Telecomunicazioni in aree residenziali – protezione dal rumore per le stazioni PoP e RAN

Protezione dal rumore nelle stazioni di telecomunicazione

Con il continuo sviluppo della rete in fibra ottica e della copertura mobile 5G in tutta Europa, per i fornitori di telecomunicazioni è fondamentale adottare misure di protezione acustica per i sistemi di climatizzazione utilizzati nelle stazioni PoP (Point of Presence) e RAN (Radio Access Network).
Uwe Kudszus, Product Manager presso STULZ, spiega come un controllo efficace del rumore non solo garantisca il rispetto della normativa vigente, ma contribuisca anche a ridurre i disagi negli ambienti urbani.

Le reti in fibra sono ora disponibili per la maggior parte degli europei. Secondo l'FTTH Council Europe, mentre alcuni Paesi, tra cui Belgio, Germania, Grecia e Repubblica Ceca, sono in ritardo, quasi tutti in Spagna, Portogallo e Francia hanno accesso alla fibra integrale e si prevede che il tasso di penetrazione complessivo supererà il 90% sia nell'Unione Europea (UE) che nel Regno Unito entro il 2028. Nel frattempo, i dati dell'Osservatorio 5G hanno rilevato che l'81% della popolazione dell'UE sarà coperta da almeno una rete 5G di base nel 2023, mentre nel Regno Unito l'Ofcom ha stimato che l'85-93% dei locali potrebbe avere una copertura 5G all'aperto.

Vicino a casa

Oltre alla posa di innumerevoli chilometri di cavi, una delle principali sfide per gli operatori riguarda la costruzione delle numerose stazioni PoP e RAN necessarie per collegare le dorsali alle varie reti di accesso. Nelle aree urbane densamente popolate, i ripari che ospitano queste stazioni PoP e RAN si trovano solitamente nelle immediate vicinanze di zone residenziali o a uso misto. Allo stesso tempo, lo sviluppo di nuove aree residenziali sta portando alla costruzione di stazioni in prossimità degli edifici anche in aree rurali.

Le stazioni PoP e RAN contengono componenti IT e di rete sensibili, per cui è necessario garantire una temperatura interna costante al fine di proteggere la tecnologia dagli agenti atmosferici e massimizzare la continuità operativa.
In molti casi, ciò è possibile solo attraverso la refrigerazione meccanica. Di conseguenza, il rumore generato da compressori, pompe e altri componenti deve essere preso in considerazione già in fase di pianificazione, per garantire che i sistemi siano conformi a tutte le normative vigenti in materia di protezione acustica.


Cos'é il suono?

In acustica si distingue tra potenza sonora e pressione sonora. La potenza sonora rappresenta l’energia acustica totale prodotta da una sorgente sonora. Al contrario, la pressione sonora è una variabile che dipende dalla posizione ed è misurata in dB(A) secondo la curva di ponderazione A, la quale si basa sulla percezione umana del suono e simula la risposta dell’orecchio.

Se la pressione sonora aumenta di 10 dB(A), viene percepita dall’orecchio umano come circa il doppio più forte. Tuttavia, dal punto di vista della tecnologia di misurazione, la pressione sonora raddoppia già con un incremento di soli 3 dB(A).

Inoltre, la potenza sonora di diverse sorgenti può sommarsi, generando un livello di pressione sonora complessivo più elevato. Due sorgenti sonore identiche comportano un aumento di 3 dB(A), mentre quattro sorgenti identiche portano a un incremento di 6 dB(A). Per ottenere un aumento di 10 dB(A), sarebbero necessarie 10 sorgenti sonore identiche. Tuttavia, se una sorgente sonora è più silenziosa di oltre 10 dB(A) rispetto a un’altra, di solito non contribuisce in modo significativo all’incremento complessivo: la pressione sonora totale delle due sorgenti corrisponde infatti a quella della sorgente più rumorosa.

Anche la relazione strutturale tra la sorgente sonora e il punto di impatto del suono è importante. Fattori come la riflessione e l'assorbimento da parte di edifici o vegetazione possono aumentare o diminuire la pressione sonora nel punto di impatto, a seconda delle specifiche condizioni locali.


Che effetto ha il suono sulle persone?

La percezione umana del suono varia notevolmente da persona a persona, con la familiarità che gioca un ruolo cruciale. I suoni noti o attesi tendono a essere percepiti come meno disturbanti rispetto ai rumori sconosciuti o sorprendenti, anche quando entrambi hanno lo stesso livello di pressione sonora.

Questo fenomeno è legato al modo in cui il cervello elabora e interpreta le informazioni uditive. Quando un suono è familiare, il cervello può prevederne l'andamento e la durata, riducendo il senso di intrusione. Al contrario, i suoni inaspettati provocano un aumento della vigilanza, in quanto il cervello li interpreta come potenziali minacce, con conseguente aumento del disagio o del fastidio.

Per le persone sensibili al rumore, un volume di 25-30dB(A) (il livello di rumore di un discorso tranquillo) può essere sufficiente a ridurre il riposo del sonno. Il rumore continuo crea stress e compromette il benessere generale, con 60-65dB(A) (il livello di rumore delle grida) che possono causare gravi problemi di salute. Tuttavia, i danni all'udito si verificano di solito solo con livelli di rumore sostenuti di almeno 85dB(A).


Norme sulla protezione dal rumore

In Europa, la protezione dal rumore delle aree residenziali è regolata da una combinazione di direttive europee e leggi nazionali. La Direttiva sul rumore ambientale (END) 2002/49/CE funge da quadro di riferimento, imponendo agli Stati membri dell'UE di valutare e gestire il rumore ambientale. Essa impone la creazione di mappe acustiche e di piani d'azione per le aree urbane con popolazione superiore a 100.000 abitanti, concentrandosi sulle strategie di riduzione del rumore a lungo termine.

I singoli Paesi hanno recepito queste linee guida attraverso normative nazionali, spesso specificando i livelli di rumore ammissibili e fissando limiti distinti per le ore diurne, serali e notturne per proteggere le zone residenziali. Nel Regno Unito, questa direttiva è stata recepita nella Environmental Noise (England) Regulations 2006 e nei suoi successivi emendamenti.

Le aree residenziali sono tipicamente classificate in base all'uso del suolo e alla sensibilità al rumore. Queste classificazioni influenzano i limiti di rumore consentiti, con soglie più severe per le zone silenziose come ospedali, scuole e quartieri puramente residenziali, rispetto alle aree a uso misto o commerciale. I limiti tipici diurni sono compresi tra 50-65dB(A), mentre quelli notturni sono più severi, spesso compresi tra 40-55dB(A).

Per calcolare l'esposizione al rumore, si utilizzano approcci standardizzati come la metodologia del livello giorno-sera-notte (Lden). Lden è uno standard europeo del 2002 che prende in considerazione fattori quali il tipo di sorgente di rumore, la durata e la frequenza nell'arco di un'intera giornata. L'applicazione della legge prevede un monitoraggio regolare, la presentazione di relazioni pubbliche e la possibilità per i residenti di chiedere un intervento di risanamento se i livelli di rumore superano i limiti normativi. Le autorità locali svolgono un ruolo importante nel far rispettare i limiti di rumore e nel fornire indicazioni sui livelli di rumore accettabili per proteggere la salute e il benessere dei cittadini.

Nella preparazione delle analisi previsionali del rumore e nell'esecuzione delle misurazioni del rumore è necessario osservare diversi standard. Tra queste, la norma ISO 9613-2, che fornisce un metodo per prevedere l'attenuazione del suono durante il viaggio all'aperto da una sorgente di rumore a un ricevitore, mentre la norma ISO 12354-4 specifica un modello di calcolo per stimare il livello di potenza sonora irradiato dall'involucro di un edificio a causa del suono aereo all'interno dell'edificio. La norma ISO 3746 descrive i metodi per determinare i livelli di potenza sonora delle sorgenti di rumore utilizzando misure di pressione sonora.

Un migliore isolamento acustico ripaga

La tecnologia di protezione dal rumore riduce al minimo le lamentele dei residenti, aumenta l'accettazione dei siti PoP e RAN da parte della popolazione, evita costosi interventi di adeguamento in caso di normative più severe e protegge dalle controversie legali. La protezione dal rumore è quindi un fattore importante nella pianificazione strategica dei fornitori di fibre ottiche e di comunicazioni mobili. L'ermeticità, la massa e lo spessore delle pareti degli shelter sono fondamentali per l'isolamento acustico. Utilizzando un metodo di costruzione ottimizzato per l'isolamento acustico, è possibile ridurre al minimo la trasmissione del suono.

Immagine a destra: Container con Free Cooling ma senza isolamento acustico. Il suono penetra all'esterno.

Un investimento tempestivo in un sistema di protezione acustica di alta qualità può far risparmiare sui costi a lungo termine e aumentare la flessibilità nella scelta dell'ubicazione. Questo aspetto è particolarmente importante nei luoghi densamente popolati, dove sono necessarie sempre più aree di installazione per le stazioni PoP e RAN.

Le città stanno diventando sempre più densamente popolate e si sviluppano costantemente nuove aree residenziali. Di conseguenza, le stazioni PoP esistenti potrebbero dover essere dotate di dispositivi di protezione dal rumore se si trovano in prossimità di una nuova area residenziale. Pensare in anticipo ha un grande senso strategico, poiché investire in soluzioni di protezione acustica che siano il più possibile a prova di futuro può far risparmiare tempo, denaro e sforzi significativi nel medio e lungo termine.

Immagine di sinistra: Contenitore con isolamento acustico. Il suono non penetra all'esterno.

Misure efficaci di isolamento acustico

Per ridurre al minimo il rumore generato dalle stazioni base PoP e RAN, si raccomanda l'uso di silenziatori. Questi possono essere montati sulle entrate e sulle uscite dell'aria dei container di protezione. Una misurazione effettuata per conto di un cliente STULZ nei Paesi Bassi ha dimostrato che l'integrazione dei silenziatori ha ridotto la potenza sonora fino a 12 dB(A) grazie alla loro integrazione con uno specifico shelter esterno, un'unità di condizionamento e una modalità operativa.

Questo tipo di configurazione ottimale è efficace al punto che le stazioni sono in grado di operare ben al di sotto dei requisiti di legge in materia di protezione dal rumore e sono difficilmente percepibili dal punto di vista acustico. Sebbene misure di questo tipo comportino investimenti più elevati nel breve termine, si ripagano nel lungo periodo grazie alla flessibilità della collocazione e all'accettazione delle misure di espansione da parte dei residenti.

Anche nelle aree esistenti che devono rispettare valori limite più severi a causa della conseguente densificazione degli edifici, la rumorosità può essere efficacemente ridotta con l'installazione di silenziatori. Inoltre, il tempo medio di funzionamento totale di compressori, pompe e altri componenti può essere ridotto negli impianti esistenti installando un modulo di free cooling. I moduli di free cooling possono essere combinati con sistemi di condizionamento dell'aria di vari produttori, questo non solo riduce il livello di rumore complessivo del sistema, ma consente anche di risparmiare sui costi energetici legati al raffreddamento.


Ha senso pianificare in anticipo

Per le moderne reti di telecomunicazione, l'integrazione precoce delle tecnologie di riduzione del rumore durante la pianificazione delle ubicazioni dei PoP e delle RAN è essenziale, sia dal punto di vista operativo che economico. Agisce come una leva strategica che concilia la fattibilità tecnica, l'efficienza energetica, il futuro e la responsabilità sociale.

Chi si concentra esclusivamente sui requisiti minimi di legge in materia di protezione acustica corre il rischio di dover effettuare costosi interventi di adeguamento in caso di normative più severe in materia. Soluzioni all'avanguardia come i sistemi di raffreddamento ibridi con funzionamento automatico in free cooling o i silenziatori modulari installabili a posteriori offrono un vantaggio decisivo, in quanto non solo riducono le emissioni acustiche, ma anche i costi di esercizio grazie a un'efficiente distribuzione del carico.


Lavorare con un partner di fiducia

Aziende come STULZ possono assistere i provider di telecomunicazioni offrendo soluzioni complete che vanno dall'analisi acustica del sito allo sviluppo di sistemi prototipali di shelter ad alta efficienza energetica. Questo approccio integrato non si concentra solo sulla riduzione del rumore, ma promuove anche una crescita sostenibile dell'infrastruttura, un fattore essenziale per mantenere la conformità normativa e ottenere l'accettazione a lungo termine delle stazioni PoP e RAN in quartieri densamente popolati.