– I.F.M. n. 5 anno 2004
RAFFAELE CAVALLI (*) - PIERANGELO MIOLA (**) - LUIGI SARTORI (***)
DIFFUSIONE DEL RUMORE PRODOTTO DALLA MOTOSEGA IN BOSCHI CON DIFFERENTI FORME DI GOVERNO
FDC 362.1 : 22
Nel lavoro vengono riportati i risultati di una sperimentazione condotta nei boschi dell’Altopiano dei Sette Comuni (VI) con lo scopo di valutare l’influenza dell’ambiente forestale sulla diffusione del rumore prodotto dalla motosega impiegata nei lavori di abbattimento, di sramatura e di sezionatura. In particolare si è determinata la distanza dalla fonte di rumore oltre la quale il valore dell’esposizione quotidiana personale è infe- riore ai limiti di legge che prevedono l’uso di otoprotettori.
1 - I NTRODUZIONE
Nelle attività di utilizzazione forestale, in particolar modo in quelle che prevedono l’uso di attrezzature motorizzate, il rumore rappresenta un’im- portante causa di rischio per l’operatore. Nell’uomo, infatti, l’effetto di un’esposizione prolungata a determinati livelli di rumore comporta una progressiva accentuazione di patologie che si manifestano, inizialmente, con irritazione e stress mentale, e possono poi arrivare fino ad una irreversi- bile riduzione delle capacità uditive (S JOFLOT , 1985).
La normativa sulla sicurezza del lavoro che è stata emanata nel corso degli anni prevede, per il lavoratore, l’adozione di una serie di misure di protezione dal rumore (D. Lgs. 277/91; D. Lgs. 626/94; D.P.R. 459/96).
(*) Professore ordinario di Meccanizzazione forestale, Dip. Territorio e Sistemi Agro-Foresta- li, Università degli Studi, Padova.
(**) Funzionario del Servizio Forestale Regionale di Vicenza, Direzione Foreste ed Economia Montana, Regione del Veneto.
(***) Professore associato di Meccanizzazione agricola, Dip. Territorio e Sistemi Agro-Forestali, Università degli Studi, Padova.
Il Dott. Pierangelo Miola ha collaborato alla impostazione delle prove sperimentali e alle rileva-
zioni in bosco; il Prof. Luigi Sartori ha svolto le rilevazioni in bosco e, assieme al Prof. Raffaele Cavalli
ha effettuato l’elaborazione dei dati; il Prof. Raffaele Cavalli ha curato l’impostazione e la stesura del
lavoro.
376 L ’ ITALIA FORESTALE E MONTANA
Sulla base di queste normative è fatto obbligo al datore di lavoro di identificare i lavoratori ed i cantieri considerati a rischio, ed eventualmente applicare le disposizioni di sicurezza, variabili in base all’esposizione perso- nale quotidiana (Lep,d). Quest’ultima s’intende l’esposizione al rumore di un lavoratore, espressa in dB (A), misurata, calcolata e riferita ad otto ore giornaliere di lavoro.
Nelle attività che comportino un valore dell’esposizione quotidiana personale superiore a 80 dB (A), il datore informa soltanto i lavoratori sui rischi all’udito derivanti dal rumore, mentre per attività con livelli superiori a 85 dB (A), egli provvede anche alla fornitura di mezzi di protezione indi- viduale che il lavoratore ha l’obbligo di utilizzare se l’esposizione personale quotidiana supera i 90 dB (A).
Nella pratica applicazione di quanto disposto dalla normativa vigente, si devono considerare con attenzione l’ambiente in cui si svolgono le opera- zioni di utilizzazione forestale e le modalità con cui esse si attuano. È noto, infatti, che la diffusione del rumore prodotto dalle attrezzature motorizzate è influenzata dalla distanza dalla sorgente sonora, dalla densità del bosco e dalla pendenza del terreno. La diffusione del rumore è massima negli spazi aperti senza vegetazione arborea né arbustiva (A YLOR , 1971), mentre i valo- ri più bassi si hanno nel novelleto, poiché, in questo stadio evolutivo, la vegetazione è così fitta che le onde sonore sono riflesse ed assorbite nello spazio di pochi metri, tanto che il livello dell’intensità sonora decresce per una quota pari al 30% a 100 m di distanza dalla fonte d’emissione (D OSSO , 1990).
Quando gli alberi crescono, la riflessione non può avvenire in maniera così intensa, venendo a mancare la superficie fogliare sulla quale si verifica l’intercettazione delle onde sonore; tale diminuzione è particolarmente ele- vata nei boschi di conifere caratterizzati da un elevato tasso di autopotatu- ra. Inoltre, mentre nel novelleto le onde non assorbite dalla vegetazione possono disperdersi verticalmente, ciò non avviene nei boschi adulti, nei quali le chiome degli alberi bloccano le onde e le riflettono verso il basso.
La diminuzione media della pressione acustica rispetto al tipo di vegetazio- ne rispecchia i valori della Tabella 1 (K AMINSKY et al., 1974).
Si deve inoltre considerare che molte operazioni di utilizzazione fore- stale prevedono, oltre all’operatore addetto alla macchina sorgente di rumore, anche la presenza nelle vicinanze di altri operatori, incaricati di svolgere attività di supporto o ausiliarie. La posizione di questi operatori, variabile nell’arco della giornata rispetto alla fonte del rumore, può com- portare differenti valori di esposizione quotidiana.
Per valutare l’influenza dell’ambiente forestale sulla diffusione del
rumore prodotto dalla motosega impiegata nei lavori di abbattimento e di
allestimento, è stata impostata una sperimentazione allo scopo di determi- nare la distanza dalla fonte del rumore oltre la quale il valore dell’esposizio- ne quotidiana personale è inferiore ai limiti di legge che prevedono l’uso di otoprotettori.
2 - M ATERIALI E METODI
Le prove si sono realizzate su due forme di governo, fustaia di abete rosso e bosco di faggio governato a ceduo. Si sono considerate due giacitu- re, in piano e in pendio. Limitatamente alla fustaia si sono valutate anche due diverse densità del popolamento.
Nel complesso si sono impostate sei tesi sperimentali, così denominate:
tesi 1 Fustaia rada in piano tesi 2 Fustaia fitta in piano tesi 3 Fustaia rada in pendio tesi 4 Fustaia fitta in pendio
tesi 5 Bosco governato a ceduo in piano tesi 6 Bosco governato a ceduo in pendio
Per ciascuna tesi sono stati misurati:
– caratteristiche ambientali salienti (temperatura dell’aria, umidità dell’a- ria, velocità e direzione del vento, pressione atmosferica);
– pendenza del terreno;
– numero e diametro a petto d’uomo degli alberi presenti prima dell’inter- vento nelle fasce considerate per la misurazione del rumore (dimensioni 32x7 m) (Figura 1);
– rumore di fondo;
– diffusione del rumore a 4 m, 8 m, 16 m e a 32 m con motosega funzio- nante a vuoto (a pieni giri) e in lavoro (tempo per rilevazione 10 s). Le direzioni sono ortogonali in rapporto all’asse maggiore della barra della motosega;
Tabella 1 – Diminuzione media percentuale della pressione sonora in rapporto al tipo di vegetazione presente.
Tipo di vegetazione Diminuzione media percentuale di pressione acustica a una distanza di 100 metri dalla fonte d’emissione
Prato 13
Faggeta matura 15
Perticaia di abete 17
Rinnovazione di abete 25
378 L ’ ITALIA FORESTALE E MONTANA
Fustaia rada in piano
0 1 2 3 4 5 6
10 15 20 25 30 35
Diametro, cm
Alberi, n.
Fustaia fitta in piano
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
10 15 20 25 30 35
Diametro, cm
Alberi, n.
Bosco governato a ceduo in piano
0 5 10 15 20 25 30
5 10 15 20 25
Diametro, cm
Polloni, n.
<10
Fustaia rada in pendio
0 2 4 6 8 10 12
10 15 20 25 30 35
Diametro, cm
Alberi, n.
Fustaia fitta in pendio
0 1 2 3 4 5 6 7
10 15 20 25 30 35
Diametro, cm
Alberi, n.
Bosco governato a ceduo in pendio
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
5 10 15 20 25
Diametro, cm
Polloni, n.
<10
<10
<10
Figura 1 – Numero di individui (alberi o polloni) rilevato nelle fasce considerate per la misurazione del rumore.
– livello equivalente all’orecchio del motoseghista, mediante registrazione continua per circa 1-2 h;
– livello equivalente all’orecchio del motoseghista in ciascuna fase di lavoro (abbattimento, sramatura e sezionatura) con registrazioni di durata pari alla durata di ogni singola fase;
– tempi di lavoro del motoseghista per ciascuna fase di lavoro;
– tempi di lavoro dell’aiutante del motoseghista per ciascuna fase di lavoro
con valutazione della posizione rispetto la sorgente sonora.
Per l’effettuazione delle operazioni di abbattimento e per quelle di sra- matura e sezionatura si è utilizzata una motosega Husqvarna 362 XP (cilin- drata di 62,4 cm
3, potenza di 3,4 kW), con perfetta regolazione del carbura- tore e adeguata affilatura della catena tagliente.
La misura del rumore è stata effettuata con un fonometro integratore di classe 1 Bruel & Kjaer 2236A con microfono Bruel & Kjaer 4188. Per la taratura è stato usato un calibratore tipo 4231 Bruel & Kjaer. Per le misura- zioni all’orecchio dell’operatore il microfono è stato sistemato secondo quanto previsto dal D. Lgs. 262/02. Il software utilizzato per l’elaborazione delle misure fonometriche è specifico per l’analisi dei livelli sonori. Si sono, infine, impiegati paline, cordella metrica, tavola cronometrica, cavalletto dendrometrico, clisimetro, anemometro, termoigrografo e barometro.
Sul terreno declive si è scelto di misurare la diffusione del rumore pro- dotto dalla motosega secondo quattro direzioni ortogonali, poiché la pen- denza avrebbe potuto portare differenze significative. Sul terreno in piano, invece, la misurazione si è svolta secondo due sole direzioni, tra loro orto- gonali.
Una volta sistemata la motosega e realizzati con le paline gli allinea- menti di misura, per ogni tesi si è eseguita la misurazione di tutti i diametri a 1,3 m degli alberi insistenti sugli allineamenti, rilevando anche i diametri a 1,3 m degli alberi limitrofi, collocati all’interno di una fascia di 32 m di lunghezza e 7 m di larghezza, che, per effetti di risonanza, avrebbero potu- to influire sulla diffusione.
Per quanto riguarda i tempi di lavoro del motoseghista, le rilevazioni sono state fatte con cronometraggio manuale delle fasi di lavoro e di riposo, durante cicli d’osservazione della durata di più di tre ore.
3 - R ISULTATI E DISCUSSIONE
Le caratteristiche ambientali misurate durante le prove sono riportate nella Tabella 2.
3.1 - La potenza sonora
Tra i parametri utilizzati per la misura e la definizione del rumore
(pressione, potenza e intensità), la potenza sonora è la grandezza che
meglio descrive la capacità di produrre rumore di una sorgente qualsiasi,
indipendentemente da ogni considerazione di carattere ambientale. La sua
misura, che non può essere eseguita direttamente, ma richiede metodologie
particolari, serve a confrontare oggettivamente l’energia sonora emessa da
sorgenti di rumore diverse e, se si conoscono le caratteristiche acustiche di
T abella 2 – Caratteristiche ambientali in cui si sono svolte le prove. TESI T emperatura Umidità V elocità Pressione Pendenza T ipo di copertura Andamento Rumore dell’aria relativa dell’aria del vento barometrica media della superficie meteorologico di fondo (°C) (%) (m/s) (Pa) (%) (dB) Fustaia rada in piano 13 93 < 0.25 870 – foglie e sassi variabile-pioggia < 30 Fustaia fitta in piano 13 100 < 0.25 869 – aghi e sassi piovoso < 30 Fustaia rada in pendio 12 98 < 0.25 863 47 foglie e sassi variabile-pioggia < 30 Fustaia fitta in pendio 13 100 < 0.25 865 32 aghi e sassi piovoso < 30 Bosco ceduo in piano 18 55 < 0.25 883 – foglie e sassi sereno 54 Bosco ceduo in pendio 12 60 < 0.25 878 51 foglie sereno 50
un ambiente, i valori di potenza consentono di predire i livelli di pressione acustica in quell’ambiente quando la sorgente è in funzione.
Quest’ultima considerazione riveste particolare importanza per gli scopi specifici di questo lavoro in quanto, determinata la potenza acustica (LWA), è possibile calcolare il livello di pressione acustica (LpA) teorica a qualsiasi distanza tra la sorgente di emissione e il punto di ricezione.
La potenza sonora nelle varie condizioni di lavoro, calcolata secondo le normative vigenti (79/113/CEE, 81/1051/CEE, 89/392/CEE), è riporta- ta in Tabella 3, nella quale appaiono anche indicazioni circa le posizioni di rilevamento rispetto l’asse maggiore della barra della motosega. La macchi- na, infatti, non presenta un’emissione omogenea in tutte le direzioni e l’in- dice di direttività (DI) rappresenta il rapporto tra il livello di pressione acu- stica misurato e quello che si avrebbe nello stesso punto se la sorgente fosse omnidirezionale:
DI = LpA
max- LpA
m+ 3
Nella Tabella 3 è anche indicata la direzione, considerata rispetto all’asse maggiore della barra della motosega, lungo la quale si è verificata la maggior emissione.
Il livello di potenza acustica della motosega a vuoto, al massimo regi- me di giri, è risultato pari a 112,7 dB e risulta decisamente superiore a quel- lo durante la fase di taglio su abete rosso, probabilmente per effetto del regime motore inferiore e dell’attenuazione creata dal legno. Nel caso del taglio su faggio, il livello di potenza più alto può essere imputato alla mag- giore durezza del legno rispetto a quello dell’abete rosso.
Le zone in cui si è verificata la maggior emissione sonora risultano essere quelle comprese nell’angolo delimitato dalla barra e dallo scappa- mento del motore (da ore 12 a ore 3). Le altre zone sono meno rumorose, sia per le caratteristiche geometriche della motosega, sia per effetto scher- mante dell’operatore.
Tabella 3 – Livello di potenza acustica della motosega nelle diverse utilizzazioni.
Condizioni Livello di Massimo livello Indice di Direzione Livello di lavoro pressione acustica di pressione direttività (ore) di potenza
della motosega di superficie acustica rilevato (DI) acustica
(LpA
m) (dB) (LpA
max) (dB) (LWA) (dB)
a vuoto al minimo 71,5 76.8 8.3 3 91.5
a vuoto al massimo 92.7 96.5 6.8 12 112.7
in taglio su abete rosso 86.6 88.7 5.1 3 106.6
in taglio su faggio 93.7 96.6 5.9 3 113.7
382 L ’ ITALIA FORESTALE E MONTANA
3.2 - Livelli teorici di pressione acustica
Calcolati i livelli di potenza acustica, è possibile, come ricordato prece- dentemente, calcolare i livelli teorici di pressione acustica che si verifiche- rebbero a qualsiasi distanza dalla sorgente, ipotizzando condizioni semiane- coiche, in base alla seguente relazione e:
LpA = LWA - 10 log
10(r
1/r
0)
2- 8 dove:
LpA, livello di pressione acustica,dB LWA, livello di potenza acustica, dB r
1, distanza tra la sorgente e il ricevitore, m r
0, distanza di riferimento, 1 m.
In questo modo, considerando le potenze delle diverse situazioni operative, si ottiene il Grafico 1.
Operando con la motosega al minimo numero di giri, i livelli di pres- sione acustica risultano minori di 80 dB già ad una distanza di 2 m, men- tre tali livelli sonori si raggiungono a 8 m, 18 m e 20 m rispettivamente con la motosega in taglio su abete rosso, a vuoto al massimo numero di giri e in taglio sul faggio.
40 50 60 70 80 90 100 110 120
0 10 20 30 40 50 60
Distanza, m
Pr es si o n e acu stica, d B
Al minimo Al massimo, a vuoto Taglio su abete rosso Taglio su faggio
Grafico 1 – Livelli teorici di pressione acustica in funzione della distanza dalla sorgente e in varie situa-
zioni operative.
Livelli sonori maggiori a 90 dB si verificano per distanze inferiori a circa 3 m per il taglio dell’abete rosso e a distanze inferiori a 6 m per il taglio di faggio e con la motosega operante a vuoto al massimo numero di giri.
3.3 - Fattori che influiscono sulla diffusione del suono
Naturalmente i valori presentati precedentemente sono stati calcolati partendo da ipotesi teoriche di diffusione del suono (ambiente semianecoi- co). In realtà, tali livelli possono essere modificati da una serie di parametri ambientali. Nel presente lavoro sono stati considerati come degni d’atten- zione e quindi valutati più approfonditamente, i seguenti parametri: la den- sità del popolamento e la pendenza del terreno.
Effetto della densità del popolamento
L’effetto della densità del popolamento sull’attenuazione del rumore è stata valutato per tutti i tipi di soprassuolo ed eliminando l’effetto della pendenza del terreno.
Le differenze tra i livelli sonori misurati e quelli teorici alle varie distanze sono state poi messe in correlazione con il numero di alberi pre- senti nelle superfici di misura. Questo parametro si è dimostrato in grado di descrivere il fenomeno meglio di altri parametri, quali ad esempio la den- sità areica e la densità per unità di superficie, probabilmente a dimostrazio- ne del fatto che, almeno nelle condizioni di prova, non è importante il dia- metro degli alberi, bensì il loro numero.
Il Grafico 2 visualizza l’effetto del numero degli alberi sull’attenuazio- ne del rumore; tali parametri risultano legati da un coefficiente di correla- zione relativamente alto e da una buona significatività statistica.
Prendendo in considerazione il numero di alberi presenti nella fascia di misura, l’equazione della retta interpolante è la seguente:
y = - 0,165 a - 0,208 dove:
y, attenuazione della pressione acustica, dB a, numero di alberi nella fascia di misura.
L’effetto, dal lato pratico, sembra essere comunque di lieve entità, se si
considera il fatto che per il numero massimo di alberi presenti nella superficie
(27,5 alberi nella faggeta), l’attenuazione non supera i 6 dB. Tale risultato va
necessariamente messo in correlazione con la distanza. Per una densità nota,
maggiore è la distanza, maggiore è anche il numero di alberi che si frappongo-
no con la sorgente sonora; per questo a basse distanze il numero di alberi può
essere ridotto, viceversa per distanze superiori a 30 m. Conoscendo la densità
384 L ’ ITALIA FORESTALE E MONTANA
del popolamento si può quindi risalire all’attenuazione dovuta alla presenza di alberi attraverso il calcolo del numero di alberi:
a = d/10.000 7 r dove:
a, numero di alberi nell’intorno considerato d, densità del popolamento, alberi/ha r, distanza dalla sorgente sonora (m)
7, larghezza in metri dell’intorno alla retta di propagazione del suono Integrando le due relazioni precedenti, l’attenuazione totale (teorica + effetto alberi) del livello di pressione acustica in funzione della distanza è la seguente:
R = - 10 log
10r
2- 1,155 10
-4d r - 8,208 dove:
R, attenuazione totale, dB
r, distanza dalla sorgente sonora, m d, densità, alberi/ha.
y = - 0,165 x - 0,208 r = - 0,76 R
2= 0,58 **
-8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Alberi, n.
A tte n u a z ione , dB
Grafico 2 – Relazione tra il numero di alberi e l’attenuazione della pressione acustica.
Il livello sonoro percepito dall’orecchio dell’operatore posto a una distanza r dalla motosega equivale, infine, alla potenza acustica caratteristi- ca della fase in corso diminuita dell’attenuazione totale R, come dalla seguente relazione:
LpA = LWA - R Effetto della pendenza del terreno
Prendendo come riferimento la formula che descrive la propagazione teorica del suono e attraverso il confronto con i dati rilevati in salita e in discesa in tutte le condizioni operative, si ottengono i risultati riportati in Tabella 4. Tali valori sono stati corretti in funzione al numero di alberi pre- senti nelle singole situazioni, per eliminare l’effetto degli alberi e del sopras- suolo. Dalla tabella si evidenzia come, effettivamente, la localizzazione del- l’operatore a monte o a valle della motosega possa influire sul livello sonoro percepito solamente per considerevoli distanze (non inferiori ai 16 m). A 32 m di distanza, infatti, si verifica un maggior effetto attenuante in salita (2 dB) rispetto alla stessa distanza in discesa, situazione in cui l’effetto atte- nuante sembra assumere livelli minori rispetto al dato teorico.
Tabella 4 – Effetto della pendenza del terreno sulla propagazione del rumore della motosega.
distanza (m) teorica salita discesa
rilevata differenza rilevata differenza
8 -26 -25.6 -0,4 -25.9 -0,1
16 -32 -31.8 -0,2 -31.7 -0,3
32 -38 -40.1 +2,1 -37.0 -1,0
3.4 - Livelli d’esposizione quotidiana personale del motoseghista
Per risalire alla determinazione dei livelli d’esposizione quotidiana per-
sonale è necessario analizzare l’organizzazione del lavoro nei vari cantieri di
abbattimento e allestimento oggetto delle prove. In particolare, la maggiore
attenzione è stata rivolta verso il motoseghista sia perché sottoposto ai livel-
li sonori più elevati, sia perché gli altri operai orbitano nell’intorno di que-
sto a distanze oscillanti da 5 a 50 m e raramente rimangono stabili in una
determinata posizione. Per questo motivo, dapprima sono stati analizzati i
tempi di lavoro del motoseghista relativi a ciascuna fase e rilevati nell’arco
della giornata e, successivamente, in funzione della distanza dalla sorgente
sonora, si sono analizzati i livelli d’esposizione degli operai senza la motose-
ga (Tabella 5).
386 L ’ ITALIA FORESTALE E MONTANA
Successivamente è stato assegnato per ciascuna fase di lavoro il livello sonoro caratteristico misurato all’orecchio del motoseghista (Tabella 6).
Come si può notare, le fasi di riposo e di trasferimento al cantiere di lavoro sono caratterizzate da livelli molto bassi e simili al rumore di fondo di un bosco (Tabella 2). I livelli sonori della fase di spostamento da un albero all’altro sono diversi per il bosco governato a ceduo rispetto alla fustaia per- ché il motoseghista, in quest’ultima forma di governo, era solito spostarsi mantenendo la motosega in leggera accelerazione. Per le fasi di abbattimen- to, sramatura e sezionatura si possono ripetere le stesse considerazioni fatte esaminando la potenza acustica, poiché la durezza del legno sembra essere responsabile dei maggiori livelli riscontrati per il faggio rispetto l’abete rosso.
A questo punto sono state calcolate le esposizioni quotidiane personali (Lep,d) del motoseghista nei tre contesti produttivi attraverso la seguente relazione e considerando la giornata lavorativa di 8 ore:
dove:
Li, livello sonoro caratteristico per ciascuna fase di lavoro, dB t
i, durata di ciascuna fase, h
⋅ ⋅
= ∑
=
10 t
log
n i10 i
Li/10 10
