + ∆LS + ∆LG + ∆LVB
Dove:
-∆
∆LF e ∆LB = parametri per le riflessioni della facciata più vicina (+2,5 dB) e lontana (+ 1,5 dB)
- ∆LS = parametro relativo alla superficie stradale
Tipo asfalto
∆LS (dBA)
dBA)
Liscio
-0,5
Ruvido
0
Cemento
+1,5
Pavè
+4
- ∆LG = parametro che considera la pendenza della strada: a partire da una pendenza pari al 6%
aumenta di 0,6 dB per ogni punto percentuale.
- ∆LVB = parametro che tiene conto di situazioni limite quali l’eventuale presenza di un semaforo
(+1,0 dB) o velocità inferiori a 30 km/h (-1,5 dB)
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MODELLI BASATI SULLE FORMULE DI REGRESSIONE
Modello CNR (1980):
(1980)
LAeq = α + 10 log10 (NL + βNW) + 10 log10(d0/d) + ∆LV + ∆LF + ∆LB + ∆LS + ∆LG + ∆LVB
Dove:
- α e β variano a seconda della nazione e dipendono dalle condizioni di guida, dalle caratteristiche
del parco macchine e dalle abitudini di guida.
In Italia α = 35,1 dB(A) e β = 8
Domanda di verifica: cosa rappresenta α?
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IL RUMORE DA TRAFFICO STRADALE
MODELLO BASATO SUL SEL (Single Event Level)
Level)
L Aeq
1 n
= 10log 10 ∑ 10 SELi /10Ni
T i=1
I livelli di rumorosità per singolo evento (SEL) sono ricavati sperimentalmente per cinque
classi omogenee di mezzi di trasporto (rilievi svolti su strade urbane chiuse e su strade
aperte)
n = 5 (numero delle categorie)
Strade chiuse:
chiuse Lstrada/hedifici 0,2-0,5
Ni = numero di veicoli della categoria i
Strade aperte:
aperte Lstrada/hedifici >2
Tipo di
strada
Veicoli
leggeri
V. comm.
comm.
leggeri
Veicoli
pesanti
Moto
Ciclomotori
Strade
chiuse
76,5
80,0
86,0
84,5
78,5
Strade
aperte
76,0
79,5
84,5
82,0
77,5