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Metodología para la elaboración de estudios acústicos en parques eólicos




METHODOLOGY OF CARRYING OUT ACOUSTIC STUDIES IN WIND FARMS

RESUMEN

En la legislación andaluza en materia de ruidos (Decreto 326/2003), se exige la realización de Estudios Acústicos previamente a la instalación de los parques eólicos. Así mismo, dicho Decreto indica tanto el contenido, como la metodología que debe ser empleada para su elaboración.

Los parques eólicos únicamente entran en funcionamiento cuando la velocidad del viento se encuentra en un rango de valores (generalmente entre 4 y 25 m/s). Esta peculiaridad, hace que ciertos aspectos de la metodología propuesta en el Decreto no sean aplicables a las condiciones en las que operan los aerogeneradores. Otra cuestión a tener en cuenta, es el propio ruido aerodinámico que genera el viento como componente del ruido de fondo.



Así, a la hora de realizar un estudio acústico en parques eólicos, dada la influencia del viento en las zonas de implantación, debe incluirse en la metodología la realización de medidas in situ, con el fin de estimar el ruido aerodinámico en función de la velocidad del viento, al igual que éste debe formar parte de los modelos de predicción, ya que interviene notablemente en la propagación del ruido.

De esta forma, se consigue incrementar la fiabilidad de los resultados obtenidos en el estudio acústico y ajustar en mayor medida laspredicciones sobre la situación acústica tras la puesta en marcha del parque eólico. Lo cual, permite actuar con una mayor eficacia, a la hora de evitar posibles afecciones sobre la población cercana y los espacios naturales.

ABSTRACT

According to Andalusian legislation regarding noise (Order in Council 326/2003), Acoustic studies are requires previous to the instalment of wind farms. In the same way, such an Order indicates both the contents and the methodology that must be used for it’s elaboration.

Wind farms only come to be when wind speed is within a scale (generally between 4 and 25 m/s). This peculiarity, makes it so that certain aspects of the proposed methodology in this Order can not be applicable to the conditions in which wind turbine work. Another matter to be taken into account, is the actual aerodynamic noise generated by the wind as a component of background noise.

Therefore, when it comes to carrying out an acoustic study in wind farms, due to the wind influence in the exercise areas, methodology should include in situ measurement, to be able to estimate aerodynamic noise according to wind speed, in the same manner, these should be included in the prediction samples, due to the fact that it intervenes remarkably on how the wind carries noise.



With this method, we are able to increase trust worthy results obtained through the acoustic study and therefore adjust more accurately predictions regarding the acoustic situation after the wind park is in place. This will allowmore efficient actions when it comes to avoiding possible effects over the nearby population and the natural spaces.

Metodología, Estudios acústicos, Parques eólicos

Methodology, Acoustic study, Wind Farms
INTRODUCCIÓN

Es sabido que las Energías verdes, como lo es la eólica, llevan asociadas una serie de connotaciones ambientales positivas por su carácter renovable, aún así, ha de tenerse en cuenta que dichas instalaciones pueden ser causantes de ciertos impactos sobre el medio receptor. En el caso de la eólica, uno de ellos se asocia a las molestias ocasionadas, debidas al ruido producido por los aerogeneradores

En la legislación Andaluza en materia de ruidos (Decreto 326/2003), se define la metodología que debe ser empleada para elaboración de Estudios acústicos, previamente a la instalación de ciertas actividades, entre las que se incluyen los parques.

Varios aspectos de dicha metodología no son aplicables a las condiciones en las que operan los aerogeneradores, ya que éstas únicamente entran en funcionamiento por norma general a partir 4 m/s. Otra cuestión a tener en cuenta, es el propio ruido aerodinámico que genera el viento como componente del ruido de fondo.

OBJETIVOS

El objetivo de esta presentación es establecer un procedimiento metodológico, con el que se consiga dar cumplimiento a la normativa en materia de ruido, así como, mejorar la caracterización de la situación acústica previa y la estimación de ésta tras la puesta en marcha del Parque eólico, y de este modo,aumentar la fiabilidad en la valoración del impacto sobre el ruido ambiental asociado a dicha instalación.

METODOLOGÍA

El criterio seguido para establecer la presente metodología para la elaboración de Estudios Acústicos en Parques Eólicos, se ha basado en la revisión y análisis de la bibliografía disponible, así como de las metodologías ya aplicadas en diversos países con una amplia experiencia en el sector eólico y su adaptación a la normativa vigente en materia de ruidos en la Comunidad Autónoma de Andalucía.

RESULTADOS

Según el Artículo 35 del Decreto 326/2003, de 25 de noviembre, por el que se aprueba el Reglamento de protección contra la contaminación acústica en Andalucía, el contenido de los Estudios Acústicos debe incluir una campaña de medidas in situ, con la que caracterizar la situación acústica preoperacional en la zona de estudio, e igualmente una simulación plasmada en un mapa de ruidos del estado acústico previo y posterior a la puesta en marcha de la actividad. Tras la comparación de los resultados obtenidos entre sí, así como, con los niveles máximos establecidos por la legislación en materia de ruidos, debe valorarse el impacto acústico, asociado a la instalación de dicha actividad, sobre los potenciales receptores.

A continuación se detallan los pasos a seguir para su realización.

Caracterización de la situación acústica preoperacional

La finalidad de la campaña de medidas del ruido previa a la instalación del parque, es conocer el ruido de fondo característico de lazona que puede verse potencialmente afectada, una vez éste entre en funcionamiento.

El ruido de fondo se define como el ruido ambiental cuando la actividad objeto de estudio no está operativa. Entre las diversas fuentes que lo producen, quedan incluidas, el ruido de tráfico, transeúntes, parques infantiles, perros, aves, etc., siempre y cuando estos eventos ocurran en un porcentaje superior al 90% del tiempo de medida. Igualmente, en el caso concreto de los parques eólicos, otro factor de suma importancia a tener en cuenta como fuente de ruido, es el ruido aerodinámico debido al viento, el cual alcanza valores relevantes a partir de ciertas velocidades, llegando a provocar niveles de ruido de fondo que pueden enmascarar el producido por los aerogeneradores.

Por otro lado, tanto el rango de operación, como la potencia sonora emitida por los aerogeneradores dependen de la velocidad del viento, ya que éstos únicamente entran en funcionamiento en torno a los 4 m/s y se desconectan por lo general al superarse los 25 m/s (6), así mismo, la potencia sonora emitida aumenta progresivamente con la velocidad del viento.



De ahí que, para que los resultados obtenidos a través de los muestreos puedan ser posteriormente comparados con las estimaciones sobre el Parque en funcionamiento, la campaña debe ser diseñada de manera que las medidas sean tomadas en condiciones similares a las que luego operará el parque 1)

Para ello, debe consultarse una rosa de los vientos de la futura zona de implantación delparque. Mediante ella podemos conocer tanto la dirección y velocidad de los vientos predominantes, como la probabilidad de que éstos se den. Dichos datos generalmente pueden ser facilitados por el propio promotor, ya que para determinar la idoneidad del lugar de ubicación del parque han debido recopilarlos previamente.

Planificación del muestreo

En base al Decreto 326/2003, deben llevarse a cabo una serie de medidas, en los puntos necesarios que permitan identificar con claridad la situación acústica medioambiental en la zona de posible afección del proyecto a implantar, de las cuales, como mínimo una de ellas debe realizarse durante 24 h en continuo.

Los puntos de medida deben ser ubicados, en zonas pobladas o de carácter residencial, donde se prevean las situaciones más problemáticas, es decir, en las inmediaciones de las viviendas potencialmente afectadas (1).

En cuanto a la planificación temporal del muestreo, éste debe desarrollarse tanto en periodo diurno como nocturno, en aquellas horas donde la actividad en la zona de estudio sea menor, con el fin de que el ruido ambiental medido no se vea alterado por episodios puntuales, que incrementen el ruido de fondo. (2)

Metodología de muestreo

A la hora de llevar a cabo las medidas, ha de tenerse en cuenta que estas deben ser tomadas, como se ha comentado con anterioridad, en las condiciones de funcionamiento de los aerogeneradores, es decir, a velocidades de viento superiores a 4 m/s. Sin embargo, la normativa andaluza en materia deruidos especifica que a partir de los 3 m/s las medidas deben ser desestimadas, ya que se considera que éstas han podido verse afectadas por el pseudo-ruido que crea el micrófono, a causa del la incidencia del viento sobre él. (6)

Por otro lado, aunque los aerogeneradores operan generalmente hasta velocidades de 25 m/s, se considera que no es necesario caracterizar el ruido de fondo a velocidades superiores a 12 m/s por varios motivos (2):

a–S Por encima de los 12 m/s, es difícil de conseguir que las medidas no se vean distorsionadas por el propio viento.

a–S Por la misma razón, las velocidades de viento de referencia normalizadas, en función de las cuales se expresa la potencia acústica asociada a los aerogeneradores, no superan los 10 m/s. (3

a–S Generalmente, la probabilidad de que se den vientos superiores a 12 m/s no es muy elevada, lo que a su vez conlleva una dificultad para que estos eventos puedan ser medidos, durante las campañas de muestreo.

a–S Finalmente, está comprobado que el incremento del ruido de fondo en función de la velocidad del viento es superior al que se produce en los aerogeneradores. Debido a esto, se considera que, el estudio del impacto acústico producido por la implantación de un Parque eólico, debe desarrollarse en torno a velocidades de viento moderadas, ya que a partir de ciertos valores, el ruido de fondo puede llegar a enmascarar el producido en el propio parque.

Por todo ello, a la hora de llevar a cabo el estudio, deben tomarse una serie demedidas que garanticen la validez del muestreo, a velocidades comprendidas, al menos, entre los 4-12 m/s. para lo cual se proponen las siguientes: (1)(2)(6)

a–S Medir en el exterior, en la medida de lo posible en un lugar resguardado del viento, a una distancia de al menos 5 m de cualquier superficie reflectante, en dirección al futuro Parque eólico.

a–S Situar el sonómetro a 1,2 metros de altura sobre el suelo.

a–S Realizar las medidas con el sonómetro en respuesta lenta, utilizando como parámetro descriptor el LA90, siempre teniendo en cuenta que los resultados obtenidos pueden ser entre 1,5-2,5 dB(A) menores que el LAeq medido para el mismo periodo.

a–S Usar sobre las pantallas anti-viento convencionales, una segunda de mayor tamaño.

a–S Durante el muestreo, debe ser medida la velocidad del viento de forma simultánea, con la finalidad de desestimar aquellos datos que puedan haberse visto alterados ante episodios de fuertes vientos.

El periodo de medida empleado es de 10 minutos, durante los cuales debe obtenerse de manera simultánea, la velocidad del viento promedio para dicho intervalo de tiempo, en el futuro lugar de implantación del Parque eólico (1). Con estos datos, se podrá finalmente obtener una relación entre el ruido de fondo y la velocidad del viento.

Ha de tenerse en cuenta, que los valores de potencia acústica de los aerogeneradores, vienen expresados según norma (3), en función de la velocidad del viento, medida ésta a 10 m de altura. Por ese motivo, con lafinalidad de poder correlacionar los resultados obtenidos para el ruido de fondo con el provocado por la actividad, durante el muestreo, el viento debe ser medido igualmente a 10 m.

De no ser esto último posible, si la velocidad del viento es obtenida a una altura conocida, puede calcularse a 10 m según la siguiente fórmula (2) (3):

Donde: V1 = velocidad del viento (m/s) medida a la altura h1 (m)
V2 = velocidad del viento (m/s) medida a la altura h2 (m)
Z0 = Longitud de la rugosidad del terreno (m)

Los diferentes valores que puede tomar z0 vienen definidos en la siguiente tabla (2) (3):

|Tipo de Terreno |Longitud de la rugosidad (z0) |
|Agua, nieve y tierras arenosas |0,001 metros |
|Abierto, terreno plano, hierba baja y suelo raso |0,01 metros |
|Tierra de cultivo con vegetación |0,05 metros |
|Suburbios, pueblos, bosques, muchos árboles y arbustos |0,3 metros |

Tabla 1 Longitud de la rugosidad en función del tipo de terreno

Finalmente, debe comprobarse que las condiciones de viento (dirección y velocidad) en la que han sido llevadas a cabo las mediciones, son representativas de aquellas, bajo las cuales, operará el Parque eólico la mayorparte del tiempo.

Cálculo del ruido de fondo

Con los datos obtenidos, se elabora una gráfica para cada uno de los escenarios considerados, en la que se enfrenta el ruido de fondo con la velocidad del viento a 10 metros de altura, medida en la futura zona de ubicación del parque eólico. (2

A partir de la nube de puntos, se calcula una curva de regresión, de la que finalmente se obtienen los valores de ruido de fondo característicos para cada velocidad de viento y localización, tanto para el periodo diurno como el nocturno.(1)

Las velocidades de viento a las que se determina el ruido de fondo, se corresponde con las normalizadas para caracterizar la potencia sonora procedente de los aerogeneradores (3), para así poder facilitar la comparación de resultados.

Simulación del estado preoperacional y postoperacional

La simulación del estado preoperacional y postoperacional, se realiza mediante programas que, en base a diversos modelos de propagación del sonido, generan mapas acústicos.
La propagación del sonido, sobretodo a grandes distancias, se ve influida por las condiciones meteorológicas. Particularmente, en las zonas de implantación de Parques eólicos, el viento es la variable más relevante, ya que con viento a favor el sonido se propaga a mayor distancia, mientras que con viento en contra, se crean zonas de sombra donde éste no se percibe.

Figura 1: Influencia del viento sobre la propagación del sonido (2)

Por ello, es conveniente que los programas empleados para realizarlas predicciones, contengan modelos de propagación del sonido, en los que puedan incluirse valores de dirección y velocidad del viento, de esta forma los datos arrojados simularán con mayor veracidad la situación real.

A la hora de introducir las fuentes sonoras, se debe disponer de las potencias acústicas de los aerogeneradores en función de la velocidad del viento, así como de datos sobre otras fuentes presentes en la zona, como pueden ser las carreteras. Igualmente, deberá tenerse en cuenta el ruido de fondo obtenido con anterioridad.

La modelización debe realizarse tanto en periodo diurno, como nocturno, para las diferentes velocidades de viento con las que fue calculado el ruido de fondo. Todo ello, en base a las condiciones más desfavorables (1), es decir, para las direcciones del viento en las que la propagación del ruido hacia los potenciales receptores se vea más favorecida y que según la rosa de los viento tengan una probabilidad de ocurrencia media-alta.

Con esto, aunque los resultados obtenidos puedan implicar un impacto superior al que luego se produzca en la realidad, es preferible tener cierto margen de error.

Finalmente, el ruido de fondo obtenido en las inmediaciones de los receptores potencialmente afectados, es comparado con los mapas de ruido y estos a su vez con los niveles máximos establecidos por la legislación en materia de ruidos. En base a ello, se está en disposición de valorar el impacto acústico, asociado a la instalación del Parque eólico.

DISCUSIÓNPreviamente a la puesta en marcha de nuevos Parque eólicos, éstos deben ser sometidos a estudios acústicos en los que la metodología empleada se ajuste a sus características particulares de funcionamiento. De esta forma, se consigue incrementar la fiabilidad de los resultados obtenidos en el estudio y ajustar en mayor medida las predicciones sobre la situación acústica tras la puesta en marcha del parque eólico. Lo cual, permite actuar con una mayor eficacia, a la hora de evitar posibles afecciones sobre la población cercana y los espacios naturales.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1) Environment Protecction Authority (EPA) South Australia (2003).
Environmental Noise Guidelines: Wind Farms.
2) R. Meir et al (1996). The assessment & Rating of noise from Wind Farms. Technical report ETSU-R-97. Departament of Trade and Industry U.K
3) UNE-EN 61400-11. Aerogeneradores. Parte 11: Técnicas de medida de ruido acústico. Versión española de la norma CEI 61400-11:2002
4) A. L. Rogers et al (2006). Wind Turbine Acustic Noise. Renewable Energy Research Laboratory. Departament of Mechanical and Industrial Engineering, University of Massa chusetts at Amherst.
5) J. Kragh et al (1999). Noise inmission from wind turbines. Technical report ETSU W/13/00503/REP. Department of Trade and Industry U.K
6) J.L. Cueto Ancela et al (2006). Metodología para la evaluación del impacto sonoro producido por los Parques eólicos en Andalucía. Congreso Tecniacústica. Gandía
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V1 / V2 = Ln (h1 / z0) / Ln(h2 / z0)




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