Grandezze acustiche

Acustica

L'acustica è la materia che si preoccupa di studiare l'onda di pressione. Perciò esisterà una sorgente che, a seguito di una sollecitazione, emetterà un'onda di pressione che si propagherà nel mezzo aria. In realtà, le onde di pressione possono essere sviluppate anche in un altro fluido (acqua) o in un solido. Questa onda arriva all'apparato uditivo umano, che percepisce questo suono e lo trasforma in sensazione. A svolgere questo compito è il timpano, una membrana che, a seguito di un suono, oscilla e trasporta dall'orecchio esterno a quello interno queste onde.

Grandezze acustiche

Le onde di pressione sono caratterizzate da: W è la potenza di riferimento, 0J è l’intensità di riferimento, 0p è la pressione di riferimento. Una sorgente emetterà un fascio di onde di pressione caratterizzate, ciascuna, da una determinata frequenza. Queste onde di pressione arriveranno a un ricevitore il quale, attraverso l'orecchio, giudicherà la sensazione corrispondente.

• Energetico = analisi energetica → andremo a valutare il contenuto energetico che questo fascio di onde di pressione trasporterà con sé e, in un intervallo di tempo che si vuole considerare, entrerà nell’orecchio e avrà una dose acustica all'interno del corpo umano.
• Spettrale = analisi in frequenza → dobbiamo scegliere l'analisi attraverso delle frequenze campione, ovvero decidere di scegliere nell'ambito dello spettro di nostro interesse (acustica ambientale) delle frequenze di riferimento.

La divisione dello spettro (quindi del campo di azione delle onde di pressione acustica) può essere divisa in un terzo di ottava oppure in bande di ottava. Praticamente, un terzo di ottava è una suddivisione più fitta mentre bande di ottava è una suddivisione più ampia. Ciò vuol dire che, nell'analisi di un fascio di onde di pressione che avranno tante frequenze, sceglierò delle frequenze di riferimento che andranno da 25 Hz a 18000 Hz. 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. Esisterà una zona, che è un'area della sensazione uditiva, in cui ci sarà una soglia di udibilità (inferiore) e una soglia del dolore (superiore). All'interno di queste due curve, la superiore e l’inferiore, ci sono tanti punti che sono rappresentativi dell'area della sensazione uditiva.

La pressione acustica ha un range di pressione enorme (0.0001-10000), è per questo motivo che poi si è usata la scala logaritmica. Altra cosa importante che si evince dal grafico è che alle varie frequenze l'orecchio umano reagisce in modo diverso. Infatti, ci sono delle frequenze per cui l’orecchio è più sensibile e delle frequenze in cui è molto meno sensibile.

Audiogramma normale di Fletcher e Munson

Attraverso il fonometro, a ogni frequenza si associa un livello. Con l’audiogramma si associa una scala di riferimento per i vari suoni o rumori. Questo grafico si crea attraverso un'indagine statistica: un campione eterogeneo di persone viene sottoposto a 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 su una prima sensazione di udibilità. Di conseguenza, a quel livello di pressione si mette un punto. In seguito, queste persone sono sottoposte a un suono diverso come, per esempio, a 500 Hz, che viene fatto ascoltare dalle persone.