Grandezze acustiche

Analisi del rumore attraverso il fonometro

Attraverso il fonometro, che è il sistema di misura del rumore, è possibile associare un livello e quindi scomporre il livello complessivo in tanti livelli, uno per ogni frequenza. Da questo grafico si evince che si fa un'analisi in frequenza e si associa ad ogni frequenza un livello, in modo tale da verificare quali sono le frequenze predominanti di questo fascio di onde di pressione, successivamente si fa una somma dei livelli (=88.5), che è quella che si va a graficare alla destra del grafico, la quale ci permetterà di andare ad analizzare la parte energetica. Quindi la somma di tutti i livelli è il contributo energetico che, in quell'intervallo di tempo di misura, giungerà all'orecchio umano. Sia la parte spettrale che la parte energetica contribuiranno alla definizione dell'eventuale disturbo di questo fascio di onde di pressione.

Area della sensazione uditiva: Questo grafico racchiude le varie pressioni acustiche a cui siamo sottoposti.

siamosottoposti.Esisterà una zona, che è un'area dellasensazione uditiva, in cui ci sarà unasoglia di udibilità (inferiore) e una sogliasoglia del dolore (superiore).All'interno di queste due curve, lasuperiore e l'inferiore, ci sono tantipunti che sono rappresentativi dell'areadella sensazione uditiva.La pressione acustica ha un range di pressione enorme (0.0001-10000), è per questomotivo che poi si è usata la scala logaritmica. Altra cosa importante che si evince dal graficoè che alle varie frequenze l'orecchio umano reagisce in modo diverso, infatti ci sono dellefrequenze per cui l'orecchio è più sensibile e delle frequenze in cui è molto meno sensibile.

2Audiogramma normale di Fletcher e MunsonAttraverso il fonometro ad ogni frequenza si associa un livello, con l'audiogramma siassocia una scala di riferimento per i vari suoni o rumori.Questo grafico si crea attraverso

Un'indagine statistica: un campione eterogeneo di persone sono sottoposte ad un test, durante il quale tramite delle cuffie si sente un suono puro a 1000 Hz a cui piano piano viene fatto aumentare il livello di pressione fino a che le persone concordano una prima sensazione di udibilità, di conseguenza a quel livello di pressione si mette un punto. In seguito, sempre queste persone sono sottoposte a un suono diverso come per esempio a 500 Hz, viene fatto ascoltare dalle persone alle quali si chiede di esprimere la stessa sensazione che si aveva precedentemente col suono a 1000 Hz. Sostanzialmente viene fatto un confronto, quando le sensazioni sono identiche si applica l'altro punto con un livello di pressione corrispondente. Questo processo viene fatto per tutte le frequenze con cui si è suddiviso lo spettro, per questo motivo si è creata una soglia limite di udibilità. Successivamente, ritornando al suono puro a 1000 Hz, queste persone sono sottoposte a un altro test.

piccolo aumento di livello di pressione a cui si associa la misura di 10 Phon e si replica lo stesso ragionamento. Si creerà un'altra curva rappresentativa di un'altra sensazione perché quella a cui si associa il valore di 10 Phon. A questo punto si possono creare con lo stesso identico principio valori di Phon fino al valore di 110 Phon che è la curva limite superiore, ovvero è la curva rappresentativa della soglia del dolore. Perciò, abbiamo diviso l'area della sensazione uditiva in tante curve, ad ognuna è stato associato un valore di riferimento in Phon (definisce il livello di sensazione!). È un audiogramma che lega una grandezza fisica ad una grandezza di sensazione. Perciò, andremo a misurare prima una pressione acustica, poi attraverso la scala logaritmica riusciamo a far diventare un livello, e alla fine, con questo audiogramma, gli attribuiamo una sensazione. 3 Fonometro → è un elemento che

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Schema a blocchi:

È composto da un microfono panoramico (M), che trasduce l'onda di pressione in un segnale elettrico, il quale può essere a semiconduttore o a condensatore. Il condensatore è costituito da due armature le quali sono distanti d (infatti la distanza influirà sulla capacità C), un'armatura è fissa mentre l'altra è libera di muoversi ed è sottoposta all'onda di pressione che spinge l'armatura all'interno facendo diminuire la distanza tra le armature e di conseguenza la capacità C = f(d). Si creerà una variazione di tensione tra queste armature che genererà non solo una variazione di tensione ma anche una variazione di corrente.

Dopo il microfono c'è un attenuatore (A), che prepara il segnale (lo semplifica) all'analisi della misura, seguito da un amplificatore (G). Il suono entra nella rete ponderatrice.

Dove il suono viene ponderato in base alle nostre esigenze, poi nel banco filtri, che mista/filtra il rumore in base alle varie frequenze, a seguire entra nelle reti rettificatrici, che ci permettono di campionare il segnale attraverso un sistema (fast, slow, pick, impulse). Una volta che si è fatta questa analisi della misura, viene fatta una nuova attenuazione (A) e finalmente, sul display, viene visualizzato il risultato di questa misura (fatta prima) e analisi (fatta dopo).

Livello equivalente continuo è il parametro con cui la normativa italiana svilupperà tutte le considerazioni acustiche. È il parametro su cui si scelgono i livelli limite di riferimento a cui possono essere sottoposte le persone senza recare disturbo, quindi ci permetterà di capire, in quell'intervallo di tempo, quanta energia acustica il nostro orecchio umano riesce ad immagazzinare.

dove:

• T = intervallo di misura
• L(i) = livello di campionamento
• livello = scala logaritmica

alla riflessione dell'onda sulla parete stessa.● materiale a membrana (es: pannelli fonoassorbenti) → ha una membrana che vibra al passaggio dell'onda acustica, convertendo l'energia dell'onda in energia meccanica e dissipandola sotto forma di calore. Questo tipo di materiale ha un'efficacia maggiore alle alte frequenze.● materiale a massa (es: pannelli fonoisolanti) → ha una massa elevata che agisce come barriera all'onda acustica, riflettendola o assorbendola parzialmente. Questo tipo di materiale è efficace soprattutto alle basse frequenze. È importante sottolineare che il coefficiente di assorbimento acustico può variare anche in base allo spessore del materiale utilizzato. In generale, maggiore è lo spessore, maggiore sarà l'assorbimento acustico. Per valutare l'efficacia di un materiale fonoassorbente, si utilizza il coefficiente di assorbimento acustico medio, che tiene conto delle diverse frequenze presenti nello spettro sonoro. È possibile migliorare l'efficacia di un materiale fonoassorbente combinando diverse tipologie di materiali, ad esempio utilizzando un pannello fonoassorbente composto da un materiale poroso e uno a membrana. In conclusione, il coefficiente di assorbimento acustico è un parametro fondamentale per valutare l'efficacia di un materiale fonoassorbente e può variare in base alla tipologia di materiale utilizzato e alla frequenza dell'onda acustica.

Allo spostamento del materiale. Lavorano in maniera molto importante a valori alti di frequenza, infatti il coefficiente di assorbimento raggiunge circa 0,9 e viceversa. Inoltre, all'aumentare dello spessore aumenterà il coefficiente di assorbimento.

5● Materiali (pannello) di tipo vibrante → abbiamo una parete rigida (parete in muratura) e a una distanza dalla parete abbiamo un materiale di tipo vibrante, quindi un materiale che sottoposto all'onda di pressione comincia a vibrare perché oscilla attraverso i due nodi a cui esso è collegato e, oscillando, riesce a creare un assorbimento dell'onda di pressione. Sono dei materiali che lavorano molto bene alle basse frequenze.

● Materiale (pannello) di tipo risonante → viene fatta un'apertura su questo pannello rigido e all'interno di questa viene creato un volume d'aria e quindi l'assorbimento è dovuto al fatto che l'onda di pressione entra dentro questo volume.

Inoltre l'assorbimento è funzione di parametri che sono la superficie di apertura, il volume del intercapedine interna e la lunghezza del setto di apertura. Questi pannelli si dicono risonanti perché sono efficaci ad una certa lunghezza d'onda ma possono avere anche delle prerogative sulle alte frequenze in termini di assorbimento. Sono pannelli che lavorano bene ad una frequenza di riferimento che è quella di risonanza.

Acustica negli ambienti aperti

Si studia la propagazione del rumore e si valuta se sul recettore sensibile (costituito dalla persona più vicina alla tipologia di rumore) ci sono effetti acustici di disturbo o meno.

Acustica negli ambienti chiusi

Andremo a valutare se il nostro ambiente ha un'acustica favorevole all'orecchio umano quindi se siamo in condizioni di comfort acustico andando a controllare sia gli assorbimenti sia le riflessioni che costituiscono l'ambiente stesso. Nel campo acustico, oltre alle onde di pressione,

Sono importanti anche le riflessioni. Citroveremo in acustica geometrica quando l'onda di pressione è rappresentabile attraverso un raggio, identificando così ogni punto mentre ci troveremo in acustica statica quando c'è una riflessione attraverso le pareti e quindi dobbiamo identificare il punto della sorgente e del ricevitore. In questo caso si parla di acustica del campo riverberato, ossia un campo in cui ci sarà un'onda diretta e tante onde di (prima, seconda...) riflessione.

Teoria del campo riverberato (Sabine)

Andiamo a valutare, in un ricevitore R, quello che succede nell'ambiente chiuso per effetto di questa sorgente S.

Il grafico in alto è rappresentativo della sorgente S che emetterà tra 0 e t una potenza sonora W costante all'interno dell'intervallo.

Nel grafico sottostante rappresentiamo la densità di energia sonora in un ricevitore R. 7

Il primo raggio contenente energia acustica è quello

diretto che arriverà al ricevitore R dopo un tempo t', ovvero il tempo necessario, dal momento in cui la sorgente comincia a funzionare, per spostarsi da S a R considerando la distanza d. Di conseguenza il tempo che ci impiega il raggio diretto è funzione dello spessore / la velocità del suono nell'aria. In questo intervallo di tempo il ricevitore si trova ancora nel silenzio visto che non è arrivata nessuna energia sonora, invece nel momento t' arriva l'energia sonora caratterizzata dal tratto AB, ovvero quell'energia sonora trasportata dal raggio diretto e perciò questo raggio diretto trasporterà il massimo contenuto energetico. Successivamente, per un intervallo di tempo t'-t'', nel ricevitore avremo un contenuto energetico costante perché stiamo aspettando che arrivi il primo raggio riflesso BC che impiegherà più tempo per arrivare visto che la distanza è maggiore. Una volta

Arrivato il primo raggio diretto, la de