Fisica tecnica ambientale - Appunti

Appunti di fisica tecnica ambientale

Prof. Lorenzo Moro

Denis Durante

Riassunto generico

Acustica

Generalità

• Perturbazioni di pressione
• Movimenti vibratori
• Oscillazioni ricorrenti
• Onde longitudinali
• Velocità di propagazione
• Corpo elastico
• Mezzo

Velocità del suono

Alma acustica
Compressione
Rarifazione
Propagazione nel mezzo
Vibrazione particelle
Modulo di comprimibilità adiabatico isentropico
C = √(Δp/Δρ) = √(Es/ρ) = √(K·R·T)

Lunghezza d'onda e frequenza

• Tempo di generazione
• Periodo T = 2π/ω
• Frequenza 1/T
• Lunghezza d'onda
• Distanza percorsa in un periodo λ = c&p = c·T
• Onde 16Hz - 20000 Hz
• Campo uditibile umano

Pressione ed intensità sonora

Pressione sonora Δp
Funzione del tempo
Potenza sonora W
Pressione smistaminale efficace p = 1/T ∫ p² dt
Intensità sonora p = p∂_max/√2
I = W/4πr² onde sferiche onde piane
I = p_r²/ρ·c
Durezza sonora D = p²/p·c²
Campo acustico perfettamente diffuso
Aspetto direzione D = p²/ρ·c

Decibel

Livello pressione intensità Δp = 10 log p²/p₀²
L_p = 10 log I/I₀

Oscillogrammi e spettri sonori

Orecchio alterza intensita timpano
P di ariespl motoostier suoni impatti/suoni aquis
Spettro sonoro
Oscillogrammi in log I
Funzione di bande
Rumore
Bande di 1 ottava
Bande di 1/3 ottave
Banderagotto griss frequenze normalezzate

Acustica psico-fisica

Orecchio umano

Udibilità tra 1000 e 7000 Hz
Ottima: a 2000 Hz → incremento di 10-12 dB

Campo di udibilità

• Fischio a 120 dB
• Dolore 130 dB
• Sensazione di cambiamento 3 dB
• Sensazione chiara di cambiamento 5 dB
• Sforzo che si raddoppia 10 dB

Mascheramento

Il più forte prevale in percezione
Soglia di mascheramento
Toni con pochi Hz mascherano quelli con + Hz

Audiogramma Fletcher-Munson

• Riferimento: 1000 Hz
• Massima udibilità: Hz di parlato
• Livello sensazione di X phon

Rumuore di effetto rimbombo
Phon scala intensità soggettiva L (in SON)
L = 2 (L+20)/10

Valutazione suoni complessi e rumori

• 2 strade
• Stimatore di rivelazione (risposta orecchio)
• Formule costante di tempo lieve fasti impulsi
• Δp = pressione elettrica
• Pesatura specifica A, B, C 40, 60, 80 dB(A)

Criteri di rumore

• Tollerabilità intensità soggettiva
• A) Scala A ponderata
• B) Indice del rumore

Propagazione del suono all'aperto

• Onda sorgente virtuale
• Simmetria sorgente puntiforme
• Superfici sferiche
• Lp a distanza r, Lp - Lw - 20 log r - 11

Condizioni

• Atmosferico
• Fattore di direttività differenti valori di Q (0, 2, 4, 8)
• Lp = Lw - 20 log r - 11 - 10 log Q

Attenuazione in eccesso

• Cause (Lp - Lpin - ΣAi)
• Assorbimento atmosferico A1
• Precipitazioni e nebbie A2
• Vegetazione A3
• Vento, temperatura, turbolenza, ecc... A4

Barriere

Attenuazione max 20 dB
Altezza 20 log(N/N') + 5 dB per N > 0
tg trigonometrica -0,2
N numero di Fresnel
N = 2/λ |(A + B) - d|

Meccanismi di assorbimento

• Assorbimento per porosità
• Risuonanza di cavità
• Risuonanza di membrana
• Frizione di vibrazione dell'aria
• Resistenza al flusso medie e alte Hz
• Basse Hz riflessione
• Risonanza

Propagazione del suono negli ambienti

Generalità

Tempo di riverberazione ^{_{T60 = 0.161 V}
α.Stor}
t = 0.161 V
Legge di Sabin
Formula d'Eyring

Isolamento delle pareti

• Facciolamento
• Modello elementare
• Parete funzionale ^{_{R : 10 log (1/t)}}
• Coefficiente di trasmissione t: Wt
• Wt: Wi