RUMORE : Prevedere è meglio

RUMORE : Prevedere è meglio...
Andrea Cerniglia
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(Estratto da L’ambiente, anno V N.4, luglio-settembre 1998, Ranieri Editore)
Lo studio preventivo dell’impatto acustico che un nuovo insediamento industriale, una
nuova strada o comunque una qualsiasi sorgente sonora può creare, è oggi di fondamentale
importanza sia per il crescente bisogno di un ambiente di vita più tranquillo, sia in relazione alle
recenti norme in materia di inquinamento da rumore. Per affrontare razionalmente il problema della
previsione acustica sono oggi disponibili, grazie anche alla rapida crescita delle potenzialità di
calcolo dei personal computer, diversi programmi applicativi dedicati. I software di previsione
acustica non servono ovviamente solo per simulare future realtà acustiche, ma consentono anche di
analizzare le situazioni preesistenti. La figura 1 mostra una previsione della distribuzione del
rumore in ambiente urbano, dovuto alla presenza di un insediamento industriale. L’utilizzo dei citati
programmi di simulazione prevede alcuni passaggi fondamentali, di seguito illustrati.
figura 1 : previsione della distribuzione del rumore in ambiente urbano, dovuto alla presenza di un
insediamento industriale, eseguita con il software SoundPlan. La rappresentazione della
distribuzione del rumore avviene secondo una scala cromatica
La mappa del territorio
La prima operazione da eseguire per utilizzare un modello previsionale è la definizione di
una mappa relativa al territorio da studiare. Tale mappa può essere realizzata in diversi modi, a
seconda della tipologia dei dati di partenza disponibili. E’ ad esempio possibile trasferire disegni già
esistenti in un formato elettronico compatibile, oppure ricavare le informazioni necessarie al
computer, partendo dai classici disegni cartacei . In quest’ultimo caso le tecniche in uso sono
diverse e contemplano l’utilizzo di scanners, tavolette grafiche, mouse. Naturalmente il disegno che
viene realizzato deve prevedere anche le quote, sia del terreno, sia dei diversi manufatti presenti nel
territorio. Infatti, come è noto, il suono è soggetto al fenomeno della riflessione su ogni superficie
che incontra durante il suo percorso, sia essa orizzontale oppure verticale.
La definizione dei materiali
Realizzata la mappa del territorio, è poi necessario definire i materiali in esso presenti, che
rivestono importanza per la propagazione del suono. E’ infatti palese che, dal punto di vista
acustico, il comportamento di un terreno verde è sicuramente diverso dal comportamento di un
piazzale in cemento, così come l’eventuale riflessione del rumore su una facciata in legno, ha
caratteristiche diverse rispetto alla riflessione su una parete di calcestruzzo. I programmi di
simulazione acustica comprendono generalmente al loro interno un database contenente le
caratteristiche acustiche dei materiali più comuni ; inoltre, spesso, tale database è aggiornabile
dall’utente con le caratteristiche di nuovi e diversi materiali. Conoscendo il coefficiente di
assorbimento dei vari materiali presenti, il software è quindi in grado di calcolare la quantità di
energia acustica che viene riflessa e la quantità che invece viene assorbita, ogni volta che l’onda
sonora incontra un ostacolo sul suo cammino.
La definizione delle sorgenti
L’ultimo passo prima di procedere al calcolo vero e proprio, è la definizione delle diverse
sorgenti sonore presenti nel territorio oggetto di studio. Le sorgenti devono essere definite in
termini di potenza sonora emessa e di relativo diagramma di irradiazione o di direzionalità ; in altre
parole il software necessita dell’informazione relativa alla quantità di rumore emesso da ogni
sorgente e l’informazione di come l’irradiazione varia in funzione della direzione. Sia la quantità di
rumore emesso, sia il diagramma di irradiazione, generalmente non sono uguali per tutte le
frequenze ma, anzi, possono manifestrare variazioni anche notevoli. Il contenuto in frequenza di
una sorgente dipende essenzialmente dalle caratteristiche della sorgente stessa mentre, per quanto
riguarda il diagramma di irradiazione, in linea generale le frequenze più elevate sono caratterizzate
da maggiore direzionalità rispetto alle frequenze più basse. Una peculiarità dei modelli previsionali
per ambiente esterno è relativa alla capacità di trattare, oltre alle sorgenti di tipo puntiforme, anche
le sorgenti lineari (come ad esempio una strada o una ferrovia) e le sorgenti superficie (come un
parcheggio o la facciata di una costruzione). Se spesso per molte sorgenti localizzate è possibile
conoscere la rumorosità emessa (perché fornita ad esempio dal costruttore di un particolare
macchinario o perché misurata direttamente per mezzo delle diverse tecniche possibili), diverso è il
caso di altre sorgenti quali ad esempio le strade, le ferrovie, i parcheggi, i sorvoli degli aerei. In
questi casi i dati di rumorosità vengono normalmente ricavati utilizzando tecniche che associano
alle particolari tipologie di sorgenti, determinate caratteristiche di emissione. Per comprendere
meglio questo aspetto, consideriamo ad esempio il livello di emissione di una strada ; è intuitivo che
tale livello dipende da diversi fattori quali ad esempio la tipologia di strada, il numero di veicoli
orari, il rapporto tra veicoli leggeri e veicoli pesanti, il limite di velocità, il tipo di pavimentazione,
la eventuale pendenza, la presenza di incroci e semafori. Inserendo tutti i dati necessari, il
programma provvede ad assegnare il valore di emissione della sorgente ad essi associati, tenendo
conto di tutti i parametri immessi. Generalmente i programmi consentono anche l’inserimento di
valori di pressione sonora misurati in loco secondo determinate modalità. I software dell’ultima
generazione consentono poi elaborazioni particolarmente evolute, come ad esempio la simulazione
dinamica della distribuzione del rumore dovuto al passaggio di un treno; in questo caso, poiché il
calcolo viene reiterato alle varie posizioni della sorgente, è possibile prevedere, per ogni punto della
mappa, l’andamento del rumore in funzione del tempo, al passaggio del convoglio. Per quanto
riguarda il rumore immesso nell’ambiente da attività industriali, alcuni softwares di simulazione
integrati interno/esterno, permettono, nota la situazione all’interno di un ambiente industriale
(funzione delle caratteristiche geometriche e acustiche dell’ambiente e delle sorgenti presenti
all’interno di esso), di calcolare l’emissione all’esterno in funzione del coefficiente di isolamento
dei suoi componenti. Per tutte le tipologie di sorgenti è inoltre necessario specificare il periodo a
cui la simulazione fa riferimento ; infatti, come è facilmente verificabile, il clima acustico di un
determinato luogo dipende, oltre che da quanto già descritto, anche dall’orario, dal giorno della
settimana e talvolta dal periodo del mese o dell’anno.
Il calcolo
Noto il territorio, le caratteristiche acustiche dei materiali che lo costituiscono e le
caratteristiche delle sorgenti presenti, il software può procedere al calcolo vero e proprio. La
simulazione, a seconda del programma prescelto, può seguire algoritmi diversi. In ogni caso
l’algoritmo utilizzato mira sostanzialmente a prevedere la distribuzione del rumore nell’ambiente,
dovuto alle diverse sorgenti presenti e legato ai fenomeni che riguardano la propagazione del
suono (divergenza geometrica, attenuazione atmosferica, riflessione, diffrazione, eccetera).
L’output finale dell’elaborazione può comprendere diverse varianti in funzione del software
utilizzato. Oltre a fornire una mappa di distribuzione del rumore nel territorio e a calcolare la
quantità di rumore ricevuta nei punti di particolare interesse, alcuni programmi consentono infatti di
visualizzare altre informazioni utili al fine di studiare le opportune misure di contenimento
dell’inquinamento acustico.
La ricerca di possibili soluzioni di contenimento dell’inquinamento acustico
Come già accennato, alcuni software consentono l’ottimizzazione delle eventuali misure di
abbattimento mostrando ad esempio il contributo delle diverse sorgenti al rumore totale ricevuto in
un punto, oppure valutando il miglior rapporto costo/benefici nella progettazione di una barriera
acustica. La figura 2 mostra, per un recettore di particolare interesse, le diverse direzioni di
provenienza del rumore. La lunghezza dei segmenti rappresentati è proporzionale al contributo delle
diverse direzioni: in particolare quelli di colore giallo si riferiscono ai suoni diretti, quelli di colore
rosso, invece, ai suoni riflessi.
figura 2 : indicazione delle diverse direzioni di provenienza del rumore per un recettore di
particolare interesse. I segmenti gialli indicano il rumore diretto, quelli rossi il rumore riflesso.
Conclusioni
Come già detto in apertura, l’esigenza di affrontare il problema dell’inquinamento acustico
in ambiente di vita diventa ogni giorno sempre più pressante. Alla luce di quanto detto, è
auspicabile che in futuro si analizzino il più possibile in dettaglio le eventuali ripercussioni che
ogni variante nel territorio, potrà creare sul clima acustico. Spesso, peraltro, opportuni
accorgimenti presi in fase di progetto, oltre a evitare spiacevoli situazioni di difficile soluzione,
hanno il grosso vantaggio di avere costi decisamente inferiori rispetto alle misure che si rendono
necessarie quando, a lavoro ultimato, ci si rende conto di avere trascurato l’aspetto acustico.