Generatori eolici: come si misura il rumore

(Generatori eolici: come si misura il rumore)

Il decreto del ministero della Transizione ecologica 1° giugno 2022 «Determinazione dei criteri per la misurazione del rumore emesso dagli impianti eolici e per il contenimento del relativo inquinamento acustico» (in Gazzetta Ufficiale del 16 giugno 2022, n. 139) determina i criteri per la misurazione del rumore e per l'elaborazione dei dati finalizzati alla verifica, anche in fase previsionale, del rispetto dei valori limite del rumore prodotto da impianti mini e macro eolici, come individuati dal regolamento di cui all'art. 11, comma 1, legge 26 ottobre 1995, n. 447 così come modificato dal D.Lgs. n. 42/2017. Inoltre, il provvedimento, nelle more dell'emanazione del regolamento di esecuzione previsto dall'art. 11, comma 1, legge n. 447/1995, non stabilisce i criteri di contenimento del relativo inquinamento acustico né tantomeno i limiti di riferimento. Si tenga a mente che, da oltre cinque anni, si attende il regolamento di esecuzione che conterrà queste indicazioni; il timore è che, come per altri regolamenti annunciati dalla legge n. 447/1995, esso non arriverà mai.

Questione di taglia

Il D.M. 1° giugno 2022 differenzia generatori eolici in rapporto alla loro taglia. Un generatore eolico, sia ad asse verticale che orizzontale, richiede una velocità minima del vento (cut-in) di 3-5 m/s ed eroga la potenza di progetto ad una velocità del vento di 12-14 m/s. Ad elevate velocità (20-25 m/s, velocità di cut-off) l'aerogeneratore viene bloccato dal sistema frenante per ragioni di sicurezza.

I giri al minuto dell'aerogeneratore sono molto variabili come lo è la velocità del vento; ma la frequenza di rete deve essere costante a 50 hertz, perciò i rotori vengono collegati a una serie di inverter prima di immettere l'energia in rete.

Esistono generatori di energia eolica di forma e dimensione molto diverse tra loro; per gli aerogeneratori di grande taglia, la tecnologia a oggi dominante è quella dell'aerogeneratore ad asse orizzontale in particolare a tripala, con eliche che si orientano in direzione del vento.

La potenza massima degli aerogeneratori tripala è in crescita costante con potenze nominali: le turbine più grandi si avvicinano alla soglia dei 10 MW. Il gigantismo degli aerogeneratori comporta effetti energetici importanti; infatti, la velocità del vento (e ancor più l'energia potenziale dello stesso) aumenta allontanandosi dal suolo; inoltre, la potenza dell'aerogeneratore varia proporzionalmente con il quadrato della lunghezza della pala. Da questo deriva che, a titolo esemplificativo, un aerogeneratore con diametro rotore da 126 m abbia potenza nominale 7MW mentre un aerogeneratore con diametro rotore da 66 m abbia potenza nominale 1,65 MW.

I generatori eolici, o aerogeneratori, sono suddivisi in tre tipologie (vedere la tabella 1):

• il microeolico ove si intendono impianti portatili, capaci di fornire anche meno di 1 kW a strutture come camper, cucine ed ospedali da campo, server e router wireless per computer portatili in spiagge o campeggi, barche a vela eccetera. Questa tipologia di impianto non è oggetto del decreto in commento, bensì del decreto del ministero dell’Ambiente 16 marzo 1998, dove, all’allegato B, punto 7, si prescrive che le misure fonometriche siano eseguite con velocità del vento fino a 5 m/s (18 Km/h). Tipicamente questo genere di turbine si attiva (“cut-in”) a 3 m/s per cui le condizioni di misura sono un po’ al limite. Questi impianti solitamente hanno una rumorosità contenuta per base velocità del vento, che incrementa con il quadrato della velocità stessa. Pertanto, potrebbero essere fonte di disturbo sonoro, ma non essere tecnicamente misurabili;
• mini eolico, o piccolo eolico, attribuito ai generatori di altezza inferiore a 30 metri, solitamente al servizio di un’utenza isolata non collegata alla rete elettrica oppure impiegati sia per auto-produzione in scambio sul posto che per fornitura di energia alla rete. La differenza con il grande eolico risiede, oltre che nella dimensione delle macchine, nella possibilità di operare economicamente con regimi di vento inferiori a quelli richiesti dalle grandi macchine industriali;
• i grandi generatori, spesso facenti parte di parchi eolici a volte anche off shore, impianti installati ad alcune miglia dalla costa di mari o laghi, per meglio utilizzare la costante e considerevole esposizione ai venti di queste zone. La dimensione delle aree marine permette poi la realizzazione di parchi eolici composti da decine a centinaia di aerogeneratori con potenze fino al GigaWatt.

Tabella 1

Le tipologie di impianti

Pertanto, il D.M. 1° giugno 2022 si occupa solo di mini, piccoli o grandi generatori eolici con le specifiche tecniche riportate negli allegati (vedere la tabella 2).

Tabella 2

Gli allegati tecnici

Misurare il rumore

La strumentazione necessaria è sempre quella prevista dal D.M. 16 marzo 1998, quindi fonometri di classe 1, certificati e tarati ogni 2 anni ai quali va aggiunto un sistema di registrazione audio e una centralina meteorologica che rilevi la quantità di pioggia, la velocità del vento, la sua direzione, la temperatura dell’aria.

I parametri da rilevare sono il L_Aeq1s, L_Aeq10m, e lo spettro di quest’ultimo in terzi di ottava. Quindi, va da sé, che occorre strumentazione sicuramente disponibile sul mercato ma certamente molto potente e costosa (da circa €20.000 tra hardware e software).

Altro dato di fondamentale importanza consiste nel fatto che le misure devono essere eseguite di concerto con il gestore dell’impianto: questo, infatti, è l’unico caso nel quale il controllore non può agire in incognito (ovvero non in contraddittorio). Da parte sua, il gestore dell’aerogeneratore dovrà dichiarare, per intervalli di dieci minuti, i dati relativi alla velocità e direzione del vento al mozzo dell’aerogeneratore nonché la velocità di rotazione del rotore nel periodo di misura.

Le misure fonometriche devono essere eseguite necessariamente in ambiente esterno (a differenza delle misure dei microgeneratori che possono essere eseguite sia in ambiente esterno che interno); da ciò che consegue che la strumentazione debba essere in grado di subire la pioggia il che richiede di trovare un luogo aperto ma privato, chiuso al pubblico, pena la necessità di un continuo presidio della dotazione. Nessuna assicurazione sul furto, infatti, copre il rischio di strumentazione lasciata in luogo pubblico o aperto al pubblico; pertanto, occorrerà cercare una terrazza o un giardino privato. Il microfono, infatti, dovrà essere a 4 metro dal suolo (la sonda meteo a 3 metri), ma distante almeno 5 metri da ogni elemento influente quale vegetazione ad alto fusto, strutture edilizie. Quindi avere a disposizione anche la giusta location per le misure fonometriche non è facile.

Le complicazioni non finiscono qui; in particolare, le condizioni di misura prevedono, in ogni caso, l’assenza di precipitazioni atmosferiche, neve compresa, l’assenza di nebbia nonché velocità del vento inferiore a 5 m/s (mentre è notorio che i grandi impianti, i più rumorosi per altro, hanno velocità ottimali del vento da 10 a 35 m/s, ovvero sono tarati per ottimizzare la produzione di energia elettrica a quelle velocità dell’aria). Le procedure di misura sono duplici: con e senza spegnimento dell’aerogeneratore.

Nell’allegato 2 si descrive la procedura da attuare con lo spegnimento dell’aerogeneratore, peraltro di difficilissima attuazione stante la probabile indisponibilità del gestore che sarebbe soggetto a una notevole perdita economica. Occorrono almeno 1.000 intervalli di 10’, ovvero circa 7 giorni, nei quali si siano verificate le condizioni atmosferiche di cui sopra. Terminata questa misurazione (rumore ambientale) si dovrà fermare l’aerogeneratore per almeno 24 ore durante le quali la velocità del vento sia compresa tra il massimo (cut-off) ed il minimo (cut-in) ammesso per quel tipo di aerogeneratore per misurare il rumore residuo. Qualora il generatore avesse una velocità di attivazione maggiore o uguale di 5 m/s le misure non saranno tecnicamente eseguibili. La registrazione audio aiuterà a eliminare gli eventi rumorosi estranei alla sorgente indagata. Al termine si valuteranno, differenziando per periodo diurno e notturno, i valori medi di 10’ in cinque classi di velocità del vento, da 0 a 5 m/s a passo di 1 m/s, ottenendo, per media aritmetica, il valore della pressione sonora al ricettore per ciascuna delle cinque classi di vento. La stessa operazione va ripetuta anche nell’analisi del rumore residuo. Per differenza antilogaritmica tra il rumore ambientale e quello residuo si otterrà così il valore ricercato, cioè il rumore specifico dell’aerogeneratore. Una volta ottenuto il rumore specifico non si hanno parametri di legge per stabilire se esso sia elevato poiché i valori di riferimento di legge saranno contenuti nel regolamento, citato in precedenza, per l’appunto atteso da oltre cinque anni. Quindi, di fatto, il D.M. 1° giugno 2022, non fornendo valori limite, non presenta al momento particolare utilità.

La procedura che non prevede lo spegnimento dell’impianto è riportata in allegato 3 al decreto in commento ed è ancora più complessa. Pur prescrivendo sempre che le condizioni atmosferiche siano quelle già citate per la procedura precedente, in questo caso l’intervallo di misura prevede 2.000 campioni di 10’ soddisfacenti le condizioni meteo di cui sopra (e quindi, nella migliore delle ipotesi, 15 giorni di misura in condizioni meteo ottimali) e occorre che almeno 400 campioni di 10’ siano rilevati nelle condizioni più gravose (non meglio definite dal nuovo decreto; si suppone con vento tra 4 e 5 m/s). Questa procedura, inoltre, non è applicabile nel caso in cui vi sia rumorosità residua elevata (il D.M. 1° giugno 2022 cita testualmente: allevamenti di animali, corsi d’acqua rumorosi, attività produttive, traffico). Per queste misurazioni è necessario considerare la velocità di rotazione del rotore e la direzione del vento; resta il limite di massimo 5 m/s di velocità del vento perché la misura sia ammissibile probabilmente riferita al vento presso la postazione microfonica. Con ogni probabilità con un vento così debole si sarebbe al di sotto della velocità di attivazione del generatore eolico (cut-in) e quindi, nella pratica, l’emissione sonora non sarà misurabile.

Conclusioni

Il D.M. 1° giugno 2022, che non contiene valori di soglia ma solo modalità di misura, è relativo ai piccoli e ai grandi aerogeneratori. Esso descrive le modalità di misura fonometrica delle emissioni sonore in ambiente esterno. Le misure, che hanno durata minima di 8 o 15 giorni, devono essere condotte in condizioni metereologiche ottimali e con poco vento (massimo 18 Km/h), valore spesso insufficiente ad attivare gli aerogeneratori di taglia maggiore. Le condizioni di misura, la localizzazione del punto di misura, il criterio di validazione dei dati raccolti sono molto severe e nella pratica di difficilissima attuazione. In ogni caso da oltre cinque anni è in attesa il regolamento, già previsto dalla legge n. 447/1995 (modificata dal D.Lgs. n. 42/2017) che conterrà i limiti da rispettare.