METODE DE ÎNTOCMIRE A H ĂRŢILOR DE ZGOMOT PENTRU CARTIERE URBANE STUDIU DE CAZ PENTRU ZONA G.ENESCU – CRAIOVI ŢA

DIN MUNICIPIUL CRAIOVA

Constantin ŞULEA, Daniela ROŞCA, Laurenţiu ALBOTEANU

Facultatea de Inginerie in Electromecanică, Mediu şi Informatică industrială, Universitatea din Craiova 107, bulevardul Decebal, 200440, Craiova, Tel.0251 435 724, Fax. 0251 435 255 ,

e-mail: constantin.sulea@gmail.com; drosca@em.ucv.ro; lalboteanu@em.ucv.ro;

Rezumat: Lucrarea prezintă modalităţi de realizare a hăr ţilor de zgomot pentru aglomerările urbane folosind aparatură si programe dedicate. Cuvinte cheie: hartă, zgomot, aglomerări urbane, sonometru, cartare, monitorizare, programe dedicate.

1. Introducere Administrarea zgomotului ambiental are un rol din ce in ce mai important. Realizarea hărţilor de zgomot este una din metodele moderne de evaluare a poluării acustice urbane. O hartă de zgomot este harta unei aglomerări urbane sau a unei zone geografice, colorată în conformitate cu nivelul de zgomot. Hărţile de zgomot au ca scop evidenţierea zonelor locuite unde nivelul de zgomot se ridică peste anumite limite impuse de legislaţie şi astfel foloseşte la elaborarea de planuri de acţiune de protecţie a locuitorilor împotriva expunerii şi pentru reducerea nivelurilor de zgomot. Hărţile de zgomot sunt create pe bază de date de intrare care sunt apoi procesate cu software specializat. Aplicaţiile software ţin cont de obstacolele din zona respectivă, forma si caracteristicile acustice ale terenului, condiţii meteo etc. Pentru minimizarea erorilor datorate preciziei datelor statistice de intrare şi pentru urmărirea implementării eventualelor măsuri de reducere se efectuează şi măsurători de zgomot utilizând aparatură specifică (sonometre) sau echipamente de monitorizare a zgomotului. In Uniunea Europeană există Directiva 49/2002 care stabileşte o bază comună pentru evaluarea şi combaterea zgomotului ambiental în ţările UE. Aceasta directivă a fost transpusă in legislaţia din România prin H.G.321/14.04.2005 privind evaluarea şi administrarea zgomotului ambiental. Principalele avantaje oferite de o hartă de zgomot:

dezvoltarea de noi zone rezidenţiale ; permite informarea populaţiei asupra nivelurilor

de zgomot în zonele de interes ; zonele de recreere pot să aibă un dublu rol: să

fie într-adevăr zone de linişte, dar în acelaşi

timp să contribuie la diminuarea nivelului global de zgomot ;

trafic – cunoaşterea hărţii acustice, bazată de altfel pe studiul de trafic, permite stabilirea de concluzii privind zonele cel mai intens poluate, precum şi simularea efectelor diferitelor metode de diminuare ce pot fi implementate, contribuind la alegerea unei metode optime.

2. Metode de realizare a hăr ţilor de zgomot In conformitate cu prevederile H.G. 321/2005 indicatorii de zgomot folosiţi pentru realizarea hărţilor strategice de zgomot sunt Lzsn (Lden în limba engleză), Lnoapte şi după caz Lzi şi Lseară. Pentru zgomotul produs de traficul aerian se foloseşte modelul ECAC.CEAC Doc. 29. Pentru zgomotul produs de traficul rutier se va folosi metoda naţională franceză de calcul „ NMPB Routes-96 (SETRA-CERTU-LCPC-CSTB)”, menţionată în Hotărârea din 5 mai 1995 şi standardul francez XPS 31-133. Pentru zgomotul produs de traficul feroviar metoda naţională olandeză de calcul publicată în ‘‘Reken-en Meetvoorschrift Railverkeerslawaai ’96, Ministerie Volkshuisvesting, Ruimtelijke Ordening en Milieubeheer, 20 noiembrie 1996’’.

3. Echipamente de măsură şi programe dedicate Sonometrul este destinat măsurării nivelului sonor in sectorul civil si in cel industrial, igiena muncii, protecţia muncii, pentru analiza statistica, pentru verificarea respectării legislaţiei privitoare la poluarea sonoră etc. Pentru a reproduce funcţia urechii umane (care este mai puţin sensibilă la frecvenţe foarte joase sau foarte înalte) s-au construit 3 sisteme electroacustice (A, B şi C). Dispozitivul de măsură utilizat se numeşte Solo-Slm de la Metravib prezentat in figura 1. Este un aparat de măsură acustic evolutiv, capabil să se adapteze cerinţelor utilizatorului. Arhitectura sa permite să se treacă de la sonometrul de bază la analizor in timp-real.

Figura 1: Sonometrul Solo SLM

Mărimi calculate şi afişate :

LXYp: nivel de presiune sonoră LXeq: nivel continuu echivalent LXYp: nivel maxim/minim de presiune sonoră LXeq: nivel continuu echivalent maxim/minim LXn : nivel acustic procentual LUpk: nivel de vârf Spectrul de octava (31,5 Hz -15 kHz) Spectrul de 1/3 de octava (12,5 Hz sau 16 Hz - 20

kHz) Durata de măsurare

Cu : X: ponderare frecvenţială A, B, C, Z; Y: ponderare temporală S, F, I; U: ponderare frecvenţială C, Z Soft-ul folosit pentru descărcarea, vizualizarea şi interpretarea datelor rezultate în timpul măsurătorilor, pe calculator se numeşte: dB Trait. O captură din acest program este prezentată în figura 2.

Figura 2: Captură dB Trait

Programe folosite pentru întocmirea hărţii de zgomot: Lima; Predictor 7810; Artemis; Cadna; CartoBruit; Drag & Fly; ENM; IMMI; MAP; MapBruit; MAP 4D Design; MicroBruit; Mithra; Motus; VISIGO. CADNA pentru Windows (figura 3) este un program pentru predicţia şi coeficientizarea zgomotului şi a poluării conform Directivei Europene a Zgomotului Ambiental 2002/49/EC.

Figura 3: Prezentarea softului dedicat CADNA

Programul calculează şi prevede nivelul de zgomot in vecinătatea:

− pieţelor industriale, fabricilor, uzinelor; − in zona terenurilor de sport şi petrecerea

timpului liber pentru sistemele de trafic ca:

− şosele şi căi ferate; − aeroporturi şi piste de aterizare; − orice alte surse de zgomot,

luând in considerare standardele şi reglementările naţionale şi internaţionale.

4. Realizarea hăr ţilor de zgomot Pentru realizarea unei hărţi acustice se parcurg următoarele etape principale:

Harta GIS: poze sau harta cadastrală; Stabilirea punctelor de măsură; Realizarea măsurătorilor; Descărcarea rezultatelor măsurătorilor; Modelarea în programul de calcul specializat a

datelor privind zona urbană; Informaţii despre traficul rutier, cale ferată,

aeroport, zona industrială – vehicule/oră, categorii de vehicule, viteze medii, distribuţie pe 24 de ore pe 3 intervale orare;

Calcul distribuţiei zgomotului în zona urbană; Validarea rezultatului.

4.1. Date de intrare Date topografice:

model GIS al reliefului şi solului Model GIS al traficului: şosele; căi ferate;

clădiri; zone industriale; Clădirile GIS: înălţimi

Date suplimentare necesare efectuării calculului: Informaţii despre trafic: trafic pe şosele-rutiere;

trafic pe căi ferate; mişcări pe aeroporturi; Pentru zone industriale: puterea acustică a surselor; Date meteo; Date demografice: persoane în clădiri; persoane

la faţada cea mai expusă; izolarea la faţada pentru fiecare clădire;

4.2. Alegerea locaţiilor pentru m ăsurare Pentru determinarea nivelului de zgomot dat de traficul rutier un element important în efectuarea unei măsurători corecte este alegerea locului de măsurare. Acesta trebuie să îndeplinească următoarele condiţii:

În faţa şi în spatele locului de măsurare să nu existe clădiri sau garduri pline, iar dacă acestea există să nu se afle în imediata vecinătate a punctului de măsurare (la aproximativ 6-7 m) ;

File proba9001.CMGComments

Start 11:35:27 Friday, June 19, 2009

End 12:05:27 Friday, June 19, 2009

Elementary duration 1sTotal periods 1800

Channel Type Wght Min. Max. Min. Max.

#1171 Leq A 40 80

#1171 Fast A 40 80

#1171 Peak C 60 100#1171 Fast Max A 40 80

#1171 Fast Min A 40 80

#1171 Leq A* 40 80

#1171 Multispectra 1/3 Oct Leq Lin 20 80 16Hz 20kHz

File proba9001.CMGStart 19.06.09 11:35:27End 19.06.09 12:05:27Channel Type Wght Unit Leq Lmin Lmax#1171 Leq A dB 58,0 41,6 76,1

#1171 Leq 1s A dB dBFRI 19/06/09 11h39m21 56.3 FRI 19/06/09 11h43m15 60.8

Spectrum

40

45

50

55

60

65

70

75

80

11h40 11h45 11h50 11h55 12h00 12h05

Este indicat ca măsurătoarea să se realizeze în vecinătatea parcurilor şi a locurilor de joacă pentru copii;

Punctul de măsurare nu se va alege în faţa instituţiilor publice;

Punctul de măsură nu se va alege într-o zonă în care se fac lucrări publice;

Amplasarea punctului de măsurare nu trebuie să se facă pe carosabil (la 1,5-2 m faţă de bordură), în staţiile mijloacelor de transport în comun sau în dreptul semafoarelor;

Punctul de măsurare se va alege la o distanţă suficient de mare de intersecţie, aproximativ 150-200 m ;

Punctul de măsurare trebuie să ofere o bună vizibilitate a traficului;

Punctul de măsurarea nu va fi ales în vecinătatea pomilor sau a stâlpilor de înaltă tensiune.

4.3. Montarea sonometrului Montarea sonometrului pe trepied se realizează astfel:

Se poziţionează trepiedul în poziţia cerută şi se ajustează înălţimea;

Se înşurubează extensia trepiedului pe filetul trepiedului şi se poziţionează după cum este cerut în SR ISO 1996-1;

Se apasă pe butonul de pornire a măsurătorii şi se asigură ca microfonul sonometrului să fie orientat vertical în sus.

Când se doreşte reducerea influenţei reflexiilor, măsurătorile trebuie făcute ori de câte ori este posibil la cel puţin 3,5 m faţă de orice structură reflectantă, alta decât solul (conform SR ISO 1996-1). Înălţimea de măsurare este de 1,2 m–1,5 m deasupra solului. Sonometrul se montează la o înălţime de 1,5m–1,6 m faţă de sol. Trepiedul se aşează pe sol într-o poziţie cât mai stabilă pentru a nu cădea sau pentru a nu fi lovit de pietoni sau vehicule şi trebuie să asigure o poziţionare perfect verticală a microfonului. Ecranul sonometrului nu se orientează spre carosabil ci spre utilizator, astfel se poate urmări funcţionarea sonometrului în timp. Nivelurile de zgomot pot fi afectate de condiţiile meteorologie în special când distanţa de transmisie de la sursă la receptor este mare. Nu se vor realiza măsurători în cazul în care sunt precipitaţii, iar în cazul în care bate vântul se va monta pe microfon un atenuator pentru vânt.

5. Rezultate A fost aleasa zona Craioviţa – Segarcea – G.Enescu din Municipiul Craiova.

Stabilirea punctelor de măsură s-a realizat luând in considerare punctul 4.2.

Figura 4: Locaţiile punctelor de măsură S-a considerat un necesar de 11 puncte distribuite conform figurii 4: P1 – Cartier Craioviţa, Zona Orizont; P2 – Cartier Craioviţa, Zona Posta; P3 – Cartier Craioviţa, Zona Racheta; P4 - Cartier Craiovita, Zona Supermarket Penny; P5 – Cartier Cornitoiu, Str. C. Brancoveanu; P6 – Str G. Enescu, Zona Win; P7 – B-dul N. Titulescu, Zona Lukoil; P8 – Str. Tufanele, Zona SIF Oltenia; P9 – Str. Pascani, Zona Lic. Chimie; P10 – Calea Bucureşti, Zona Spitalul 2; P11 – Cart. G. Enescu, str. Dâmboviţa, nr. 15. Rezultatele măsurătorilor sunt prezentate in detaliu in [2]. Conform Ghidului European se va pune în evidenţă numărul maşinilor grele: autobuze, troleibuze. În timpul măsurătorilor se vor face observaţii privind variaţia traficului pe sens sau pe benzile din cadrul aceluiaşi sens de circulaţie, observaţii privind materialul carosabilului. In urma transferului de date cu ajutorul Soft-ului dB Trait s-a putut realiza o prelucrare primară a datelor obţinute din măsurători (figura 5) . Figura 5: Proba 9 - Str. Paşcani, Zona Liceului Chimie Pentru fiecare probă sunt prezentate:

- evoluţia valorilor in intervalul celor 30 de minute

- valoarea minimă, maximă şi echivalentă - perioada de integrare (1s) şi ponderarea in

frecventă (A) - ora de start şi de sfârşit.

P4

P2 P1

P3

P5

P6

P7

P8

P9

P10

P11

Piata Craiovita

B-dul N. Titulescu

Segarcea

Billa

Spitalul 2

Figura Punctele de măsura

N

După încărcarea programului CADNA, se importă harta zonei respective (Meniul File – Import - se alege extensia din programul corespunzător importului). Formate suportate: CadnaA, ArcView, Atlas GIS, AutoCad-dxf, Bitmap, EDBS, GML, CityDML, Lima, MapInfo, Mithra, NTF, SoundPlan, Sicad, Slip, SOSI, Stratis, T-Mobil, Ascii-Objects etc. Pentru studiu a fost folosită harta Craiovei, care a fost in prealabil prelucrată şi salvată in format AutoCAD-.DXF. Cu ajutorul instrumentelor specifice din „bara de instrumente” se trece la construcţia locaţiei setându-se şi parametri specifici. Un exemplu este prezentat in figura 6.

Figura 6: Detaliu realizare străzi

In principal, sunt setate următoarele specificaţii: � Numele si ID-ul – pentru o identificare uşoară; � Geometria străzii – se poate alege un model

predefinit sau se poate introduce distanţa de la bordură la bordură.

� Pentru secţiunea „Emission” sunt posibile trei variante: - Counts, MDTD – media vehiculelor pe un an

de zile care trec pe şosea. - Exact Count Data – Numărul de vehicule pe

oră, autovehicule sub 3,5 t si peste 3,5 t. Soluţie nepotrivită pentru această situaţie, datorită imposibilităţii de încadrare a suprafeţei de rulare a străzilor. Numai două dintre acestea, B-dul N. Titulescu si str. G. Enescu, puteau fi încadrate la „Road Surface” – asfalt. Pentru celelalte nu putea fi stabilită o suprafaţă de rulare omogenă, aceasta variind intre asfalt, beton, denivelări, gropi.

- Emission LA dB(A) – se introduc date concrete obţinute in urma măsurătorilor, caz adoptat in această situaţie.

Construcţia străzilor este urmată de cea a clădirilor, unde este urmărită respectarea geometriei acestora. Datele care trebuie setate, in principal, pentru clădiri sunt: lungimea, lăţimea, înălţimea şi numărul de locatari. Din meniul „Calculation” se selectează „Configuration” pentru configurarea modalităţii de calcul. In fereastra „Country” pentru străzi se alege metoda NMPB – Routes-96 care a fost adoptată pentru ţara noastră. Se solicită o nouă recalculare, meniul Calculation – funcţia Calc, prezentat in figura 7.

Figura 7: Detaliu setare parametri de calcul Cadna oferă posibilitatea, prin funcţia 3D special, de vizualizare 3D a zonei create şi de navigare in acest spaţiu 3D virtual, aşa cum este prezentat in figura 8. Figura 8: Detaliu vizualizare prin funcţia 3D special

După încheierea acestor etape se trece la calcularea grid-ului pentru hartă - figura 9. Sunt necesare următoarele setări:

- setarea proprietăţilor grid-ului (meniul Grid - Properties) – dacă se doreşte un calcul cât mai exact, atunci dx si dy vor avea o valoare cât mai mică, pentru acest caz a fost aleasă valoarea 5 pentru ambele item-uri. Înălţimea pentru care se efectuează calculul a fost stabilită la 3 m. S-a optat, de asemenea, pentru folosirea înălţimi clădirilor.

- in fereastra „grid appearance” se pot seta detalii cu privire la cum va fi prezentată harta de zgomot.

Figura 9: Detaliu setarea grid-ului de calcul

Este posibilă şi calcularea grid-ului numai pentru o arie definită. Acest lucru se poate realiza prin solicitarea funcţiei „Calculation Area” din bara de instrumente. In acest caz a fost solicitată această funcţie datorită formei neregulate a zonei de calcul. Cu ajutorul acestei funcţii se poate reduce timpul de calcul al grid-ului prin reducerea suprafeţei de calcul.

Ca ultimă etapă, după finalizarea construcţiei, setărilor necesare, este apelarea funcţiei de „Calc grid” din meniul Grid. Rezultatul simulării este prezentat in pictogramele următoare - figura 8, figura 9, figura 10 şi figura 11.

Figura 8: Harta de zgomot vedere 2D

Figura 9: Harta de zgomot vedere 3D-partea de sud

Figura 10: Harta de zgomot vedere 3D-detaliu

Figura 11: Harta de zgomot vedere 3D-detaliu la nivelul solului

Echipamentele şi soft-urile dedicate folosite (Sonometrul Solo SLM Metravib, dB Trait, CadnA) fac parte din Laboratorul de cercetare „Ingineria şi

protecţia mediului” al Facultăţii de Inginerie în Electromecanică, Mediu şi Informatică industrială, creat in cadrul platformei de cercetare TEHNOPLAT OLTENIA.

6. CONCLUZII

Cartarea zgomotului a devenit o practică comună în multe ţări. Cu toate acestea, din cauza limitelor tehnice şi folosirii diferitelor metode de calcul, fiecare cartare de zgomot este o experienţă virtuală unică. În România, întârzierea în acest domeniu trebuie şi poate fi repede recuperată - lucrarea de faţă constituind o dovadă că problema este rezolvabilă. După cum se poate vedea pe hartă, nivelul de zgomot evaluat în axa drumului este în jur de 80 dB(A), iar la faţada clădirilor de 65 dB(A). Aceste niveluri sunt în corelaţie cu numărul mare de vehicule, cu starea de funcţionare a acestora si cu starea precară a străzilor. Pentru zonele analizate se constată că nivelele de zgomot sunt depăşite pentru valorile de vârf şi se pot pune în evidenţă depăşiri pentru nivelele de zgomot echivalent. Acest fapt se justifică prin următoarele considerente:

- cunoştinţe insuficiente privitoare la poluarea sonoră şi ignorarea efectelor;

- norme pentru limitele de zgomot prea largi şi ignorarea legislaţiei conexe;

- disfuncţiuni în traficul rutier, inexistenţa pasajelor, starea carosabilului şi a parcului de autovehicule inadecvată;

- acceptarea în zona urbană a unor activităţi industriale producătoare de zgomote intense;

- inexistenţa spaţiilor tampon şi preocupări foarte modeste privind dotarea cu structuri fonoizolante.

Bibliografie: [1] Roşca, D. Introducere în ingineria mediului,

Editura Universitaria, Craiova, 2002 [2] Şulea, C. Lucrare de disertaţie: Elaborarea unei

hărţi de zgomot utilizând CADNA, Craiova, 2009 [3] Manual de utilizare pentru sonometrul Solo-Slm-

Metravib [4] *** http://www.recentonline.3x.ro/024/Deliu_R24 [5] ***http://www.xs4all.nl/~rigolett/ENGELS/vlgcal

c.htm#explain [6] ***http://hs.environmental-expert.com/STSE_

resulteach_product.aspx?cid=33189&id Product 65548&lr=1 – despre CADNA

[7] Manual CadnaA_3_7_Manual_EN [8] *** http://www.noiserus.com/augsburg/ [9] *** http://www.eea.europa.eu/ro/themes/noise/