SalvaSalva Rumore per dopo\nAcustica Nelle Mense Tesi Di Laurea\nSilenziatore Edilizia AIA2008 Def\n14 ai 02\nIL RUMORE Dott. Ing.\nMirko RINCHI Introduzione alle grandezze fondamentali dellacustica, fisiologia dellapparato uditivo, curve isofoniche, cenni alle normative sullinquinamento acustico, tecniche di misura del rumore\nIl rumore e le tecniche di misura\nCosa il suono?\nIl suono una percezione sensoriale, avvertita attraverso lapparato uditivo. La trasmissione del suono presuppone la presenza di un mezzo fluido nel quale colui che avverte il suono si trovi immerso. La sensazione uditiva legata alle variazioni di pressione del mezzo fluido. Ne consegue che: nel vuoto non si avverte alcuna sensazione sonora; le modalit con cui il suono si trasmette dipendono dalle caratteristiche termofisiche del mezzo e dalla geometria dellambiente.\nCosa il rumore ?\nIl rumore un suono che genera nelluomo sensazioni fastidiose che possono provocare fenomeni di insofferenza o addirittura di dolore.\nQuali cause provocano il rumore in ambiente industriale?\nIn ambiente industriale esistono numerose fonti di inquinamento acustico. Tra le principali si hanno: correnti daria pulsanti (da pale di ventilatori, scarichi di macchine termiche, getti di gas attraverso ugelli); urti tra parti meccaniche (presse, magli, ecc.); motori elettric i e termici; vortici di correnti daria che impattano ostacoli; rumore connesso ad attriti di parti meccaniche in strisciamento relativo; vibrazioni di superfici estese; trafilamento di fluidi attraverso valvole.\n07 aprile 2003 Il rumore e le tecniche di misura 2\nIl rumore e le vibrazioni meccaniche sono correlati tra loro ?\nIl rumore spesso provocato dalle variazioni di pressione indotte nellaria dalle vibrazioni meccaniche delle strutture delle macchine, soprattutto da quelle parti dotate di ampie superfici esposte come ad esempio carter, strutture leggere scatolate, ecc. Lo studio di questi fenomeni, che noto nella letteratura scientifica sotto il nome di accoppiamento vibroacustico, molto complesso e spesso di difficile stima. Il rumore emesso dalle macchine e degli impianti meccanici pu essere anche connesso ai cicli termodinamici dei fluidi operanti nelle macchine stesse ( ad esempio i gas di scarico). Per ridurre queste fonti di inquinamento acustico si pu ricorrere ad appositi dispositivi, detti silenziatori, per i quali esistono consolidate metodologie di progetto. Pi difficile risulta controllare il rumore provocato dalle variazioni di pressione dellaria indotte dalle vibrazioni delle parti meccaniche leggere e di grande superficie, come ad esempio le carterature. In questi casi il controllo del rumore strettamente correlato al controllo delle vibrazioni meccaniche.\nNello schema a lato si evidenzia come il rumore possa trasmettersi all'ambiente per diversi percorsi, alcuni dei quali anche solidi, sotto forma di vibrazioni meccaniche.\nCome si propaga il suono nel fluido?\nLo studio della propagazione del suono in un dato ambiente fa riferimento a modelli matematic i assai complessi basati sulle equazioni delle onde elastiche (equazioni differenziali alle derivate parziali). Ad esempio per esprimere il differenziale totale della velocit della particella fluida, esprimendo cos la sua accelerazione, si deve usare lespressione: d/dt[u(t, r)] = u/t + u grad(u) (u- vettore velocit di oscillazione della particella fluida che occupa al tempo t la posizione individuata dal vettore posizione r). Se ad esempio si studia un flusso monodimensionale (spostamento dellonda solo in direzione x , u=u(x,t)), lespressione sopra riportata si semplifica nella forma du/dt = u/t + u u/x\nLe onde sonore possono propagarsi soltanto in un mezzo fluido con propriet elastiche\nAnalogamente alle vibrazioni meccaniche, le onde sonore possono formarsi solo grazie alle propriet elastiche e inerziali del mezzo. Si consideri ad esempio un tubo pieno di un fluido, che sollecitato ad un estremo da un pistone premente caratterizzato da una legge di moto armonica (ampiezza xo e pulsazione ). Detto sistema fisico genera un campo di onde sonore monodimensionale (loscillazione delle particelle avviene solo nella direzione longitudinale del tubo). Il fluido pu essere schematizzato come una serie di elementi rappresentati da masse in cui si concentrano le propriet di massa del fluido, collegate da molle in cui si concentrano le propriet elastiche del mezzo.\nSi distingueranno le seguenti importanti grandezze fisiche: lampiezza delloscillazione a regime delle diverse particelle (tale oscillazione avverr alla pulsazione del moto impresso dal pistone); la velocit di propagazione del suono, detta comunemente velocit del suono, che dipende solo dalle propriet fisiche del fluido (densit e propriet elastiche); la pressione sonora (differenza in un punto assegnato tra la pressione istantanea e quella presente in condizioni statiche, prima dellinsorgere dellazione di disturbo - nel nostro caso il moto del pistone). La perturbazione viene osservata da B dopo un ritardo (fase) di t =L/c rispetto ad A, essendo c la velocit del suono nel mezzo fluido. Per diverse cause, che esamineremo in seguito, lampiezza della perturbazione della pressione in B sar minore a quella in A. Direzione della propagazione della perturbazione di pressione\nAltre grandezze fisiche di un onda sonora Frequenza (f) - numero di cicli completi di oscillazione compiute dalla pressione nellunit di tempo: Hertz (Hz); periodo (T) - tempo occorrente alla pressione del fluido per descrivere un ciclo della sua oscillazione: secondo (s ); lunghezza donda ( ) - minima distanza tra due punti del mezzo fluido in cui la pressione assume identico comportamento (ad es. il valore massimo): metro (m); ampiezza (A) - valore di picco del ciclo della pressione del mezzo fluido: Pascal (Pa); velocit di propagazione (c) - velocit con cui si propaga la perturbazione della componente pulsante della pressione allinterno del mezzo, detta semplicemente velocit del suono: (m/s ).\nRelazioni tra le grandezze: T= 1 / f C = /T= f\n07 aprile 2003 Il rumore e le tecniche di misura 5\nTipi di onde acustiche\nIn generale la pressione sonora funzione dello spazio e del tempo p= P(x,y,z,t). Nella realt tecnica sono per spesso presenti campi sonori pi semplici. Elenchiamo i pi importanti: Onde cilindriche - sono quelle generate da una sorgente lineare che costituisce lasse del cilindro con il quale si individuano le caratteristiche del campo sonoro; la pressione sonora sar costante su tutti i punti di una qualunque superficie cilindrica posta a distanza r dallasse: p = p(r,t). Onde piane - simili al caso visto in precedenza del pistone premente in un cilindro pieno di fluido; in un punto lungo il cilindro si noter un andamento armonico della pressione sonora che sar solo funzione del tempo e della distanza x dallestremo del tubo: p = p(x,t). Onde sferiche - sono quelle generate da una sorgente puntiforme, collocata in un punto generico S, che emette uniformemente in tutte le direzioni dello spazio; in uno spazio omogeneo e senza ostacoli la pressione sonora avr istante per istante lo stesso valore sui punti di una qualunque superficie sferica centrata in S. Detta r la distanza di detta superficie da S avremo: p = p(r,t).\nOnde piane generate da una superficie rigida che vibra in direzione normale a s stessa\nOnde sferiche generate da una sorgente puntiforme\n07 aprile 2003 Il rumore e le tecniche di misura 6\nDirezionalit della sorgente\nMolte sorgenti non emettono nello stesso modo in tutte le direzioni. Pertanto per una corretta valutazione degli effetti sullinquinamento acustico dellambiente occorre conoscere esattamente la risposta acustica della sorgente nelle diverse direzioni. A titolo dimostrativo si riporta il grafico polare dei rilievi effettuati a distanza costante del livello di pressione sonora rilevato intorno a un quadrireattore in fase di rullaggio sulla pista. Comportamento analogo pu avere anche un dispositivo ricettore come ad esempio un microfono che pu non essere esattamente reattivo nello stesso modo ai suoni che giungono al suo organo sensibile dalle diverse direzioni.\nQuali sono i campi di applicazione degli studi e delle misure sul rumore ?\nVerifica e rispetto dei requisiti acustici fissati da leggi e normative sul controllo del rumore\nAmbito civile: riduzione e controllo dellinquinamento da rumore nelle aree urbane; controllo del rumore in ambiente abitativo; progettazione di ambienti a destinazione sociale (sale riunione, cinema, teatri, sale da concerto) dotati di adeguate caratteristiche acustiche.\nAmbito industriale: progettazione di macchine e impianti rispondenti alle norme nazionali e internazionali; misure di rispondenza delle emissioni sonore ai requisiti acustici richiesti.\nProgettazione funzionale Individuazione dei percorsi di trasmissione del rumore, predisposizione di accorgimenti tendenti a limitare le emissioni acustiche; Analis i delle caratteristiche vibroacustiche delle macchine; Diagnostica sul corretto funzionamento degli impianti industriali.\nControllo dellambiente di lavoro Progettazione dei posti di lavoro in modo da non superare i limiti dei livelli di inquinamento acustico imposti dalla legge; Valutazione delle dosi di rumore a cui sono sottoposti gli addetti, quand'anche siano destinati a lavori che non prevedono la permanenza durante il turno nello stesso posto di lavoro.\nGRANDEZZE FISICHE FONDAMENATALI IN ACUSTICA TECNICA Le grandezze fisiche fondamentali sono 3: pressione, potenza ed intensit sonora.\nPressione sonora p(t)\nIl valore istantaneo della pressione del mezzo fluido somma di due componenti p(t) = pa + pv(t);\npa rappresenta il valore non perturbato della pressione del fluido (corrispondente in aria con la pressione atmosferica), pv(t) rappresenta invece la componente fluttuante che quella\nresponsabile, come gi detto, della sensazione acustica. Se ad esempio si considera una perturbazione di tipo armonico (sinusoidale) di ampiezza p0 , frequenza f e fase pv(t) = p0 sin (2 f t + ) . Si valuti il valore efficace di pv(t)\n(radice quadrata della media dei quadrati)\n1 T 2 pe = pv (t ) dt T o\ncon T =1/f\n(periodo della sinusoide)\npe , spesso indicato semplicemente con p e misurato in Pascal (Pa), prende pi semplicemente il nome di pressione sonora ed proporzionale al contenuto energetico del suono. (In generale pv somma di infinite componenti armoniche nella banda delludibile (20-20.000 Hz)).\n07 aprile 2003 Il rumore e le tecniche di misura 9\nPotenza sonora W.\nE una grandezza scalare che rappresenta lenergia emessa da una data sorgente nellunit di tempo; la sua unit di misura il Watt (W). Caratterizza compiutamente la sorgente di rumore. La potenza, a seconda della sorgente, pu variare in un campo molto ampio : lieve sussurro auto su autostrada martello pneumatico aereo turbojet con postbruciatori in funzione 10-9 (W) 10-2 (W) 101 (W) 105 (W)\nIntensit sonora I - E una grandezza vettoriale che, dati un punto P ed una direzione da esso uscente, rappresenta il flusso di energia sonora che attraversa nellunit di tempo la superficie unitaria perpendicolare a . Il\nmodulo dellintensit sonora si misura in W/m2.\n07 aprile 2003 Il rumore e le tecniche di misura 10\nI livelli delle principali grandezze acustiche\nLa caratteristica principale delle grandezze acustiche quella di presentare un campo di variazione estremamente ampio. Per questo si ricorre a scale logaritmiche e si utilizza, come unit di misura, il decibel dB. Il dB non propriamente una unit di misura acustica, ma esprime una quantit relativa, cio rapportata ad una quantit di riferimento. La misura cos espressa si indica con il termine di LIVELLO. Nel caso dellacustica avremo:\nLp = 10 Log (p/p0)2 = 20 Log (p/p0) - livello di pressione sonora LW = 10 Log (W/W0) LI = 10 Log (I/I0)\nValori di riferime nto:\n- livello di potenza sonora - livello di intensit sonora\np0 = 2x10-5 Pa (rappresenta la soglia di udibilit dellorecchio medio a 1000 Hz) - W0 = 10-12 W - I0 = 10-12 Wm-2 (intensit della potenza di riferimento attraverso la superficie unitaria). N.B. : I livelli sono grandezze adimensionali espresse in decibel (dB); LI misura il modulo del vettore intensit sonora.\nCome si sommano i livelli sonori ?\nI livelli di due sorgenti di rumore si sommano in campo lineare !!! ESEMPIO: si debba sommare un livello di POTENZA sonora di 55 dB con uno di 52 dB. (Si ricordi che se log a = c allora passaggio in lineare : 1055/10 = 316230. a = 10c ) 1052/10 = 158490.\npassaggio in dB :10 Log(316230.+158490.) = 56.7 Il grafico a fianco fornisce un metodo di calcolo rapido basato su una curva di incremento del livello pi elevato in funzione della differenza di livello delle due sorgenti.\nSupponiamo che in un punto a causa di una sorgente di rumore si rilevato un livello di POTENZA sonora di 67 dB. Quale il livello se si attiva una ulteriore sorgente di rumore uguale alla precedente e pressappoco nello stesso punto? RISPOSTA: la potenza sonora raddoppia pertanto per cui, detto A il valore della potenza sonora originale, abbiamo:\n10 Log (2 Pot) = 10 Log (Pot) + 10 Log (2) = 10 Log (Pot) + 3\nper ogni raddoppio in scala lineare della POTENZA sonora del rumore emesso dalla sorgente, il livello in dB aumenta di 3 ! Se il rumore quadruplica il livello si incrementa di 6 dB, se diventa 8 volte superiore il livello si incrementa di 9 dB e cos via..seguendo le potenze di 2.\nSe invece si fosse trattato di PRESSIONE sonora, con i precedenti valori in decibel si avrebbe:\n20 Log (2 Pre) = 20 Log (Pre) + 20 Log (2) = 20 Log (Pre) + 6\nper ogni raddoppio in scala lineare della PRESSIONE sonora del rumore emesso dalla sorgente, il livello in dB aumenta di 6 !\nCome si sottraggono i livelli sonori ?\nI livelli di due sorgenti di rumore si sottraggono in campo lineare !!! ESEMPIO: si debba sottrarre un livello di POTENZA SONORA di 53 dB da uno di 60 dB. passaggio in lineare : 1060/10 = 1000000 1053/10 = 199526\npassaggio in dB :10 Log(1000000-199526) = 59.03\nIl grafico a fianco fornisce un metodo di calcolo rapido basato su una curva di decremento del livello pi elevato in funzione della differenza di livello delle due sorgenti.\nMisure globali e/o in bande di frequenza\nI livelli delle grandezze acustiche possono essere misurati globalmente per il valore che assumono in tutta la banda delle frequenze udibili, oppure in un campo pi ristretto (banda). La conoscenza dei livelli in diverse bande di frequenza pu risultare assai utile per valutare ad esempio il contributo sul rumore globalmente emesso delle diverse componenti armoniche. La gamma di frequenze udibili pu essere suddivisa convenzionalmente in bande di ottava o in terzi di bande di ottava. (Una ottava risulta dalla suddivisione della gamma delle frequenze udibili in modo che ogni\nbanda risulti compresa fra due frequenze che stanno tra loro nel rapporto 2:1. Ogni banda identificata con la sua frequenza centrale che la media geometrica delle due estreme)\nBande di ottava: si suddivide la gamma di frequenze udibili\n(convenzionalmente 20 -20.000 Hz) in 8 intervalli non sovrapposti (bande) centrati sulle frequenze: 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Hz.\nTerzi di banda di ottava: una suddivisione pi fine in 24 intervalli\nnon sovrapposti centrati sulle frequenze: 31.5, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600, 2000, 2500, 3150, 4000, 5000, 6300, 8000 Hz.\n07 aprile 2003 Il rumore e le tecniche di misura 15\nRappresentazione del rumore in bande di ottava e in terzi di bande di ottava\nSi riportano a fianco tre tipici spettri in frequenza di un rumore. Il primo spettro rappresenta lanalisi continua, dalla quale si osserva il contenuto in frequenza del segnale originale, distribuito nella banda 0-8000 Hz. Il secondo relativo allo stesso segnale, ma rappresentato in terzi di banda di ottava. Il terzo riporta la rappresentazione in bande di ottava. Si nota come nella rappresentazione per bande non si osserva il buco di frequenze nellintervallo 4000-5000 Hz.\n07 aprile 2003 Il rumore e le tecniche di misura 16\nCenni di anatomia e di fisiologia dellapparato uditivo\nLorecchio un complicato e delicatissimo apparato che permette di trasformare i suoni e i rumori in impulsi nervosi, costituendo cos il sistema sensoriale che informa il cervello di alcuni aspetti della realt che ci circonda. Nella figura sottostante si riporta lo schema di una sezione approssimativamente frontale dellorecchio destro. Gli organi principali delludito sono: il padiglione; il condotto uditivo esterno; la membrana del timpano; la cassa del timpano; la tuba di Eustachio; il martello; lincudine; la staffa; il scculo; la chiocciola; il canale semicircolare.\n07 aprile 2003 Il rumore e le tecniche di misura 17\nFunzioni dei diversi organi\nIl padiglione ed il condotto uditivo esterno sono organi che hanno la funzione di convogliare le onde acustiche sulla membrana del timpano. La membrana del timpano pu in termini meccanici essere assimilata ad una membrana tesa che si mette a vibrare in presenza di onde di pressione differenziate agenti sulle due facce. La cassa del timpano e la tuba di Eustachio costituiscono un canale di comunicazione con il cavo faringeo. Di conseguenza la membrana del timpano vibrer in presenza di un differenziale di pressione tra il cavo faringeo e lambiente esterno (per questo motivo con la compensazione, subacqueo in immersione capace di riequilibrare la pressione sulle due facce del timpano, alleviando cos la sensazione dolorosa per leccessiva deformazione della membrana). Linsieme di martello-incudine-staffa che costituiscono un vero e proprio meccanismo articolato che ha il compito di trasmettere la vibrazione del timpano ai terminali nervosi allocati nel sottosistema formato da sacculo, chiocciola e canale semicircolare.\nGli studi di fisiologia dellapparato uditivo hanno dimostrato quanto illustrato a fianco e cio che le diverse frequenze eccitano diversi terminali nervosi della coclea e consentono di conseguenza la percezione delle componenti armoniche del rumore.\nSensibilit e dinamica delludito\nPer quanto riguarda la potenza sonora, lorecchio estremamente sensibile (percepisce variazioni di pressione di 20 Pa corrispondenti a 1000 Hz alla potenza di 0.000000001 Watt e resiste a livelli molto elevati quali ad esempio quelli emessi da un jet che corrispondono ad una potenza di 1000 Watt). Anche per la banda passante manifesta prestazioni sorprendenti con un rapporto di frequenza pari a 1000 (20-20000 Hz). A titolo di confronto si pensi che la vista ha un rapporto di frequenza pari a 2!\n07 aprile 2003 Il rumore e le tecniche di misura 20\nA fianco si confrontano tra loro i livelli di pressione sonora in scala lineare ed in scala logaritmica (decibel). Risalta sia la dinamica delludito che la comodit di rappresentazione logaritmica. (il normogramma pu essere usato anche come strumento di conversione tra le due scale) 1 bar = kgf/cm2 = 9.81 N /(10-4m2) 105 Pa\n(kgf = chilogrammo forza del sistema tecnico)\n1 Pa = 10-6 Pa 10-6 10-5 bar = 10-11 bar\nEsistono effetti psicofisici diversi a seconda delle caratteristiche del rumore ?\nPer comprendere meglio le conseguenze psicofisiche del rumore, opportuno procedere ad una classificazione delle diverse tipologie di rumore. E importante notare che tali tipologie sono prese anche in considerazione dalle normative ed opportunamente trattate: rumore continuo: caratterizzato da livello energetico relativamente costante nel tempo di osservazione; rumore discontinuo: caratterizzato dal fatto che durante il tempo di osservazione si interrompe pi volte per periodi non inferiori al secondo; rumore a tempo parziale: caratteristico di una sorgente che funzioni in modo continuo o discontinuo per un periodo limitato del giorno; rumore impulsivo: caratterizzato da impulsi sonori isolati di breve durata ed intensit molto elevata chiaramente udibili nel rumore complessivo (secondo lOSHA - Occupational Safetyand Healt Administration- sono da considerarsi impulsivi i rumori che raggiungono il loro valore di picco in meno di 0.035 s e che si ripetono nel tempo con cadenza inferiore al secondo. Esempi tipici di componenti impulsive nel rumore rilevabile in ambiente industriale sono i rumori prodotti da magli e presse); rumore impulsivo ripetitivo: caratterizzato dalla presenza di componenti impulsive di intensit minore rispetto al caso precedente ma emessi con cadenza di ripetizione pi elevata (da 30 a 600 eventi impulsivi al minuto); rumore con componenti tonali: caratterizzato dalla presenza di una componente a frequenza fissa chiaramente avvertibile, sovrapposta al restante rumore ambiente.\n07 aprile 2003 Il rumore e le tecniche di misura 22\nStudi di fisiologia del rumore hanno inoltre dimostrato che il disturbo dipende non solo dal livello del rumore ma anche della sua frequenza: a parit di intensit i rumori ad alta frequenza disturbano maggiormente di quelli a bassa frequenza. L'effetto della frequenza sul disturbo fisiologico condensata nelle curve di uguale livello di disturbo, note comunemente come curve NR (Noise Rating). Le curve uniscono i punti livello di pressione sonora che, per ogni frequenza, generano lo stesso disturbo fisiologico. Ogni curva individuata dal valore che essa assume alla frequenza di 1000 Hz.\n(ad es. la curva NR40 assume il valore di 40 dB a 100 Hz)\nIl lavoro mentale reso possibile in ambienti con livelli energetici inferiori alla curva NR=40. I rumori compresi tra NR=40 e NR=60 producono disturbo crescente. Sopra la curva NR=60 i rumori possono produrre dolore ed anche lesioni allapparato uditivo.\nEffetti del rumore sulluomo\nI parametri fisici che determinano il danno del rumore sulluomo sono tre: il livello di pressione sonora; il tempo di esposizione; la composizione spettrale del rumore. Per quanto riguarda lultimo punto uno spettro diffuso su tutta la banda udibile, genera meno disturbo di uno che evidenzi componenti tonali o concentrate su bande di 1/3 di ottava. Per questo la legislazione penalizza la presenza di componenti tonali imponendo maggiorazioni prestabilite alle misure strumentali. Per quanto riguarda il tempo di emissione si osserva che lorecchio non manifesta fenomeni di adattamento e che il tempo di recupero, a parit di livello, cresce notevolmente con il tempo di esposizione.\nIndicazione esemplificativa degli effetti sulluomo del livello di pressione sonora\nSono importanti perch le normative fanno riferimento ad esse per pesare il rumore rilevato sperimentalmente. Rappresentano il livello di pressione sonora che deve possedere un tono puro al variare della frequenza per indurre la stessa sensazione uditiva rispetto ad una frequenza di riferimento (1000 Hz), cio la stessa sensazione che si avverte a 1000 Hz. La sensazione uditiva si misura in phon e le curve relative si dicono isofoniche\nIl grafico noto anche come Audiogramma normale per toni puri ed raccomandato dalla normativa ISO - R226. Esso stato ricavato sperimentalmente da un campione significativo di tutta la popolazione.\nFiltri di pesatura del rumore\nPer valutare con gli effetti fisiologici del rumore occorre tenere conto del fatto che lorecchio non ugualmente sensibile a tutte le frequenze. Il contenuto di frequenza corrispondente alla massima sensibilit dovr nella valutazione essere penalizzato rispetto ai contenuti per i quali lorecchio meno sensibile. Pertanto occorre correggere le misure di rumore con filtri di pesatura. Il filtro pi usato, imposto dalle normative anche per il rumore in campo industriale la cos detta pesatura A, che fa riferimento alla curva isofonica di 40 phon.\nSi adottano tali curve di pesatura per fare in modo che, da una misura di una grandezza fisica (la pressione sonora), sia possibile misurare le sensazioni uditive. Nel tentativo di simulare la risposta dellorecchio umano alla pressione sonora, occorre attenuare la pressione sonora dei suoni alle frequenza pi basse, a cui siamo meno sensibili.\nIl rumore e le tecniche di misura 26\nLe misurazioni del rumore corrette secondo queste curve si indicano con dB(A), dB(B), ecc.\nLivelli tipici di pressione sonora (SPL) e potenza sonora (LW) di macchine installate da Nuovo Pignone\nSorgente Sonora Compressori centrifughi Turbine a vapore Pompe centrifughe Cabinati turbine a gas Compressori alternativi Aerorefrigeranti Torri evaporative di grandi dimensioni (2) Motori elettrici e generatori Moltiplicatori 75 75 90 95 90 90 110 115 SPL (dB A) 80 85 70 75 80 70\nLW (dB A) 95 100 85 100 95 90 110 115 110 115 110 120\n90 95 90 90 90 85\n(1) - Misurate ad una distanza di 1 m dal basamento. (2) - In questi casi si dovr tener conto anche dellaltezza. Dovr inoltre essere specificato un valore ad una distanza definita.\n07 aprile 2003 Il rumore e le tecniche di misura 27\nIl rumore e lambiente di lavoro\nNellambiente di lavoro il rumore costituisce una delle cause di maggior disagio, potenzialmente causa anche di invalidit con pesanti conseguenza individuali e sociali. La normativa vigente (basata sulla norma ISO 1999) assai rigorosa ed impone ben precisi obblighi sia al datore di lavoro che al dipendente. Il concetto base quello di dose di rumore, intesa come l'accumulo dellenergia sonora subita durante il tipico turno di lavoro: dose = (livello di intensit del rumore)(durata dellesposizione). La normativa comunque in fase di studio in quanto allo stato attuale, pur essendo chiaramente indicate le dosi massime, lascia completa discrezione alloperatore di effettuare le misure come, dove e per quanto ritiene opportuno! La misura viene effettuata con fonometri integratori capaci di fornire direttamente la dose di esposizione in dB(A), come richiesto dalle normative. Si pu procedere a suddividere lambiente di lavoro in celle allinterno delle quali effettuare misure in postazione fissa, ottenendo cos una mappatura della rumorosit ambientale. Per lavoratori che non occupano postazione fissa di lavoro, esistono mezzi strumentali sofisticati quali caschi strumentati che laddetto deve portare durante lattivit lavorativa. A fine turno pu rilevare il valore da tenere sotto controllo, opportunamente registrato.\n07 aprile 2003 Il rumore e le tecniche di misura 28\nLa prevenzione dai rischi da esposizione a rumore deve prevedere la riduzione entro i limiti di sicurezza della dose di rumore assorbita dal soggetto esposto. Si pu procedere per tre vie: riduzione del rumore emesso alla fonte apportando alla sorgente modifiche adeguate allo scopo ( la via pi radicale, ma spesso assai difficile da realizzare); interventi sulle caratteristiche di assorbimento del locale; dotare gli addetti di apparecchi di protezione di adeguate caratteristiche isolanti ( lultima risorsa da approntare nei casi estremi in ambienti fortemente inquinati). Le fonti pi attendibili prevedono come lassorbimento di 80 dB Leq(A) dellindice TLV (livello di sicurezza per una esposizione di 8 ore al giorno, 40 ore settimanali e per tutto larco della vita lavorativa) non producano alcun danno allapparato uditivo. Il livello continuo equivalente di pressione sonora ponderato A definito dalla relazione:\ndove pA (t) il valore istantaneo della pressione sonora ponderata secondo la curva A; p0 la pressione di riferimento; T lintervallo di tempo di integrazione; Leq(A),T esprime il livello energetico medio del rumore ponderato in curva A, nellintervallo di tempo considerato. Non essendo facile ottenere tale limite anche con i macchinari pi moderni, i limiti di TVL adottati dai principali paesi sono indicati in 85 Leq(A).\nIn corrispondenza a tale limite dopo 30 anni l8% degli esposti risulta ipoacuso (Glorig 1973)!\n07 aprile 2003 Il rumore e le tecniche di misura 29\n1 Leq( A),T = 10 log T\n2 pA dt dB( A) 2 p0\nIl livello attualmente proposto dalla normativa CEE (90 dB Leq(A)) determina secondo lo stesso autore dopo 30 anni una ipoacusia permanente nel 18% degli esposti. Non essendo sempre possibile ridurre il livello di rumore esistono normative ISO che impongono di ridurre i turni negli ambienti a rischio , dimezzando il tempo di permanenza per ogni incremento di 3 dB sopra TVL= 85 Leq(A)/8 ore di esposizione. Esiste anche la possibilit di imporre luso di dispositivi di protezione: lanapiuma protettiva; tamponi auricolari; cuffie antirumore.\nE stato dimostrato che i rumori pi pericolosi sono quelli nel campo di frequenze 1000-6000 Hz\nPropagazione del rumore nel fluido\nOccorre distinguere due casi: Ambiente libero:\nil suono non incontra ostacoli nel suo percorso, come ad esempio allaperto in assenza di barriere e trascurando le riflessioni al suolo. A livello sperimentale pu essere realizzato tramite una camera con pareti perfettamente assorbenti (camera anecoica)\nil suono viene perfettamente riflesso dalle pareti, creando allinterno dellambiente un campo diffuso, cos detto perch non si riesce a distinguere un punto origine delle perturbazioni acustiche. A livello sperimentale pu essere realizzato tramite una camera con pareti perfettamente riverberanti (camera riverberante)\nOvviamente le due situazioni rappresentano condizioni ideali . Nella realt non ci troveremo mai esattamente nelle due ipotesi soprastanti. Si fa riferimento ad esse perch semplificano notevolmente lo studio dei problemi di acustica pratica.\nPropagazione del rumore in campo libero\nLa propagazione dipende dal tipo di sorgente. Le sorgenti a cui si fa pi frequentemente riferimento sono: sorgente puntiforme (una macchina a sufficiente distanza pu essere considerata puntiforme); lineare (una autostrada percorsa da grande traffico pu essere pensata come una curva che emette rumore da ogni sui segmento); altre pi complesse in funzione della superficie emittente. Lenergia sonora di un volume dello spazio diminuisce allontanandosi dalla sorgente per diverse cause che esamineremo nel seguito. La propagazione anche influenzata da eventuali ostacoli incontrati dalle onde acustiche nel loro percorso. Esamineremo per semplicit solo il rumore emesso da una sorgente puntiforme.\nCampo libero:livello di pressione sonora prodotto da una sorgente puntiforme\nAssenza assoluta di ostacoli\nIn tale caso, del tutto ipotetico, una sorgente puntiforme collocata nel punto P genera un campo di onde sonore sferiche che si propagano con la stessa velocit in tutte le direzioni uscenti da P (divergenza). In tali condizioni si dimostra facilmente che il legame tra il livello di potenza sonora (dato caratteristico della sorgente) ed il livello di pressione sonora in un punto distante r da P il seguente:\nL p = LW - 10Log(4 r2) = LW - 210Log(r) - 10Log(4) = LW - 20Log(r) - 11.\n(basta considerare che la pressione sonora ottenibile dividendo la potenza sonora per la superficie sferica)\nCampo emisferico (presenza del suolo, considerato perfettamente riflettente)\nEssendo met la superficie attraversata alla distanza r rispetto al caso precedente abbiamo:\nL p = LW - 10Log(2 r2) = LW - 20Log(r) - 8.\nLaccezione di sorgente puntiforme del tutto generale: infatti a distanza sufficiente, non solo una macchina, ma addirittura unintera fabbrica pu essere considerata puntiforme. Nelle relazioni si tenuto conto soltanto del fenomeno della divergenza per il quale la pressione sonora si attenua con la distanza dalla sorgente anche in assenza di perdite energetiche.\n07 aprile 2003 Il rumore e le tecniche di misura 33\nEffetto di attenuazione del livello del rumore con la distanza (divergenza)\nSorgente lineare (campo cilindrico); caso 2: per ogni raddoppio della distanza dallasse il livello dellintensit sonora diminuisce di 3 dB\nSorgente piana, onde piane (non c divergenza); caso 3: il livello dellintensit sonora non cambia con la distanza Sorgente puntiforme (campo sferico); caso 1: per ogni raddoppio della distanza dal centro il livello dellintensit sonora diminuisce di 6 dB\n07 aprile 2003 Il rumore e le tecniche di misura 34\nLegame tra livelli di pressione sonora in punti diversi\nLe relazioni riportate nella pagina precedente consentono di determinare il legame esistente tra i livelli di pressione acustica in due punti distinti del campo libero. Infatti considerando di operare in un campo acustico libero semisferico ed indicando con i pedici 1 e 2 due punti posti rispettivamente a distanza r1 ed r2 da una sorgente caratterizzata dal livello di potenza sonora LW avremo:\nL p1 = LW - 20Log(r1) - 8\nL p2 = LW - 20Log(r2) - 8\ndalle quali per differenza otteniamo\nL p1 - Lp2 = 20Log(r2) - 20Log(r1) = 20Log(r2/ r1)\nLa relazione precedente di fondamentale importanza pratica perch consente di stimare il livello di pressione sonora in un punto qualunque noto che sia, ad esempio tramite la sua misura, il livello di pressione sonora in un altro punto.\nSi noti che semplice misurare il livello di pressione sonora, ma non possibile misurare direttamente la potenza sonora emessa da una data sorgente.\n07 aprile 2003 Il rumore e le tecniche di misura 35\nTramite un fonometro di adeguate caratteristiche si provveduto a rilevare il livello di pressione sonora a 30 m da un impianto posto allaperto in ambiente pressoch privo di ostacoli (limpianto di dimensioni tali per cui pu essere approssimato come sorgente puntiforme). Il risultato della misura il seguente:\nLp = 82 dB. Quanto sar il livello alla distanza di 90 m?\nSi utilizza la formula della precedente diapositiva per cui semplicemente\nLp = 82 - 20Log(90/30) = 82 - 9.54 = 72.46 dB\n07 aprile 2003 Il rumore e le tecniche di misura 36\nPropagazione del rumore in ambiente libero ed effetti diversi dalla divergenza La formulazione precedente, per quanto corretta, del tutto teorica in quanto non tiene conto n della eventuale direzionalit della sorgente n dei fenomeni di attenuazione diversi dalla divergenza. I principali fenomeni attenuativi diversi dalla divergenza sono i seguenti: attenuazione dovuta ad ostacoli o barriere Ab; attenuazione dovuta allassorbimento dellaria Aa; attenuazione per effetto suolo As . In ambiente libero pu avere anche grande influenza la conformazione del suolo e la presenza di vegetazione. Esuliamo da una trattazione completa perch largomento pi di interesse ambientale che industriale. Se si volesse completare lesempio della precedente diapositiva si dovrebbero detrarre dal valore risultante i tre termini sopra indicati. Per una loro valutazione i rimanda ad es. a: Harris Manuale di controllo del rumore (editrice Tecniche Nuove)\n07 aprile 2003 Il rumore e le tecniche di misura 37\nEffetto degli ostacoli lungo il percorso del rumore\nCome gi detto la perturbazione si trasmette in aria con la velocit del suono, tipica del mezzo e dello stato termofisico in cui si trova (nellaria in prima approssimazione la velocit di propagazione proporzionale alla temperatura centigrada). Trascurano la natura ondulatoria del fenomeno, la propagazione del suono segue le leggi dellottica geometrica:\nin assenza di ostacoli il raggio sonoro si propaga lungo una linea retta;\nincontrando un mezzo diverso d luogo ai fenomeni della riflessione e della rifrazione.\nRiflessione:incontrando la superficie di separazione di\ndue mezzi omogenei ed isotropi, si genera un raggio riflesso che forma con la normale alla superficie un angolo uguale a quello del raggio incidente (nello stesso modo si comporta una biglia colpendo la sponda del biliardo in assenza di giro)\nRifrazione: vale la legge di SNELL:\nnellattraversare la superficie di separazione di due mezzi omogenei e isotropi diversi, il raggio rifratto giace sul piano individuato dalla normale alla superficie di separazione e dal raggio incidente, formando con esso un angolo che rispetta la relazione:\nI - raggio incidente, R - raggio riflesso, T - raggio rifratto.\nsin t c2 = sin i c1\n(c1 e c2 rappresentano la velocit del suono nei due mezzi)\nNon possibile trascurare la natura ondulatoria del suono quando questo incontra un ostacolo o attraversa una apertura. Nascono infatti fenomeni (presenti anche in ottica) noti come diffrazione delle onde. Il campo sonoro subisce delle deformazioni che dipendono dalla forma dellostacolo e dalla lunghezza donda. Un ostacolo pu essere trasparente per onde pi lunghe di una sua dimensione caratteristica e generare diffrazione per onde sonore di lunghezza pi piccola e confrontabile con la dimensione caratteristica dellostacolo. Altro fenomeno acustico tipico della natura ondulatoria del suono: formazione di ombra acustica (assenza di percezione) in zone vicine ad aperture per lunghezze donda inferiori alla dimensione dellapertura stessa.\nIllustrazione schematica del fenomeno della diffrazione\n07 aprile 2003 Il rumore e le tecniche di misura\nAltri effetti di distorsione del campo sonoro in ambiente libero\nDistorsione del campo sonoro per effetto del vento\nDistorsione del campo sonoro per effetto di gradienti termici negativi (sopra) e positivi (sotto)\nEffetto dellumidit atmosferica\nLumidit percentuale dellaria ambiente ha grande influenza sulle propriet attenuanti del mezzo: il grafico fa riferimento all'attenuazione (temperatura aria 5C) dellintensit sonora, per ogni metro, al variare dell'umidit relativa e della frequenza del suono, alle basse frequenze. Il massimo effetto si ha con umidit relativa del 30% con una perdita di 12 dB ogni 100 m. In genere si hanno attenuazioni molto inferiori. In media si pu stimare una perdita di 0,5 dB ogni 100 m alle basse frequenze e di 1 dB alle frequenze medie.\n07 aprile 2003 Il rumore e le tecniche di misura 40\nRumore in ambiente chiuso\nIn tali condizioni il problema dominato dalla presenza di ostacoli e dalla riflessione (totale o parziale) delle onde sonore da parte delle pareti delimitanti lambiente (compresi il pavimento e il soffitto). Entro certi limiti dipendenti dalle dimensioni dellambiente si possono trascurare i fenomeni di assorbimento (soprattutto alle basse frequenze) e di deviazione per vento e gradiente termico. I problemi di acustica in ambiente chiuso si possono risolvere con due approcci: acustica statistica (in voga fino agli anni 60 ed ancora utile per valutazioni di massima); acustica geometrica (pi precisa ma affrontabile solo grazie alla potenza dei moderni sistem i di calcolo con software specifico). Acustica statistica d una valutazione media delle propriet acustiche dellambiente, ipotizzando che al suo interno si formi un campo perfettamente diffuso (le onde sonore giungono in ogni punto da tutte le direzioni).\nAcustica geometrica tiene conto della natura ondulatoria del fenomeno studiando la propagazione del suono sotto forma di raggi e tenendo esattamente conto della geometria dellambiente, ostacoli interni compresi.\nSi basa sullipotesi che i fenomeni riflessivi siano cos diffusi da poter in pratica considerare quanto segue: lenergia sonora si dirige con uguale probabilit in tutte le direzioni; i materiali delimitanti lambiente si comportano tutti allo stesso modo, assumendo in pratica propriet medie; non esistono percorsi preferenziali alla propagazione delle onde acustiche. In tali ipotesi comunque si pensi orientata una superficie unitaria dentro lambiente essa viene attraversata nellunit di tempo dalla stessa quantit di energia sonora su entrambe le facce, quindi lintensit sonora nulla in qualunque punto del campo. Si pu ragionare sono in termini di densit energetiche (energia sonora contenuta nellunit di volume ambiente). Lunica misura di riferimento quella del livello di pressione sonora (rapportabile a meno di una costante di riferimento allintensit sonora). Il fenomeno acustico si manifesta in tre fasi distinte: fase a) - attivazione della sorgente in condizioni di ambente corrispondenti a quelle della pressione di riferimento; fase b) - sorgente attiva e ambiente in condizioni di regime stazionario (le condizioni sonore non mutano nel tempo); fase c) - spegnimento della sorgente (non di particolare interesse).\nFase a) Lenergia sonora colpisce le pareti e viene in parte assorbita ed in parte riflessa; in ogni punto dellambiente lenergia sonora presente cresce gradualmente fintantoch non si raggiunge la fase b). Il campo sonoro cresce con legge esponenziale ( p(t)= pr(1-e - t), essendo pr la pressione sonora a regime) per cui in una prima fase cresce molto rapidamente, tendendo asintoticamente alle condizioni stazionarie. Dal punto di vista tecnico questa fase non interessa, salvo che la dinamica di salita non sia cos brusca (rumore impulsivo) da determinare comportamenti che possono provocare fenomeno fisiopatologici. Fase b) In questa fase tutta l'energia immessa nellambiente dalla sorgente viene assorbita (dalle pareti, dagli arredi, perfino dagli abiti dei presenti!) e pertanto il livello del rumore non sale pi.\n07 aprile 2003 Il rumore e le tecniche di misura 42\nUna semplice relazione consente di correlare le caratteristiche di fonoassorbimento del locale con il livello sonoro: Lp = LW + 6 - 10 Log A In cui si ha: LW : il livello di potenza sonora della sorgente, Lp : il livello di pressione sonora della sorgente, A: lassorbimento sonoro complessivamente attribuibile allaria, alle persone ed agli oggetti presenti, alle pareti, ecc... N.B. la formula soprastante vale anche per analisi fatte per bande di ottava! Detta formula solitamente usata per eseguire una valutazione preliminare: nota la potenza della sorgente e la capacit di assorbimento complessivo, si ricava il livello medio di pressione sonora di un dato ambiente. Di solito lambiente non pu essere considerato n perfettamente libero, n perfettamente diffuso. Al posto della formulazione precedente ne pu essere usata unaltra che considera il campo semiriverberante. Leffetto sonoro somma di due contributi: contributo diretto (la potenza emessa della sorgente ipotizzata in campo libero) e contributo riverberato (una frazione del contributo diretto risultante dalla riflessione delle pareti). Si ottiene la formula: essendo: Q la direttivit della sorgente (rapporto tra lintensit nella direzione che unisce il punto di valutazione con la sorgente ed il suo valore medio spaziale); Ra=A/(1-a) con a il valore medio del coefficiente di assorbimento delle pareti (per la definizione del coefficiente di assorbimento). Il valore di A viene in genere misurato attraverso il tempo di riverbero. DEFINIZIONE: chiamasi tempo di riverbero di un dato ambiente il tempo occorrente affinch il livello di pressione sonora si abbatta di 60 dB( 220 Volte in scala lineare!) dopo che una sorgente sia stata disattivata Per il calcolo del coefficiente di assorbimento si utilizza la misura el tempo di riverbero T. Dal tempo di riverbero si calcola A dallinversione della formula di Sabine : T = 0.16 V/A essendo V il volume (m3 ) dellambiente ed A il suo assorbimento globale. Si ottiene:\nLp = LW + 6 + 10 Log(Q/(4r2 )) - Log Ra\nA = 0.16 V/T\nEsistono normogrammi del tipo di quello sotto riportato che facilitano il calcolo dellattenuazione del campo sonoro con la distanza r dalla sorgente (in campo semiriverberante) al variare della costante R e della direzionalit Q della sorgente stessa.\nNozioni base di isolamento ed assorbimento acustico Caratterizzazione acustica dei materiali\nQualunque materiale che si intenda utilizzare per interventi nel settore del controllo passivo del rumore deve garantire due prestazioni: fonoisolamento Definizione delle propriet fonoisolanti e fonoassorbenti. Si considerino due soggetti A e B che occupano due ambienti distinti, separati tra loro da una parete. Nellambiente occupato da A presente una sorgente di rumore S. Se lo scopo quello di massimizzare il comfort dellambiente, A dovr fare in modo che tutte le pareti abbiano forti propriet fonoassorbenti, mentre B si dovr preoccupare che il setto divisore abbia ottime propriet fonoisolanti.\nBilancio energetico di unonda acustica incidente su una parete\nCon un ragionamento elementare possiamo immaginare che un onda acustica di energia EI che colpisce una parete si suddivide in tre quote parti: una quota ER si riflette nell'ambiente stesso; una quota ET attraversa la parete; una quota EA viene assorbita dalla parete stessa. EI EA\nLa direzione della quota riflessa,viene semplicemente calcolata con la legge della riflessione speculare (il raggio riflesso in un punto forma con la normale alla parete lo stesso angolo del raggio incidente), a meno che non sia presente il fenomeno della diffusione (la scabrezza della superficie fa in modo che il raggio incidente non viene riflesso in una direzione preferenziale, ma in tutte le direzioni).\n07 aprile 2003 Il rumore e le tecniche di misura 46\nUn pi attento esame, svolto in termini di bilancio energetico, consente di osservare che, come schematizzato nella figura a fianco, il fenomeno in realt pi complesso. Infatti la quota parte riflessa in realt composta della parte (1) direttamente riflessa dalla parete e dalla quota (2) che rappresenta la quota dellenergia assorbita che viene poi riemessa dalla parete dalla stessa parte del suono incidente. E evidente che la ripartizione dellenergia nelle diverse quote dipende da diversi fattori quali le propriet fisiche degli ambienti e della parete. In particolare si pu osservare che la quota assorbita attraverser la parete con la velocit del mezzo (in genere molto pi alta della velocit del suono nei due ambienti separati). Parte di essa verr trasformata in calore e vibrazioni interne del materiale costituente la parete. La quota trasmessa allaltro ambiente dipender sia dalle vie di fuga interne alla struttura che dalla vibrazione dellinterfaccia, che varier la pressione dellaria ambiente trasmettendo una parte del rumore. N.B. le considerazioni fatte sono di carattere sommario perch le quote dipenderanno, oltre che dal materiale, anche dalla frequenza del suono\n07 aprile 2003 Il rumore e le tecniche di misura 47\nCaratterizzazione delle propriet acustiche delle pareti\nDopo aver svolto alcune considerazioni di carattere fisico-tecnico, caratterizziamo analiticamente il fenomeno dellassorbimento e dellisolamento dei pannelli o pareti divisorie. Detti: EI , lenergia sonora incidente sulla parete; ER , lenergia riflessa dalla parete; EI = EA , lenergia assorbita dalla parete; ET , lenergia trasmessa allambiente adiacente; EA + ER + ET . a + r + t.\nper il principio di conservazione dellenergia, dovremo avere Dividendo membro a membro per EI , otteniamo 1 = EA/ EI + ER / EI + ET/ EI = I tre coefficienti adimensionali minori di 1 a, r, t caratterizzano completamente le propriet acustiche della parete e prendono rispettivamente il nome di coefficiente di assorbimento, coefficiente di riflessione e coefficiente di trasmissione.\nN.B. a,r,t variano con la frequenza dellonda acustica\n07 aprile 2003 Il rumore e le tecniche di misura 48\nConfusione tra potere assorbente e potere fonoisolante di una parete\nSpesso si fa confusione tra potere isolante e potere assorbente di una parete. Addirittura in passato si utilizzavano materiali dotati di buone caratteristiche di isolamento termico anche come isolanti acustici (non necessariamente le due caratteristiche coincidono!!!). Nella figura accanto si osserva come dal r = 0.3 punto di vista dellassorbimento (comfort = a+t = 0.7 acustico dellambiente rumoroso), la soluzione A (isolante acustico + parete in legno) sia perfettamente equivalente alla soluzione B (isolante acustico + parete in mattoni). Viceversa dal punto di vista dellisolamento la soluzione B molto pi efficace. Lefficacia dellisolamento aumenta in genere, a parit di spessore, con la densit della parete. Una lastra di piombo risulterebbe molto pi efficace della parete in mattoni! N.B. Grande attenzione va dedicata alla cura con cui si realizzano le giunzioni: lefficacia di una parete isolante pu risultare compromessa dalla fuga di rumore attraverso le giunzioni verticali ed orizzontali della parete con il resto della struttura\n07 aprile 2003 Il rumore e le tecniche di misura 49\nI materiali e le soluzioni tecniche per migliorare la fonoassorbenza\nE bene osservare che nessuna parete pu essere perfettamente riverberante. Lassorbimento dovuto infatti anche grazie ai fenomeni termofisici che avvengono nello strato daria che lambisce la parete stessa:\nraggio incidente perpendicolare alla parete - in un sottile strato daria adiacente alla parete si generano onde di pressione riflesse che ne scaldano, per attrito interno, lo strato superficiale. La parete, a causa della maggiore inerzia termica, non varia nel breve periodo la sua temperatura per cui si generano scambi termici irreversibili tra la parete e lo strato superficiale daria che dissipano in parte lenergia sonora;\nraggio incidente inclinato rispetto alla parete - la componente trasversale innesca moti ondulatori che dissipano parte dell'energia sonora per attrito viscoso tra strati daria adiacenti. Per migliorare le propriet fonoassorbenti della parete si possono adottare tre soluzioni: materiali porosi; risonatori acustici; pannelli vibranti.\n07 aprile 2003 Il rumore e le tecniche di misura 50\nUn materiale poroso caratterizzato da una matrice solida contenete numerose piccole cavit. Esempi: tessuti, materiali fibrosi, cotone idrofilo, lana di vetro, lana di roccia, resine espanse, laterizi porosi, ecc.. Londa sonora tende a penetrare allinterno del materiale poroso ma il fenomeno dellassorbimento di energia (per scambi termici irreversibili gi descritto) avviene su una superficie molto estesa alla quale partecipano le cavit interne. Pertanto il fenomeno dellassorbimento viene esaltato. Comunque siano realizzato i pannelli (per tessitura, per stampaggio, legando i materiali componenti con collanti od altre tecnologie particolari), possono essere schematizzati come tanti tubicini affiancati, ricavati in direzione perpendicolare alla superficie del pannello. Allinterno di questi si generano delle onde sonore che in certe condizioni possono entrano in risonanza (lenergia dissipata per attrito con le pareti del tubicino, diventa cos molto elevata). Lentit del fenomeno dipende dalla lunghezza donda del rumore (certe frequenze potranno pertanto essere assorbite pi di altre). Le propriet fonoassorbenti di uno strato di materiale poroso dipendono dal suo spessore e da una grandezza fisica facilmente misurabile in laboratorio detta resistenza al flusso daria Rf . Il pannello in genere realizzato stratificando il materiale poroso (non resistente) su un supporto dotato di resistenza meccanica. Di conseguenza londa sonora attraversa lo strato poroso e subisce il fenomeno della riflessione sullo strato di supporto, riattraversando in senso opposto il materiale poroso stesso. Lefficacia dello smorzamento dipende sia dalla lunghezza donda del rumore che dallo spessore dello strato isolante: il massimo dellefficacia si ha nei punti in cui massima la veloc it di oscillazione della particella daria (multipli di quarto di lunghezza donda). Nei grafici si riporta, per un determinato tipo di materiale, landamento del coefficiente di assorbimento a in funzione del rapporto d/ tra lo spessore dello strato poroso e la lunghezza donda del rumore per diversi valori di Rf. Il coefficiente di assorbimento quindi funzione della frequenza del rumore per diversi spessori dello strato poroso: le basse frequenze sono le pi difficili da assorbire (si potrebbe mettere un sottile strato poroso a circa un quarto di lunghezza donda dalla parete, ma si peggiorerebbe il comportamento alle alte frequenze).\nUn risonatore acustico (vedi figura a fianco) costituito da una cavit comunicante con lambiente attraverso un foro (collo del risonatore). Se un'onda acustica ha lunghezza abbastanza grande rispetto alle dimensioni della cavit e se il collo ha dimensioni abbastanza piccole rispetto a quelle della cavit, laria contenuta allinterno della cavit stessa si comporta come quella contenuta in compressore alternativo con pistone oscillante. Il sistema fluido, indicando con c la velocit del suono e tenendo conto delle notazioni riportate in figura, caratterizzato da una frequenza propria pari a: fr = c/(2)[S/(V(L+0,8D))]1/2. Le frequenze del rumore molto vicine a fr attraversano il collo con velocit molto elevata e pertanto risultano molto attenuate a causa dei fenomeni dissipativi.\nIl risonatore acustico molto selettivo e funziona bene alle basse frequenze.\nPer ottenere il massimo effetto si potrebbe combinare una parete porosa con una serie di risonatori acustici, ma per le difficolt intrinseche non una soluzione molto usata. Esistono anche soluzioni combinate in cui la cavit risonante riempita di materiale poroso. Una moderna variante del risonatore acustico costituita da una pannellatura rigida, posta in opera a una data distanza dalla parete (lintercapedine pu anche essere riempita di materiale poroso). Sulla pannellatura sono praticate una serie di aperture di forma e dimensioni variabili (fori circolari di diverso diametro, asolature ed altro). Il complesso funziona come una serie di risonatori acustici accordati a diverse frequenze ed aventi in comune la cavit risonante. In luogo dei fori potrebbero essere usate anche una serie di doghe variamente distanziate tra loro.\nIl tipico pannello vibrante realizzato con lastre flessibili e non porose (quindi impermeabili al suono). La pannellatura viene realizzata in modo da creare un intercapedine chiusa della profondit di qualche centimetro e nellintercapedine si pu o meno predisporre del materiale poroso. Al posto dei pannelli, certe volte trovano impiego delle membrane elastiche opportunamente tensionate durante la messa in opera. Il fenomeno dellassorbimento acustico e di conseguenza lefficacia del complesso dipende essenzialmente da due fattori concomitanti: la lastra sottile o la membrana possiedono di per s infinite risonanze, molte delle quali ricadono nel campo di frequenze udibili e pertanto parte dellenergia sonora viene trasformata in energia di vibrazione, attenuando il rumore nellintorno di ben determinate frequenze; per altre frequenze la lastra, se vincolata con sopporti cedevoli, si comporta come un corpo rigido che vibra in direzione normale alla sua superficie, comprimendo laria intrappolata nellintercapedine ( lenergia che serve per generare la vibrazione della lastra viene sottratta allenergia sonora incidente sulla lastra stessa). Il primo meccanismo di assorbimento assai complesso; per la progettazione dei pannelli che funzionano sfruttando secondo meccanismo si usa la formula: fr = c/(2)[(0 S)/Md)]1/2 essendo: c, la velocit del suono, 0 la densit di massa dellaria, S la superficie frontale della lastra, M la massa della parte vibrante e d la profondit dellintercapedine. Il contributo dei modi flessionali trascurabile e pu assumere una qualche importanza solo quando lo strato daria dietro la lastra diventa molto grande (come avviene ad esempio per i vetri di una finestra). Lefficacia dipende solo dalle propriet smorzanti della lastra vibrante (per questo si interpone materiale poroso) Il pannello vibrante da un lato assorbe energia sonora ma dallaltro la reirradia vibrando: pertanto la sua efficacia dipende dalla proporzione tra energia assorbita ed energia reirradiata. Con smorzamento piccolissimo il pannello restituisce praticamente tutta lenergia assorbita; con smorzamento molto alto la struttura praticamente non vibra.\nEsiste uno smorzamento ottimale che rende massimo lassorbimento di energia sonora da parte del pannello.\n07 aprile 2003 Il rumore e le tecniche di misura 53\nSoluzioni tecniche per lisolamento acustico\nSi possono percorrere due strade: A) costruire una parete molto pesante (o con materiale di grande densit: es. lastre di piombo); B) realizzare strutture leggere, stratificate interponendo strati portanti con starti porosi o vuoti (comunque tra uno strato portante e laltro deve sussistere un collegamento elastico assai flessibile).\nPer progettare secondo il criterio A) si ricorre alla cos detta legge di massa:\nR = 20 Log( f)-42.5\nessendo: R (funzione della frequenza del suono) il potere fonoisolante di una parete, la massa per unit di superficie della parete (Kg/m2 ) ed f la frequenza dellonda sonora.\nLa relazione soprastante valida soprattutto per onde piane che investono perpendicolarmente la parete. In caso di onde caotiche pi accreditata la relazione: Rc = 18 Log( f) - 44. La formulazione precedente valida per pareti di pietra di vecchia costruzione.\nINCONVENIENTE: peso eccessivo e costo di realizzazione troppo alto (B) -pareti leggere\nRappresentano la soluzione pi moderna e sono realizzate alternando starti portanti, realizzati con materiali poco adatti a trasmettere le vibrazioni, con strati porosi o intercapedini con aria. Spesso per stimare il potere fonoisolante di una parete composta si usa come indice di qualit la differenza tra il suo effettivo potere isolante e quello di una parete omogenea di massa superficiale pari a quella della parete composita (utilizzando la formula di massa precedentemente vista).\n07 aprile 2003 Il rumore e le tecniche di misura 54\nSi analizza il comportamento tipico di una parete divisoria al variare della frequenza del rumore (il ragionamento valido sia per il tipo (A) che per quello (B)).\nRegione I - (basse frequenze) risulta fortemente influenzata dalle risonanze meccaniche e dalle realizzazione dei vincoli strutturali (ancoraggio della parete lungo i suoi bordi) le risonanze sono quelle di moto rigido di tutta la parete sulle sue giunzioni; Regione II- (medie frequenze) - in questa zona valida la legge della massa; Regione III- (alte frequenze) - in questa zona insorgono vibrazioni flessionali proprie della parete che ne abbassano il potere fonoisolante rispetto a quello previsto con la legge della massa.\n07 aprile 2003 Il rumore e le tecniche di misura 55\nPareti composte da superfici dotate di propriet fonoisolanti diverse\nUna parete non in genere omogenea e pu essere composta di parti che presentano propriet acustiche diverse (si pensi ad esempio alla presenza di aperture, porte, finestre, ecc.). Detti: S, la superficie totale della parete, Si, la superficie della i-esima parte componente, Ri, il potere fonoisolante della i-esima parte componente; il potere fonoisolante dellintera parete si ottiene come media pesata delle parti componenti, assumendo come peso la superficie di ciascuna parte: R = - 10 Log (1/S i Si 10-Ri/10 ). La valutazione degli effetti di aperture molto piccole risulta sottostimata a causa della diffrazione. Ricerche sperimentali hanno ad esempio dimostrato che il potere fonoisolante di una parete in mattoni di 12 m2 di superficie con una porta di 2m2 passa da 31,5 dB a 17 dB semplicemente lasciando tra porta e telaio un gioco di 1 mm! Le propriet acustiche di una parete sono caratterizzate dal coefficiente di assorbimento anche in funzione della frequenza del suono incidente sulla parete stessa. Spesso i fornitori si limitano a dare il valore del coefficiente di assorbimento per bande di ottava (o meglio per terzi di banda di ottava).\nLa normativa ISO 717/1 impone al fornitore di comunicare anche il noise reduction factor (NRC) definito come la media dei valori assunti dal coefficiente di assorbimento nelle bande centrate sulle frequenze 125, 250, 500, 1000, 2000 e 4000 Hz.\n07 aprile 2003 Il rumore e le tecniche di misura 56\nIl diagramma a fianco serve per valutare il potere fonoisolante risultante dalla composizione in parallelo di pareti di materiale diverso. Lindice di attenuazione si ottiene dallintersezione della retta verticale tracciata in corrispondenza del rapporto delle superfici con la retta orizzontale tracciata in corrispondenza della differenza dei poteri fonoisolanti delle superfici stesse. Esempio. Siano: (S1-S2)/S2 = 25 R1 - R2 = 15 si ottiene un indice di attenuazione complessivo pari a circa R1 - 3,5 dB\nSe lobiettivo, invece di limitare la rumorosit di un intero ambiente, quello di proteggere solo un numero limitato di postazioni di lavoro, si possono usare paraventi realizzati in materiale fonoassorbente e fonoisolante da piazzare in vicinanza di un posto di lavoro.\n07 aprile 2003 Il rumore e le tecniche di misura 57\nTrattamento per aumentare la fonoassorbenza di un fabbricato industriale\nPossibilit di abbattimento del rumore ottenibili con gli interventi della diapositiva precedente.\nLe indicazioni sono puramente indicative. Una trattazione rigorosa fino alla determinazione delle mappe del rumore richiede il ricorso a complessi programmi di elaborazione basati sulla teoria dell'ottica geometrica.\n07 aprile 2003 Il rumore e le tecniche di misura 58\nCenni alle normative e alle tecniche di misura del rumore\nNormative sul rumore in ambiente civile Le normative sul rumore forniscono una serie di definizioni e le tecniche di rilevamento e di misura dellinquinamento acustico. I comuni adottano una classificazione in zone allinterno delle quali sono determinati i limiti massimi dei livelli sonori equivalenti. Per le zone non esclusivamente industriali, oltre ai livelli massimi sono anche stabilite le seguenti soglie da non superare tra il livello equivalente del rumore ambientale e quello del rumore residuo misurati allinterno degli ambienti abitativi: 5 dB durante il periodo diurno; 3 dB durante il periodo notturno.\nRumore: Qualunque emissione sonore che provochi sulluomo effetti indesiderati, disturbanti o dannosi o che determini un qualsiasi deterioramento qualitativo dellambiente. Livello di rumore residuo: E il livello equivalente di pressione sonora ponderato A che si rileva quando si escludono le specifiche sorgenti disturbanti. Livello di rumore ambientale: E il livello continuo equivalente di pressione sonora ponderato A prodotto da tutte le sorgenti di rumore esistenti in un dato luogo e durante un determinato tempo. Sorgente sonora: Qualsiasi oggetto, dispositivo, macchina o impianto o essere vivente idoneo a produrre emissioni sonore. Sorgente specifica: Sorgente sonora selettivamente identificabile che costituisce la causa del disturbo. Livello di pressione sonora: Esprime il valore della pressione acustica di un fenomeno sonoro mediante la scala logaritmica dei decibel (dB) ed dato dalla seguente relazione:\np p Lp = 10 log p = 20 log p dB 0 0\ndove p il valore efficace della pressione sonora misurata in Pascal (Pa) e p0 la pressione di riferimento che si assume uguale a 20 micropascal in condizioni standard. Livello continuo equivalente di pressione sonora ponderato A: E il parametro fisico adottato per la misura del rumore, definito dalla relazione analitica seguente:\n1 T p2 A Leq( A), T = 10 log 2 dt dB( A) T 0 p 0\ndove pA (t) il valore istantaneo della pressione sonora ponderata secondo la curva A; p0 la pressione di riferimento; T lintervallo di tempo di integrazione; Leq(A),T esprime il livello energetico medio del rumore ponderato in curva A, nellintervallo di tempo considerato. Livello differenziale di rumore: Differenza tra il livello Leq(A) del rumore ambientale e quello del rumore residuo. Rumore con componenti impulsive: Emissione sonora nella quale siano chiaramente udibili e strumentalmente rilevabili eventi sonori di durata inferiore al secondo.\n07 aprile 2003 Il rumore e le tecniche di misura 60\nStrumenti e modalit di misura del rumore\nStrumentazione: Devono essere usati strumenti di misura almeno di classe I come definiti negli standard I.E.C. ; le misure devono essere eseguite con un misuratore di livello sonoro (fonometro) integratore o strumentazione equivalente. Si deve poter procedere anche a misura dei livelli sonori massimi con costante di tempo slow e impulse ed alla analisi in bande di terzo di ottava. Calibrazione: I1 fonometro deve essere calibrato con uno strumento il cui grado di precisione sia non inferiore a quello del fonometro stesso. La calibrazione dovr essere eseguita prima e dopo ogni ciclo di misura. Le misure fonometriche eseguite sono da ritenersi valide se le due calibrazioni effettuate prima e dopo il ciclo di misura differiscono al massimo di + 0.5 dB. Rilevamento del livello di rumore: I1 rilevamento deve essere eseguito misurando il livello sonoro continuo equivalente ponderato in curva A (Leq A) per un tempo di misura sufficiente ad ottenere una valutazione significativa del fenomeno sonoro esaminato. I1 microfono del fonometro deve essere posizionato a metri 1,20 - 1,50 dal suolo, ad almeno un metro da altre superfici interferenti (pareti ed ostacoli in genere), e deve essere orientato verso la sorgente di rumore la cui provenienza sia identificabile. L'osservatore deve tenersi a sufficiente distanza dal microfono per non interferire con la misura. Le misure in esterno devono essere eseguite in condizioni meteorologiche normali ed in assenza di precipitazioni atmosferiche.\n07 aprile 2003 Il rumore e le tecniche di misura 61\nRiconoscimento di componenti impulsive nel rumore: Nel caso si riconosca soggettivamente la presenza di componenti impulsive ripetitive nel rumore, si procede ad una verifica. Si effettua una misura del livello massimo del rumore con costante di tempo slow ed impulse. Se la differenza dei valori massimi sia superiore a 5 dB(A), viene riconosciuta la presenza di componenti impulsive penalizzabili nel rumore. In tal caso il rumore misurato di Leq(A) deve essere maggiorato di 3 dB(A). Riconoscimento di componenti tonali nel rumore: Nel caso si riconosca soggettivamente la presenza di componenti tonali nel rumore, si procede ad una verifica. Si effettua una analisi spettrale del rumore per bande ad 1/3 di ottava. Quando, allinterno di una banda di 1/3 di ottava, il livello di pressione sonora supera di almeno 5 dB i livelli di pressione sonora di ambedue le bande adiacenti viene riconosciuta la presenza di componenti tonali penalizzabili nel rumore. In tal caso il rumore misurato di Leq(A) deve essere maggiorato di 3 dB(A). Presenza contemporanea di componenti impulsive e tonali nel rumore: Nel caso si rilevi la presenza contemporanea di componenti impulsive e tonali nel rumore come indicato in precedenza, il rumore misurato di Leq(A) deve essere maggiorato di 6 dB(A).\nIl fonometro di norma in grado di misurare contemporaneamente 5 grandezze: SPL: (Sound Pressure Level) Livello di pressione sonora; Leq: Livello sonoro equivalente; SEL: (Sound Exposure Level) Livello di esposizione sonora; Max: Massimo livello di pressione sonora; Min: Minimo livello di pressione sonora.\n(Il livello di esposizione sonora differisce dal livello di pressione sonora perch tiene conto della durata dellesposizione: se si confrontano due eventi sonori con lo stesso Leq, ma di durata differente (evento_1 di 20 s ed evento_2 di 40 s) il livello di esposizione sonora differente)\n1 SEL = 10 log t0\nt2 2 pA (t ) dt dB( A) 2 po\nIl fonometro dotato di una serie di accessori che permettono di effettuare tutte le misure richieste dalle normative:\nValigia contenente accessori vari come: cavalletto, deumidificatori, prolunghe, telecomando, ecc.\nCavi per lalimentazione dalla rete elettrica oppure tramite batterie per il fonometro ed eventualmente registratore di livello Set di filtri per analisi in banda di ottava e terzi di ottava\nGeneratore di un segnale acustico puro (una sola frequenza) con livello di pressione sonora costante per le operazioni di taratura\n07 aprile 2003 Il rumore e le tecniche di misura 64\nUna volta effettuata la taratura ed i settaggi imposti dalle normative (in particolare la scelta della costante tempo per le acquisizioni) si procede alla analisi in banda di ottava e terzi di ottava\nCaratteristica di un singolo filtro\nL'insieme di tutti i filtri consente di coprire per intero una vasta gamma di frequenze tra i 20 e 20000 Hz\nLe misure del livello sonoro possono essere effettuate sia nellambiente in cui vi la sorgente sonora oppure negli ambienti adiacenti\nTracciati su carta delle analisi in banda di ottava e terzi di ottava\nLe misure sono visualizzate sul display del fonometro e possono essere registrate su supporto magnetico oppure su carta\nLintensimetria: concetti fondame ntali teorici e applicativi Scopo: introdurre i concetti fondamentali di intensimetria, con riferimento alla potenza ed alla pressione sonora. Punti importanti: dalle misure intensimetriche possibile risalire alla potenza sonora emessa da una determinata sorgente di rumore;\nnota la potenza sonora possibile caratterizzare completamente, in via teorica, il rumore emesso da una sorgente in un dato ambiente; le normative possono imporre al costruttore di dichiarare esplicitamente la potenza sonora di una macchina.\nLintensit sonora I(t) una grandezza fondamentale per la descrizione del campo sonoro. Dato un punto P e una direzione uscente da esso I(t) indica il flusso di energia sonora che attraversa una superficie unitaria normale a nellunit di tempo.\n07 aprile 2003 Il rumore e le tecniche di misura 67\nConsiderazioni importanti: Lintensit sonora una grandezza vettoriale il cui modulo (o livello) si esprime in W/m2. La potenza sonora W invece lenergia trasmessa nellunit di tempo. Il livello (modulo ) dellintensit sonora si esprime in decibel e vale: LI = 10 Log(I/I0), con I0 = 10-12 W/m2 .\nIl significato fisico del vettore Intensit sonora chiaramente descritto nella figura a fianco, nellipotesi di sorgente puntiforme e campo libero.\nSi riassumono le espressioni valide in campo libero a distanza sufficiente dalla sorgente da poterla considerare puntiforme, in assenza di assorbimento e di cause di disturbo (vento, gradienti termici, ecc.)\nPressione e livello di pressione sonora Lp = 20 Log(p/p0 ), con p0 = 2 x 10-5 Pa\nPotenza e livello di potenza sonora LW = 10 Log(W/W0 ), con W0 = 10-12 W. Per radiazioni in campo libero: I = p2 rms / ( c )\nprms valore efficace della pressione sonora densit di massa del mezzo c velocit del suono\nIntensit e livello di intensit sonora LI = 10 Log(I/I0 ), con I0 = 10-12 W/m2.\nSe c = 400 Nsm-3 a 20C e Patm = 1.013 bar LI = Lp - 0,16 dB La potenza sonora di una sorgente che emette in campo sferico (libero) in funzione del valore efficace della pressione pr misurata a distanza r dalla sorgente vale: W = 4 r2 ( p2 r / c ) , il termine c noto come resistenza del mezzo ( densit di massa del mezzo e c velocit del suono). Lintensit sonora alla stessa distanza r dalla sorgente vale: Ir = W / (4 r2 ) = ( p2 r / c ).\n07 aprile 2003 Il rumore e le tecniche di misura 69\nLa misura dellintensit sonora\nLintroduzione del concetto di intensit sonora, estremamente importante per gli studi di acustica, dovuto a Lord Rayleigh, Theory of Sound (1877). Nonostante limportanza dello strumento teorico proposto, non stato possibile misurare tale grandezza se non pi di un secolo dopo a causa delle carenze tecniche degli strumenti di misura. Lo strumento per effettuare tale misura si chiame INTENSIMETRO. Pensando sempre di operare in campo sferico si dimostra che, se il flusso medio nullo, il vettore intensit sonora I in un punto S uguale alla media temporale del prodotto della pressione istantanea p(t) per il vettore u(t) velocit in S delle particelle fluide nella direzione in cui si vuol misurare I. Analisi dimensionale I = Potenza / Superficie [W / m2] = = (Energia / Tempo) / Superficie [(J / s) / m2]= = ((Forza x Spostamento) / Tempo) / Superficie [((N x m) / s) / m2]= = (Forza / Superficie) x (Spostamento / Tempo) [(N / m2) x (m / s)] = = Pressione x Velocit [Pa x (m / s)].\n07 aprile 2003 Il rumore e le tecniche di misura 70\nIS = p(t) u(t) .\nLa misura dellintensit sonora presuppone pertanto due misure: la pressione p(t) e la velocit della particella u(t) in una data direzione. Per misurare il vettore I(t) possono essere utilizzati due metodi: metodo a) operante nel dominio del tempo , metodo b), operante nel dominio delle frequenze.\nMetodo a) - dominio del tempo\nSi utilizzano le equazioni di Eulero che legano la velocit delle particelle al gradiente di pressione; il gradiente di pressione viene stimato attraverso la misura del salto di pressione tra due punti posti molto vicini e a distanza nota (sonda formata da due microfoni opportunamente piazzati). Con una semplice moltiplicazione si ottiene la misura dellintensit I(t) = p(t) u(t).\n07 aprile 2003 Il rumore e le tecniche di misura 71\nMetodo b) - dominio della frequenza\nOltre alla sonda microfonica gi vista occorre disporre di un analizzatore spettrale (strumento di misura di largo uso per lanalisi dei segnali). Si pu misurare direttamente il contenuto spettrale dellintensit sonora. Infatti si dimostra che I(f) = - Im(HAB(f)) /(2 f r) essendo la densit dellaria, f la frequenza, r la distanza dei due microfoni A e B ed avendo indicato con Im (HAB (f)) la parte immaginaria del Cross Spettro tra i segnali di pressione rilevati in A e B (Cross Spettro di due segnali una funzione utilizzata nellanalisi armonica dei segnali - la sua misura viene effettuata automaticamente da qualsiasi analizzatore spettrale ).\nN.B. Entrambi i metodi di misura forniscono solo una delle tre componenti del vettore intensit sonora (nella direzione dellasse dei due microfoni). Per eseguire una misura completa delle tre componenti occorre o procedere a tre misure separate o disporre di una sonda tripla come quella indicata nella figura a fianco .\n07 aprile 2003 Il rumore e le tecniche di misura 72\nCaratteristiche di direzionalit della sonda intensimetrica\nLa sonda intensimetrica dotata di caratteristiche di direzionalit (misura il vettore intensit sonora in una data direzione individuata dallorientamento della sonda stessa).\nL'intensit I sonora un vettore. Se ne pu misurare solo la componente nella direzione della sonda. Se la sonda inclinata di 60o rispetto alla direzione dellintensit, la componente misurata vale ( |I| cos 60o ). Poich risulta (cos 60o = 0.5) si ha che il livello di intensit misurato la met di quello totale. La misura effettuata quindi inferiore di 3 dB rispetto a quella effettiva (si ricorda che +3 dB indica il raddoppio del segnale in scala lineare e -3 dB ne indica il dimezzamento). Per ricavare il vettore dellintensit sonora, conoscendo la posizione della sorgente sonora, basta eseguire una sola misura in un punto ed in una sola direzione: basta effettuare semplici correzioni che tengono conto dellangolo tra la congiungente tra il punto di misura e quello in cui localizzata la sorgente e la direzione effettiva di misura.\n07 aprile 2003 Il rumore e le tecniche di misura 73\nApplicazioni della misura dellintensit sonora\nSi richiama lattenzione su tre applicazioni delle misure di intensit sonora: La misura della potenza sonora; Il labelling; La localizzazione delle sorgenti acustiche; Le applicazioni in acustica architettonica; Le misure di intensit strutturale; Le misure di intensit superficiale e di irraggiamento acustico; Le misure di intensit sonora sincrone.\nLa misura della potenza sonora\nE il campo di applicazione pi importante dellintensimetria. Abbiamo infatti visto che se si pensa la sorgente di rumore collocata allinterno di una superficie chiusa, la potenza rappresenta il flusso dellintensit sonora esteso a detta superficie in direzione normale ad essa. Pertanto si pensa la superficie di misura suddivisa in un numero discreto di superfici piane ed al centro di ciascuna di esse si effettua una misura di intensit secondo la normale uscente dalla porzione di superficie considerata. La somma dei contributi di tutte la porzioni d la misura della potenza sonora. Prima della disponibilit di strumentazioni intensimetriche affidabili la misura della potenza sonora veniva eseguita in ambienti speciali:\n(raccomandazione ISO 3741) caratterizzate da pareti perfettamente assorbenti in modo da creare allinterno una situazione di campo libero\n(raccomandazione ISO 3747) caratterizzate da pareti perfettamente riverberanti in modo da creare allinterno una situazione di campo diffuso.\nNorme di riferimento: EN ISO 3744, EN ISO 3746, EN ISO 11201, ISO 3747, ISO 3740.\n07 aprile 2003 Il rumore e le tecniche di misura 75\nInconvenienti dei due metodi classici:\nCosti altissimi per realizzare camere di caratteristiche acustiche adeguate ad effettuare misure di precisione; Non sono utilizzabili in presenza di sorgenti di disturbo (spesso una macchina composta da diversi gruppi non separabili e quindi impossibile valutare il rumore emesso ad esempio da una parte della macchina, se occorre mantenere attivo un sottogruppo anchesso emittente e non separabile dl complesso; Gli impianti possono avere dimensioni tali da uno poter essere n trasportati n contenuti in una camera per misure acustiche!\nIl contributo alla potenza acustica di una eventuale fonte di disturbo collocata allesterno della superficie chiusa attraverso la quale avviene la misura dellintensit sonora nulla!\nIl nuovo metodo (in via di normalizzazione con la raccomandazione ISO/DIS 9614-1 1989 - Acoustics - Determination of the Suond Power Levels of Noise Sources Using Sound Intensity - Measurements at Discrete Points ), basato sulla misura della potenza in un ambiente qualunque, purch la superficie ideale attraverso cui si valuta il flusso dellintensit sonora non contenga fonti di disturbo, consente di conseguire con relativamente pochi mezzi una precisione sorprendente : Il rumore di fondo o quello di altre sorgenti, purch stazionario, non influenza il risultato della stima della potenza sonora, tanto che si commette un errore inferiore ad 1 dB addirittura in presenza di un rumore di fondo di 10 dB superiore a quello della sorgente che si vuol valutare! (teorema di Gauss)\nSuperfici utilizzabili per la misura della potenza sonora di un motore elettrico\nNessuna restrizione sulla forma o sulla dimensione delle superfici di misura Il rumore di fondo stazionario escluso Condizione: nessun assorbimento dentro la superficie di misura (no assorbimento n trasmissione\nattraverso il pavimento - perfettamente riflettente)\nMisura della potenza sonora in presenza di ostacoli o di disturbi di alto livello\nCon il termine labelling (etichettatura) si indica l'etichetta che diverse normative internazionali prevedono debba essere apposta su macchinari considerati fonte di inquinamento acustico. Nellambito nazionale il settore regolato dai D.M. n.588 (28/11/1987), n. 598 (3/12/1987), n. 385 (14/06/1988) emanati dal Ministro per la Politiche Comunitarie per recepire ben 14 direttive comunitarie relative a metodi di misura del rumore e ai limiti del livello di pressione e di potenza acustica ammissibili per numerose macchine e apparecchiature da cantiere.\nMappatura dellintensit sonora\nSi pu procedere per punti\nOppure con tecniche di scansione automatica\n07 aprile 2003 Il rumore e le tecniche di misura 79\nSi riporta la mappatura risultante da una indagine intensimetrica accurata effettuata su una stampante ed in particolare: la griglia di misura, un grafico tridimensionale dellintensit uscente dalla griglia e un grafico con linee che uniscono i punti di isolivello.\nTali misure, pi accurate rispetto a quelle tradizionali, consentono di individuare il contributo delle varie parti al livello di rumore globale (la somma dei vari contributi coincide con la misura totale che si sarebbe ottenuta con i metodi tradizionali). Si riporta ad esempio una analisi eseguita su una motosega.\nLa localizzazione delle sorgenti acustiche\nPer interventi di bonifica e/o controllo del rumore di fondame ntale importanza la localizzazione delle sorgenti e, a volte, la forma delle linee di flusso dellenergia sonora. Da queste informazioni possibile effettuare interventi mirati e di solito pi economici e risolutivi delle tecniche tradizionali per la riduzione del rumore in ambito industriale(assorbimento). Nella figura sottostante indicata la tecnica di misura per individuare una sorgente di rumore.\nSe possibile si individua un piano contenente la sorgente. Si fa scorrere lintensimetro lungo una retta appartenente al piano. Quando la sonda si trova sulla perpendicolare della sorgente lindicatore dellintensimetro oscilla tra il + ed il - (con una confidenza di 5o). Si ripete loperazione su unaltra retta sullo stesso piano non perpendicolare allaltra. Quando si verifica il cambiamento di segno nellindicatore si ancora sulla sua perpendicolare. Da queste due misure si risale alla posizione della sorgente.\n07 aprile 2003 Il rumore e le tecniche di misura 82\nLe applicazioni in acustica tecnica\nIn ambito architettonico lintensimetria consente di ottenere i seguenti risultati: La misura dellindice di isolamento acustico di un dato ambiente.\nIl metodo tradizionale, codificato dalla normativa ISO 140, si basa su misure di livello di pressione sonora e fornisce un valore medio complessivo delle propriet isolanti di un setto divisore tra due ambienti. Con misure intensimetriche possibile individuare anche il contributo al rumore trasmesso attraverso i diversi percorsi di trasmissione.\nLa misura del flusso di energia acustica nei condotti.\nCon le misure intensimetriche possibile individuare le parti superficiali emittenti nelle tubature (condotti di aria condizionata, condotti per trasporto di fluidi o particelle solide in genere). E cos possibile intervenire, con notevoli benefici economici, ad isolare in modo mirato le parti che contribuiscono maggiormente ad innalzare il livello del rumore.\nLa misura dellindice di assorbimento acustico.\nRiveste grande importanza nella valutazione della capacit di assorbimento di una parete al variare anche dellangolo di incidenza, caratterizzando completamente tale propriet acustica dei materiali assorbenti utilizzati per cinema, sale da concerto, teatri, ecc.. E un metodo molto pi fine di quello tradizionale basato esclusivamente sul rilievo del tempo di riverbero.\n07 aprile 2003 Il rumore e le tecniche di misura 83\nEsempio : tecnica di misura delle propriet isolanti di un pannello.\nMisure di intensit sonora sincrone o selettive\nSono fondamentali per la valutazione del rumore emesso da macchine rotanti.\nNelle macchine necessario sincronizzare lanalisi dellintensit sonora con la fase di rotazione della sorgente di rumore (organo rotante od oscillante). E cosi possibile individuare eventuali anomalie di tipo meccanico che generano disturbi acustici ciclici, ripetuti ad ogni periodo di funzioname nto.\nAnalisi selettiva dello spettro\nNelle macchine alternative o rotanti spesso utile misurare il rumore generato solo in alcune fasi del ciclo e in certe posizioni angolari. Si utilizza una marca riflettente, applicata sullalbero di rotazione, il cui passaggio pu essere captato da una cella fotoelettrica. Al passaggio della tacca, limpulso generato dalla cella fotoelettrica innesca la misura. La fine della misura pu essere determinata con una seconda tacca o dopo un tempo predeterminato. In questo modo si pu, ad esempio, misurare il rumore di un compressore alternativo nella fase di aspirazione.\nSonda tachimetrica fotoelettrica\nRitardo dinnesco Inizio media\nMarca ri flettente per la sonda fotoel ettrica\nSegnale di innesco\nEvento analizzato Evento analizzato\nCon lo stesso metodo si possono fare misure di pressione e di intensit. Con misure di intensit posso localizzare la sorgente di rumore in una determinata fase.\nInizio media Fine media Inizio media Fine media\nSviluppi delle tecniche di misura in acustica\nIl settore della misura del rumore e delle tecniche di analisi correlate ancora in fase di sviluppo. Allo stato dellarte la metodologia pi promettente (in fase di messa a punto in laboratorio) un operatore matematico battezzato trasformata spaziale del campo sonoro (STSF - Spatial Transformation of Sound Fields). La tecnica basata sulluso, oltre che della strumentazione di misura intensimetrica, di potenti algoritmi di calcolo che risolvono direttamente le equazioni delle onde acustiche. Si pu pervenire a rappresentazioni olografiche del campo sonoro con mappatura punto per punto dello spazio dei valori di pressione sonora e di gradiente di pressione.\nDocumenti simili a Rumore\nLinee Guida Acustica-commissione Acustica Vibrazioni-Toscana\nCopia Di Acustica\nMonitoraggio Delle Onde Elastiche


La Grande Muraglia in acqua - ABCina\n6 Agosto 2013 4\nLa Grande Muraglia in acqua\nDopo mesi e mesi di assenza dai riflettori, posso ben dire di tornare a scrivervi qualcosa di interessante. Ebbene sì, perché nonostante i più pensino che qui in Cina viva mille e una avventura, la realtà è che faccio una vita monota e noiosa, come vi avevo già detto qui. Quindi non vi scrivo così spesso quanto vorrei o vorreste.\nFinalmente però, è successo qualcosa che valga la pena di essere raccontato. Vi racconterei della mia festa di compleanno fra birretta al parco e discoteca a Sanlitun passando dall’Aperitivo, ma ho firmato un Non-disclosure agreement con i partecipanti e quindi non posso rilasciare informazioni confidenziali. Invece vi posso narrare dell’ultimo fine settimana, che è iniziato con l’arrivo di Alberto e Stefano a Pechino direttamente da Cernusco sul Naviglio!\nAlle 9.30 di venerdì mattina mi arriva un messaggio sul cell che mi avvisa che sono arrivati sani e salvi. Eravamo d’accordo che sarebbero venuti in metropolitana fino ad una stazione vicina a casa mia e che, essendo io al lavoro, Huanzi sarebbe andata a prenderli per le 10.30. Poiché mi parevano un po’ in ritardo sulla tabella di marcia gli ho scritto “quando salite in metro fatemi uno squillo che faccio partire la morosa da casa”, ma questo mex non venne mai recapitato. Così che ad un certo punto mi arriva una chiamata (internazionale) da Stefano, che mi dice: “noi siamo arrivati, ma non c’è nessuno a prenderci!” e allora scatta la chiamata alla fidanzata che era ancora a letto: “amore, questi non hanno ricevuto il mio mex e quindi sono già arrivati! COOOOOOORIIIIII!!!” Finalmente sani e salvi ci troviamo in un ristorante vicino casa a pranzare, e mentre io sono al lavoro loro vanno a farsi un giro al Lama Temple con Huanzi (loro infatti sono stati accompagnati, non come quella volta che ci sono dovuto andare da solo a ringraziare tutti i Buddha del circondario ed ho sbagliato metà delle cose che dovevo fare).\nLa sera andiamo tutti insieme all’Aperitivo, per festeggiare il compleanno di Nico (un altro amico italiano che vive qui in zona) e come regalo di compleanno gli porto una bottiglia di Sambuca, che ci versiamo di straforo da sotto il tavolo dentro ai bicchierini da limoncello, fino a che il cameriere non se la ride troppo per far finta di niente e ci porta anche dei bicchieri appropriati con cui berla.\nFinito lì si va a ballare al Kokomo, ma dopo un “Tsamina mina, eh eh/Waka waka, eh eh” con un Irlandese di passaggio, non mi sento troppo bene e decido di uscire dal locale e mettermi a dormire sui PILOOOOOOOOOOOOOOOOOOONI accatastati lì fuori. Finché Alby e Ste non mi vengono a svegliare e si cerca di tornare corrompendo un poliziotto per farci portare a casa con la volante. Fallito questo primo tentativo, provo a contrattare con un guidatore di risciò, ma anche questo fallisce miseramente quando nel mezzo della contrattazione due tizie salgono sul risciò senza fare storie e questo se le porta via. Meno male che poi abbiamo beccato un taxi e siamo tornati così. Arrivato a casa mi butto nudo sul letto e mi addormento istantaneamente, così che la burla di Stefano di entrare in camera a cantare “Tsamina mina, eh eh/Waka waka, eh eh” viene contro-burlata dal mio sedere peloso in bella mostra, che lo fa scappare urlando. Questo mi viene raccontato il giorno seguente, dato che sono nudo in bagno a lavarmi i denti e Stefano apre la porta convinto che sia libero, beccandosi per la seconda volta in poche ore lo spettacolo peloso e narrandomi l’antefatto.\nSi pranza e si va al Tiantan (Tempio del Cielo, dove ci ero già stato con Chen anni prima) a passare il pomeriggio, dove un po’ si visita e un po’ si gioca con un jianzi appena comprato (una sorta di volano che però si colpisce con i piedi). Alla fine ci si riposa nel parchetto e poi si prende un taxi per andare a mangiare l’anatra alla Pechinese, che è stata molto apprezzata.\nLa sera se ne va fra un giro a Gulou (la torre del tamburo), gli Hutong (le case tradizionali pechinesi) lì in zona e un paio di partite a biliardo e calcio balilla in un bar a Houhai. Tornati a casa c’è il giro di docce e la programmazione del giorno successivo: la gita alla Grande Muraglia.\nDi tutti i 21.000 km che avremmo potuto visitare, abbiamo scelto di andare a Shuichangcheng, ovvero un pezzo in cui il muro passa attraverso un lago artificiale nei dintorni di Pechino. Non essendoci mai stati si è rivelata un’impresa niente male riuscire ad arrivarci, che ha incluso taxi, bus e camioncino abusivo per l’andata, ma noi eravamo forti della colazione a base di baozi e quindi ce l’abbiamo fatta! (in realtà ce l’abbiamo fatta soprattutto grazie a Huanzi, che se non ci fosse stata lei saremmo ancora a cercare la fermata del bus)\nUna volta arrivati è scattato il momento pranzo al sacco e poi la circumnavigazione del lago e la disperazione derivante dalla scoperta che quella zona della Muraglia era in ristrutturazione… ma dato che i nostri eroi non sono abituati ad abbandonare le cose a metà, siamo saliti in un punto dove non c’era nessuno, e con grande soddisfazione ho fatto la pipì nel lago direttamente dalla cima del muro! Anche se devo ammettere che questa è solamente una mezza soddisfazione comparata al mio più ampio programma di fare il bagno nudo nel lago e “pescare le trote con il pisello”…\nIl resto del pomeriggio se ne è andato fra corse folli di Stefano al grido di “motherfucker” e scalate dei pendii montuosi. Fino a che non siamo arrivati sotto ad una torretta appena ristrutturata dove due simpatici muratori cinesi ci hanno sussurrato sottovoce: “se volete potete usare la nostra scala e salire sulla muraglia”. Detto fatto. Purtroppo altri muratori meno simpatici a cui ho chiesto “possiamo passare di qui?” ci hanno risposto: “nuooooooooooo” (giuro, il tizio ha proprio detto “nuooo” con la ‘u’ nel mezzo!!) e quindi poi siamo tornati sui nostri passi non prima di aver scattato la foto in allegato.\nAltra partita a jianzi mentre aspettavamo il bus delle 16.30, che è arrivato spaccando il secondo e che ha fatto scoprire ad Alby e Ste che cosa significa veramente quandi dico che “in Cina vige la legge del più forte”. Infatti appena le porte del bus si sono aperte la gente è impazzita ed è salita gridando e spintonando come degli unni a cavallo e noi siamo rimasti in piedi per la seguente ora e mezza di viaggio. Arrivati in città abbiamo cambiato bus e siamo riusciti a prendere gliultimi 4 posti disponibili. Altra ora e passa per arrivare a casa, con annessa dormita e sauna sul bus, e finalmente siamo arrivati giusto in tempo per agguantare al volo il pony express che ci doveva consegnare i biglietti aerei per Guilin, prossima tappa turistica dei ragazzi. Tiriamo su due ombrelli e andiamo a mangiare nel ristorante sotto casa, dove ci abbuffiamo di vongole, fagiolini, pesci fritti e patate fatte a fettine e cotte in pentola. Per finire arriva “il dolce”: i miei adorati huangjin mantou, ovvero dei paninetti fritti con annessa ciotola di latte condensato. Riscuotono un così grande successo che si opta per una seconda porzione che viene spazzolata nel giro di 2 minuti nonostante le mie dichiarazioni di pienezza e incapacità a deglutire un qualsiasi altro boccone di cibo. Quando poi abbiamo chiesto il conto, Stefano è rimasto incredulo del fatto che avessimo mangiato come degli animali e pagato 5 euro a testa… finalmente siamo rientrati a casa e dopo un giro di docce ci siamo tutti buttati a letto per il nostro meritato riposo.\nHuangjin Mantou con latte condensato\nIl lunedì è giornata lavorativa per me e quindi resto in ufficio a lavorare mentre Huanzi è occupata a fare colloqui di lavoro e quindi Alby e Ste girano per Pechino finalmente da soli, come dei veri ometti. Seguono il mio consiglio di prendere la metro fino a Qianmen, la porta/torre a sud di piazza Tian’anmen, farsi la piazza, la Città Proibita, la collinetta di San Siro e il Parco del Beihai, giro che ho fatto anche con i miei genitori al seguito quando sono venuti a trovarmi. I ragazzi tornano a casa verso le 18.30 e ammettono istantaneamente che hanno capito che cosa significa girare in Cina senza sapere il cinese, ma io so che quello che li aspetta nelle prossime città sarà ben peggio (soprattutto quando dovranno comprare i biglietti del treno). Inoltre son stati istantaneamente fregati nella bettola in cui hanno mangiato un paio di piatti di spaghetti e una bottiglia d’acqua per la modica cifra di 40 yuan… così a orecchio direi quasi il doppio di quanto avrebbero dovuto pagare.\nLa sera andiamo al Nanjing Dapaidang, un ristorante con cucina tipica Nanchinese all’ultimo piano di un centro commericale. Lì ci sfondiamo di Xiaolongbao (Baozi ripieni con anche il brodo che spesso causano la morte papillare se non lasciati raffrettare a dovere), Guotie (Jiaozi fritti) e altri mille piatti ordinati da Huanzi.\nDato che siamo oggettivamente pieni da scoppiare ci facciamo una bella camminata di circa mezz’ora per arrivare a casa, ma nonostante la pienezza in stadio avanzato Alby propone di fermarci a prendere una porzione di Huanjin Mantou della sera prima… proposta che viene scartata all’umidità (leggasi: unanimità) e controprosta di uccidersi d’anguria a casa.\nFinita l’anguria, finita la festa. Giro di docce e rivaligiamento, seguito da tanta nanna.\nQuesta mattina poi tutti svegli alle 8, chi elegantemente vestito e chi con lo zaino in spalla, salutandosi con un “ci vediamo fra due settimane”, e ognuno si dirige verso il proprio destino.\nUn giro nel Guanxi con i genitori\nDue aitanti giovani pieni di speranze e nessuna conoscenza di cinese\nDue aitanti giovani pieni di speranze e nessuna conoscenza di cinese | ABCina su 30 Gennaio 2014\n[…] Appena arrivati in Cina, no problem: tu e Huanzi ci avete fatto da guida in modo talmente convincente che ci siamo illusi che non sia poi così complicato comunicare. Va be, dai..ce la caveremo. […]\nIl Codice della Strada in Cina | ABCina su 30 Gennaio 2014\n[…] i cinesi sono gente semplice e quindi si lasciano andare alla più basilare delle regole naturali: il più forte comanda. Ovviamente questa regola, trasposta sulla strada è: più grande sei e più ragione hai. Al fondo […]\nEnzinho su 18 Novembre 2014\nNon è che quello che ha detto NUOOO era bergamasco?\nJappo su 19 Novembre 2014\nDa parte di madre, forse.


La montagna nascosta - Montagna.TV\nHome/Foto/La montagna nascosta\nLa montagna nascosta\nFoto Enrico Ferri\nLo sguardo di un alpinista è rivolto alle montagne. Sempre alla ricerca del miglior percorso di salita, di eventuali pericoli da evitare, alla ricerca del luogo ideale in cui fissare il campo. Il passo sicuro non ha bisogno di occhi per avanzare, i piedi vanno automaticamente al loro posto e, se capita di sbagliare, poco male: l’errore si recupera subito e la stabilità riporta sulla retta via.\nPer Enrico Ferri, fotografo e alpinista reatino, è però diverso. Il suo sguardo spazia dalla montagna al territorio circostante fino a incrociare i passi. Spesso i piedi calpestano, avanzano, senza troppa cura di quel che si trova sotto le suole. Dettagli che facilmente passano inosservati, ma non all’occhio attento di Enrico che ci racconta un Kangchenjunga diverso. La montagna non si vede mai in questa selezione id foto, in questo cammino ideale attraverso i dettagli. “Quando sono stato in Himalaya ho incontrato questa situazione particolare, questa natura suggestiva che calpestavamo ogni giorno a cui però non facevamo caso”.\nLe foto scattate da Enrico sono tantissime e raccontano la variabilità delle forme naturali, quasi una contemplazione. Solitamente le proietta durante le sue serata. Un momento assorto: otto minuti nel silenzio totale, senza musica ne commento. Un’idea nata grazie al libro “La foresta nascosta” di George Haskell. “Rientrato dalla spedizione non sapevo bene come mettere insieme il progetto, poi ho scoperto questo volume che è stata una vera e propria folgorazione”. Haskell racconta quel che accade in una piccolissima porzione di foresta, un cerchio che lui chiama mandala. Ci torna più volte nel corso dell’anno analizzandone i cambiamenti e rapportando gli accadimenti di questo piccolo ecosistema a quel che accade sulla larga scala del nostro pianeta. “Da qui l’idea di una proiezione che riavvicini ai tempi della natura. Otto minuti nella vita di tutti i giorni sono effimeri, quando però ci si ferma in un luogo senza parlare e senza far nulla il tempo pare dilatarsi. Si recupera la dimensione della vita”.\nEnrico Ferri gallery mandala\nIl fenomeno dei misteriosi spiritelli rossi sul Monte Bianco\nLa Via Lattea in 25 scatti da lasciare senza fiato\nDallo Spazio le Alpi e gli Appennini senza neve\nBenvenuta primavera! L’Etna si sveglia sepolto dalla neve\nYosemite: torna la Firefall, anche se un po’ sottotono per la poca acqua\nUn viaggio nella natura con gli scatti vincitori del concorso “Fotografare il Parco”