la mappa acustica strategica dell`agglomerato di bologna ai sensi

Associazione Italiana di Acustica
36° Convegno Nazionale
Torino, 10-12 giugno 2009
LA MAPPA ACUSTICA STRATEGICA DELL’AGGLOMERATO DI
BOLOGNA AI SENSI DEL D. LGS . 194/05
Massimo Garai (1), Dario Fattori (1), Luca Barbaresi (1), Paolo Guidorzi (1)
1) DIENCA, Università di Bologna, Bologna
1. Introduzione
La direttiva europea 2002/49/EC, recepita in Italia con il D. Lgs. 194/05 [1], richiede
agli stati membri di valutare e ridurre il rumore ambientale mediante la costruzione di
mappe acustiche e la conseguente formulazione di piani di azione per strade, ferrovie,
aeroporti e agglomerati urbani. L’agglomerato di Bologna è composto dal comune omonimo e da alcuni altri comuni limitrofi (Casalecchio di Reno, Calderara di Reno, Castel Maggiore, San Lazzaro di Savena), che complessivamente includono più di 450 000
abitanti, alcune importanti autostrade e ferrovie ed un aeroporto internazionale, estendendosi su di un’area di più di 400 km2. Non è realistico pensare di costruire la mappa
acustica “strategica”, cioè globale, di un agglomerato, semplicemente sovrapponendo
alla cartografia comunale le mappe provenienti dai singoli gestori di infrastrutture. Ognuno di essi ha infatti utilizzato cartografie non completamente allineate a quelle degli
altri e, almeno nell’esperienza emiliano-romagnola, ha fornito solo informazioni “minimali” omettendo preziosi dettagli relativi alla composizione del traffico veicolare e
ferroviario, alla validazione del modello acustico utilizzato (a volte diverso da quello
raccomandato dalla Commissione Europea [2]), alla griglia di valori dalla quale sono
state ottenute le curve isolivello presentate, ecc. In pratica, se si vuole un valido modello
acustico globale dell’intero agglomerato è necessario costruirlo da zero; così è stato fatto per l’agglomerato di Bologna; l’incarico è stato affidato al DIENCA, Università di
Bologna. Per compiere questo lavoro è stato necessario reperire ed armonizzare dati
provenienti da fonti diverse (spesso poco disposte a collaborare), individuando strategie
di integrazione e validazione dei dati in un modello a grande scala che ha pochi precedenti in Italia.
2. Modello digitale del terreno
Il primo passo nella costruzione di un modello acustico è la creazione di un modello
digitale tridimensionale del terreno. Per Bologna è disponibile una copertura GIS dettagliata (CTC 1:2 000), che però non include i comuni limitrofi, rappresentati invece nella
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cartografia regionale (CTR 1:5 000) (figura 1). È stato pertanto necessario fondere le
due rappresentazioni, previa verifica della reciproca coerenza, usando il sistema di riferimento WGS84 nella proiezione UTM (Universal Transverse Mercator). Le caratteristiche acustiche del terreno sono state derivate dall’uso del suolo, come riportato nella
base dati CORINE, ed espresse tramite opportuni valori del ground factor.
(b)
(a)
Figura 1 – Coperture GIS disponibili. (a): CTC scala 1:2000. (b): CTR scala
1:5000.
3. Edifici e popolazione
Per stimare il numero di persone ed edifici esposti a dati livelli di rumore bisogna
inserire nel modello tutti gli edifici esistenti, stimandone il numero di occupanti. Nel caso di Bologna gli edifici sono disponibili in formato GIS, mentre i residenti sono stimati
dai dati del censimento ISTAT. È possibile connettere i due tipi d’informazione con
strumenti GIS, distribuendo la popolazione negli edifici residenziali. Prima però si è
dovuto verificare l’effettivo uso degli edifici, in modo da evitare errori grossolani (per
esempio chiese o centri commerciali scambiati per edifici residenziali, vedere figura 2).
Per mantenere un ragionevole grado di affidabilità, l’operazione è stata compiuta manualmente, sfruttando informazioni provenienti da fonti diverse, incluse le immagini aeree disponibili in Internet.
Figura 2 – Esempi di edifici non residenziali, cerchiati in rosso, nel modello acustico di Bologna.
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4. Sorgenti sonore
4.1 Traffico stradale
Nel modello dell’agglomerato sono state incluse tutte le strade, non solo quelle con
numero di veicoli per anno maggiore di 6 000 000, coerentemente con quanto raccomandato nella GPG [3]. Il numero di veicoli è stato estratto dal modello di traffico comunale (figura 3). Bologna è anche un nodo del sistema autostradale nazionale, affiancato da una tangenziale ad elevatissima intensità di traffico (tabella 1). Complessivamente, questa è la sorgente sonora più rilevante dell’agglomerato.
(a)
(b)
Figura 3 – Rete stradale di Bologna. (a): modello di traffico. (b): situazione reale.
Tabella 1 – Flussi e velocità medi del traffico sull’autostrada (primo valore di ogni
cella) e sulla tangenziale (secondo valore, in corsivo).
Periodo
Diurno
(06-20)
Serale
(20-22)
Notturno
(22-06)
V. leggeri
num./h
A: 1 570
T: 2 539
A: 1 100
T: 1 523
A: 237
T: 564
Velocità v.
leggeri km/h
A: 110
T: 70
A: 110
T: 70
A: 110
T: 70
V. pesanti num./h
A: 554
T: 251
A: 389
T: 151
A: 277
T: 125
Velocità v. pesanti km/h
A: 90
T: 70
A: 90
T: 70
A: 90
T: 70
4.2 Traffico ferroviario
L’agglomerato di Bologna comprende una delle stazioni passeggeri più trafficate
d’Italia, posta a ridosso del centro cittadino, ed uno scalo merci, posto alla periferia Est.
Entrambi sono connessi a molteplici linee ferroviarie. Nel modello sono state incluse
tutte le linee perle quali è stato possibile reperire dati di traffico. Poiché il modello ferroviario ad interim RMR II [1,3], non prevede esplicitamente il caso di una stazione,
questa è stata modellata come un fascio di linee a bassa velocità (40 km/h).
Lo scalo merci è invece stato modellato come una sorgente sonora areale, con emissioni calibrate in base a misurazioni fonometriche dettagliate; infatti nello scalo il rumore è originato dalla movimentazione dei singoli vagoni merci e dalla loro frenatura con
appositi dispositivi connessi ai binari: una situazione che non può essere rappresentata
con gli usuali modelli pensati per treni in corsa.
4.3 Aeroporto
L’aeroporto nazionale “Guglielmo Marconi” ha una pista di dimensioni 2800x45 m
con due shoulder laterali. Solo una delle varie traiettorie permesse sorvola il centro della
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città ed è usata solo in casi eccezionali. Nel 2006 l’aeroporto ha ospitato più di
4 000 000 di passeggeri per un totale di 63 600 movimenti. Gli aeromobili più comuni
sono MD80 e Boeing 737. L’impatto acustico è regolarmente valutato dal gestore
dell’aeroporto con il modello INM [5], utilizzato in conformità al Doc. 29 ECACCEAC [4]. Il modello già esistente include tutti i dettagli riguardo traiettorie, tipi di aeromobili, motorizzazioni, procedure di decollo e atterraggio, ecc. Si è quindi deciso di
sfruttare le mappe di rumore aerportuale generate con INM e di fonderle con le mappe
del modello globale dell’agglomerato che includono le altre fonti di rumore.
5. Realizzazione del modello e calibrazione
Il modello strategico dell’agglomerato di Bologna è stato costruito utilizzando il software commerciale SoundPLAN [6] su di una workstation dedicata e connessa in rete ad
altri computer di supporto per il calcolo. I parametri generali del programma (settings)
sono stati impostati a favore di sicurezza per non compromettere l’accuratezza del calcolo (vedere le ultime tre righe della tabella 2).
Tabella 2 – Alcuni valori tipici del modello acustico realizzato.
Parametro
N. di edifici
N. di archi stradali
N. di archi ferroviari
N. di riflessioni considerate
Maximal search radius
Tolleranza
Valore
70 209
9 570
58
2
1 000 m
0,30 dB
Tabella 3 – Confronto tra valori misurati e valori calcolati.
Sito
Misurati
Lden, dB
76,8
Misurati
Lnight, dB
69,9
Calcolati
Lden, dB
77,1
Calcolati
Lnight, dB
69,4
Viale Ercolani
73,8
66,4
74,8
66,3
Via San Vitale
76,0
68,5
76,7
68,3
Ferrovia BO-MI
79,1
72,2
79,4
72,8
Via Emilia Ponente
Il modello realizzato è stato preventivamente calibrato sulla base di misure accurate,
appositamente eseguite in siti rappresentativi di situazioni diverse. La tabella 3 mostra
alcuni risultati del confronto. Analisi di dettaglio hanno mostrato che le cartografie e gli
edifici importati dai sistemi GIS sono sufficientemente accurati secondo i criteri riportati nella GPG [3], mentre i flussi di traffico derivati da modelli trasportistici necessitano
di qualche affinamento per ottenere questi risultati.
6. Mappe acustiche strategiche
I risultati finali sono stati espressi sia come mappe dei descrittori acustici Lden e Lnight
sia come tavole riportanti il numero di persone esposte e il numero di edifici esposti a
dati valori dei descrittori acustici. La figura 4 riporta la mappa acustica strategica rappresentativa delle 24 ore (Lden); la figura 5 riporta la mappa acustica strategica per il periodo notturno (Lnight); in entrambi i casi gli edifici sono stati rimossi dalla mappa per
maggior chiarezza.
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Figura 4 – Mappa acustica strategica di Bologna: Lden in dB.
Figura 5 - Mappa acustica strategica di Bologna: Lnight in dB.
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7. Conclusioni
Per ottenere la mappa acustica strategica dell’agglomerato di Bologna ai sensi della
direttiva 2002/49/CE è stato necessario costruire un apposito modello acustico,comprendente la rappresentazione tridimensionale del terreno, degli edifici, delle
strade, delle linee ferroviarie, dell’aeroporto, ecc. su di un’unica base cartografica coerente, nel sistema di riferimento WGS84 con proiezione UTM, e completarlo con dati di
traffico, di fattore di terreno, di popolazione residente, ecc. provenenti da fonti diverse e
spesso reperiti ad hoc andando ben oltre le consegne minimali dei gestori delle infrastrutture. Se il Ministero dell’Ambiente avesse emanato il decreto di cui all’art. 3,
comma 5 del D. Lgs. 194/05 [1], specificando chiaramente a chi compete l’obbligo di
rendere disponibili i dati necessari per un lavoro serio, il modello sarebbe stato realizzato in tempi molto più brevi.
I risultati indicano che la maggior fonte di disturbo acustico è costituita dal traffico
stradale; la sorgente in assoluto più critica è il sistema autostrada/tangenziale; la maggior concentrazione di persone esposte è localizzata nei presi del centro storico e lungo
gli assi viari principali.
L’accuratezza dei risultati dipende in maniera sostanziale dalla qualità dei dati di input, che devono essere sempre esaminati criticamente prima dell’utilizzo, e dalla disponibilità di misurazioni acustiche affidabili per la calibrazione del modello; una particolare attenzione va anche posta nella scelta dei parametri di setting del programma.
Ora la città di Bologna ha a disposizione un potente strumento per affrontare la definizione dei piani d’azione, anche se naturalmente deve essere svolta una ulteriore fase di
messa a punto del modello costruito. Infatti esso è concepito per essere efficace a larga
scala e deve dunque essere ulteriormente affinato in diversi dettagli per renderlo affidabile anche a scala più ridotta, cioè alla scala tipica dello studio degli interventi di mitigazione acustica. Si prevede quindi un’estesa comparazione tra valori calcolati e valori
misurati, che potrebbe essere realizzata implementando una rete di terminali di monitoraggio del rumore sul territorio dell’agglomerato.
8. Bibliografia
[1] D. Lgs. 19 Agosto 2005, n.194, Attuazione della direttiva 2002/49/CE relativa alla determinazione e alla gestione del rumore ambientale, G.U.R.I. n. 222 del 23 Settembre 2005.
[2] Raccomandazione della Commissione Europea del 6 Agosto 2003, Concernente le linee
guida relative ai metodi di calcolo aggiornati per il rumore dell'attività industriale, degli
aeromobili, del traffico veicolare e ferroviario e i relativi dati di rumorosità, G.U.C.E.
L212/49-64 del 22 Agosto 2003.
[3] European Commission Working Group - Assessment of Exposure to Noise (WG-AEN),
Good practice guide for strategic noise mapping and the production of associated data on
noise exposure, Vr. 2, 13 August 2007.
[4] ECAC-CEAC, Doc. 29 - Report on standard method of computing noise contours around
civil airports, 1997.
[5] Integrated Noise Model (INM) Version 7.0 User's Guide, FAA, Washington DC, 2008.
[6] SoundPLAN user’s manual - Version 6.4, Braunstein + Berndt GmbH/SoundPLAN LLC,
Backnang, 2007.
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