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Tesi etd-09262011-112934


Thesis type
Tesi di laurea magistrale
Author
FREDIANELLI, LUCA
URN
etd-09262011-112934
Title
Procedure sperimentali per la valutazione dell'impatto acustico di impianti eolici
Struttura
SCIENZE MATEMATICHE, FISICHE E NATURALI
Corso di studi
FISICA
Commissione
relatore Prof. Licitra, Gaetano
relatore Dott. Gallo, Paolo
Parole chiave
  • acustica ambientale
  • impianti eolici
Data inizio appello
10/10/2011;
Consultabilità
completa
Riassunto analitico
Uno dei maggiori ostacoli alla diffusione sul territorio nazionale di impianti eolici risulta essere
l'impatto acustico degli aerogeneratori. Nel panorama italiano, a differenza di altri stati europei,
non esiste una normativa specica relativa alla misura del rumore eolico e i limiti di rumore ssati
dalla L. 447/95, "Legge quadro sull'inquinamento acustico", non sono funzionali alla verica del
disturbo arrecato da un impianto eolico.
Il presente lavoro di tesi si inserisce in un progetto nazionale, coordinato da ARPAT, con la
partecipazione di varie Agenzie Regionali di Protezione Ambientale (ARPA) e l'Istituto Superiore
per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA) denominato "Linee guida per la valutazione
e il monitoraggio dell'impatto acustico degli impianti eolici, ed è nalizzato alla denizione di
metodiche speciche che consentano di effettuare il confronto dei risultati ottenuti con i limiti
ssati dalla normativa nazionale di settore.
Il livello di rumore totale rilevabile in un sito di misura (livello di rumore ambientale) è la
somma del contributo prodotto dalla sorgente specica sotto indagine (livello di emissione) e del
contributo proveniente da tutte le altre sorgenti vicine o lontane (livello di rumore residuo). Nel
caso del rumore eolico, entrambi i contributi sono fortemente dipendenti dalla velocità del vento (a
livello del suolo per il residuo e in quota per l'emissione) ed entrambi crescono all'aumentare della
velocità del vento. Questa caratteristica rende molto complicata la separazione dei due contributi,
necessaria per la verica del rispetto dei limiti normativi, a partire dal risultato di una misura
strumentale nel caso in cui l'impianto sia già esistente ed in esercizio; per raggiungere tale scopo
è necessaria sia l'esecuzione di lunghe misure in continua (al ne di comprendere i periodi in cui
l'impianto può essere considerato fermo), sia l'applicazione di una procedura analitica specica per
i dati acquisiti.
Sino ad oggi, i pochi metodi di valutazione dell'impatto acustico di aerogeneratori codicati
in ambito internazionale non prevedono la situazione con impianti già installati (presupponendo
sempre l'esistenza di misure di residuo ante-operam) e i dati di rumore residuo e di emissione sono
da riferire a valori di velocità del vento misurati ad altezze diverse (e non a quella del ricettore).
La procedura qui descritta consente la caratterizzazione dierenziata dei livelli di rumore residuo e
di quelli di emissione per i due periodi di riferimento previsti dalla normativa (diurno e notturno),
ed è basata sull'elaborazione dei dati acquisiti durante speciche campagne di misura in continua
di vento e rumore della durata di 64 giorni (dal 19/10/2010 al 13/01/2011) eseguite presso il parco
eolico "La miniera" nel Comune di Montecatini val di Cecina (PI).
Dall'analisi dei dati di ventosità del sito di misura, basata sullo studio delle curve e della
distribuzione di Weibull, e dalle regressioni polinomiali dei graci della velocità del vento in quota in funzione di quella a terra, si è avuta conferma dell'impossibilità di ricavare relazioni analitiche
valide dei proli di wind-shear al variare dell'altezza dal suolo, soprattutto in situazioni orograche
complesse come quelle analizzate e come quelle che si riscontrano in gran parte delle installazioni
eoliche italiane. In tali condizioni, risulta evidente la dicoltà di estrapolare in modo diretto un
valore signicativo di vento all'altezza del rotore partendo da misure di vento a terra semplicemente
applicando un'equazione di andamento del prolo verticale della velocità del vento.
Nelle prime fasi della procedura qui proposta, il rumore residuo e quello dell'aerogeneratore
sono misurati ed elaborati separatamente mediante due diversi parametri indipendenti fra loro: il
vento a terra e il vento in quota. In realtà, il rumore prodotto dagli aerogeneratori è risultato
meglio correlato al valore della velocità di rotazione delle pale che è l'effettiva sorgente del rumore
aerodinamico, come suggerito anche dall'equazione di Lighthill e da lavori successivi. Fra velocità
del vento in quota e velocità di rotazione delle pale di ogni aerogeneratore è stata estratta dai dati
una relazione mediante una regressione esponenziale ed il p-value ha mostrato l'ottima bontà del
t.
È stato vericato che per ottenere risultati cautamente attendibili con la procedura qui proposta
è necessario disporre di un insieme di almeno 2.000 intervalli minimi di misurazione utili (su
intervalli di 10'), che si traduce in una richiesta minima di 2 settimane continuative di misure.
Un test della procedura applicato ad una settimana di dati ha mostrato che si ha una differenza
signicativa nei risultati, causata dal fatto che, diminuendo il numero di dati a disposizione, è
dicile coprire la necessaria frequenza statistica delle possibili combinazioni fra vento in quota e
vento a terra.
Mediante l'analisi statistica basata sugli istogrammi di distribuzione e sulla media energetica
dei valori di rumore (L90), la procedura proposta ha permesso di ricreare analiticamente il valore
del livello di emissione al ricettore in funzione della velocità di rotazione delle pale e il livello
di rumore residuo dell'area in funzione della velocità del vento a terra. Da questi andamenti è
possibile poi ricostruire i livelli di rumore ambientale complessivi necessari per le veriche dei
limiti di legge. In particolare, sulla base delle analisi fatte è possibile sia valutare la percentuale
di tempo di misura durante il quale si sono vericate determinate condizioni di vento (a terra e in
quota) e di rumorosità, sia di stimare la probabilità (utilizzando le distribuzioni di Weibull tipiche
del sito di misura) che determinate situazioni di vento e rumorosità si verichino ancora.
Nel caso analizzato il valore di emissione varia, in funzione della velocità di rotazione delle pale,
da un minimo di 25 dB(A) ad un massimo di 40 dB(A) in maniera analoga per il periodo diurno e
notturno, mentre il rumore residuo, in funzione della velocità del vento a terra, varia da 23 dB(A) a
50 dB(A) nel periodo diurno e da 18 dB(A) a a 50 dB(A) in quello notturno. Le elaborazioni fatte
evidenziano che il differenziale assume valori superiori ai 10 dB(A) nei periodi in cui, a causa della
mancanza di correlazione fra le velocità del vento ad altezze diverse, vi è un forte vento in quota
(quindi, alto valore di emissione) e un vento nullo a terra (quindi, livelli trascurabili di rumore
residuo).
Inne, la procedura messa a punto è stata successivamente testata presso il parco eolico di
"Poggi alti" nel comune di Scansano (GR) ed ha permesso di valutare l'impatto acustico di un
numero maggiore di aerogeneratori rispetto al primo caso presso alcuni ricettori in presenza di
orograa complessa, con uno scarto fra il valore di rumore totale misurato e quello ricreato pari ad
un massimo di 4 dB(A), incertezza complessiva decisamente accettabile nel campo dell'acustica.
Per semplicare ulteriormente il lavoro dei tecnici competenti in acustica, che dovessero applicare
il metodo proposto in questo lavoro e nell'eventualità che la proposta sia accettata in un
contesto normativo e tecnico generale, in appendice è stato allegato un metodo automatizzato
implementato con il programma "Scilab".
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