inquinamento acustico

INQUINAMENTO ACUSTICO
PREMESSA
Si definisce inquinamento acustico l'introduzione di rumore nell'ambiente abitativo
o nell'ambiente esterno tale da provocare fastidio o disturbo al riposo ed alle
attività umane, pericolo per la salute umana, deterioramento degli ecosistemi, dei
beni materiali, dei monumenti, dell'ambiente abitativo o dell'ambiente esterno o
tale da interferire con le legittime fruizioni degli ambienti stessi.
Le problematiche sull’inquinamento delle acque, dell’aria e del suolo sono ben
note e da anni al centro della pubblica attenzione, ma soltanto in tempi recenti i
livelli d’inquinamento da rumore raggiunti hanno obbligato politici, ricercatori e
popolazione ad una maggiore conoscenza e coscienza del tema.
Infatti pur essendo trascorsi più di 2000 anni da quando Orazio esortava a “…
omitte mirari beatae fumum et opes strepitumque Romae…” (non meravigliarsi del
molto fumo e delle attività rumorose di Roma), la situazione negli ambienti urbani
di tutto il mondo non è certamente migliorata ed il rumore immesso da parte delle
attività antropiche costituisce uno dei principali problemi ambientali.
Le sorgenti sonore che concorrono a determinare il rumore ambientale sono
innumerevoli e con caratteristiche assai diversificate nel tempo (stazionarie,
intermittenti, impulsive), in intensità (livelli alti e bassi ), in frequenza (banda
larga, banda stretta, componenti tonali, toni puri, ultrasuoni e basse frequenze),
nella disposizione sul territorio (circoscritta, estesa, vicina, lontana) ; è
praticamente impossibile elencare e caratterizzare tutte le possibili sorgenti di
rumore, tuttavia si ritiene corretto identificarne le seguenti principali tipologie :
traffico stradale, traffico ferroviario, traffico aeroportuale, infrastrutture di
trasporto in genere, attività minerarie, attività produttive specifiche, grossi
attrattori commerciali, attività danzanti e di pubblico spettacolo in genere.
A differenza di altri inquinanti ambientali pur presenti, l’inquinamento acustico
viene percepito come stimolo sensoriale e interferisce immediatamente sulle
attività individuali e collettive, ben prima di raggiungere i livelli ai quali si
verificano danni biologici.
In Italia dati ISTAT relativi al 1998 indicano che il rumore è il quarto problema
ambientale percepito dalla popolazione (rilevato dal 34,7 % della stessa), dopo il
traffico stradale (46,5%), la difficoltà di parcheggio (38,0%) e l’inquinamento
dell’aria (37,1%), con una incidenza superiore alla sporcizia delle strade (31,5%)
ed alla criminalità (31,1%) .
Costituendo il rumore da sempre uno dei principali problemi socio-ambientali si è
da tempo cercato di limitarne i danni con norme mirate, basti pensare che già
nell’antica Roma vi erano limitazioni per il rumore dei carri e delle attività
lavorative disturbanti (Lex Julia Municipalis 45 a.c.), tuttavia solo negli ultimi
anni, in virtù dell’entrata in vigore di una specifica Legge quadro e di numerosi
decreti attuativi, è stato possibile ottenere tutta una serie di effetti migliorativi
tangibili, grazie ad una impostazione legislativa orientata non esclusivamente alla
proibizione ed alla repressione, ma anche alla prevenzione, al controllo ed al
risanamento .
A differenza di altri inquinanti ambientali pur presenti, l’inquinamento acustico
viene percepito come stimolo sensoriale e interferisce immediatamente sulle
attività individuali e collettive, ben prima di raggiungere i livelli ai quali si
verificano danni biologici .
I sintomi di una situazione di vera e propria sofferenza ambientale sono
riscontrabili in tutte le grandi città che sono, infatti, caratterizzate da elevata
densità di traffico urbano, attraversamenti ferroviari ed autostradali, attività
portuali su lunghi tratti costieri ed insediamenti industriali pesanti.
Con particolare riferimento alle città, negli anni più recenti sono state effettuate
indagini sulle seguenti tipologie di rumore ambientale:
1.
rumore da traffico veicolare urbano;
2.
rumore autostradale;
3.
rumore industriale.
Le sorgenti di rumore si possono dividere in "fisse" e in "mobili".
Le fisse sono quelle che dipendono dall'attività umana e che agiscono stabilmente
sul territorio (il capolinea e la fermata di un autobus, una discoteca, un'officina, la
rimozione dei rifiuti da un cassonetto, le attività di pulizia della strada, i cantieri
edili, i parcheggi). Per queste sorgenti è possibile determinare sia il luogo da cui
proviene l'emissione sonora che la sua durata nel tempo.
Vengono invece considerate sorgenti mobili tutte quelle sorgenti per le quali non è
possibile stabilire a priori la localizzazione (ad esempio un'automobile o un
aereo).
Tuttavia l'analisi di una fonte di disturbo sonoro può essere molto complessa,
soprattutto quando si sovrappongono diversi tipi di sorgenti. Non vi è dubbio, ad
esempio, che una strada o uno svincolo autostradale costituiscono una sorgente
sonora fissa, anche se il rumore è provocato da un insieme di sorgenti mobili,
ovvero le auto circolanti.
Sono considerate sorgenti fisse, accanto agli impianti tecnici e alle installazioni
industriali, anche le infrastrutture ferroviarie e stradali, i depositi di mezzi di
trasporto e gli aeroporti: in tutti questi casi, la provenienza del rumore è
perfettamente identificabile.
La Toscana risulta rumorosa soprattutto nelle aree urbane, dove risiede, in periodo
notturno, oltre il 50% della popolazione; il dato confortante è che la nostra è una
delle poche regioni ove, con l’ausilio di Province ed A.R.P.A.T. , è stato
sviluppato un adeguato programma di controllo che copre molte aree sensibili, in
particolar modo di questa Provincia, consentendo di disporre oggi di dati che
interessano buona parte del territorio interessato e circa i tre quarti della
popolazione residente.
Inoltre sono costantemente prese in considerazione sia a livello di politiche di
sviluppo che di normativa, i livelli di rumorosità come causa di forte disagio per la
vita delle persone; pertanto in armonia con le politiche e con gli obiettivi
individuati dall'Unione Europea, la Regione Toscana e la Provincia di Pisa si
adoperano al fine di migliorare la qualità dell'aria, cercando di contenere le fonti
di rumore sul proprio territorio, incentivando la realizzazione di classificazioni
acustiche, la fissazione ed il rispetto di limiti diversificati per specifiche aree
territoriali.
Le Regioni devono definire, le modalità per controllare il rispetto, da parte dei
Comuni, delle norme sull'inquinamento acustico; i poteri sostitutivi in caso di
inerzia dei Comuni, l'individuazione dei criteri per la predisposizione delle
Valutazioni di Impatto Acustico (V.I.A), l'organizzazione della rete dei controlli
l'individuazione di soglie di rumore inferiori a quelle dei limiti di legge per quei
comuni con vocazioni turistiche o di particolare interesse paesaggistico-ambientale
e la definizione delle modalità di rilascio delle autorizzazioni comunali per le
attività temporanee rumorose (quali cantieri stradali).
I Comuni con più di 50.000 abitanti sono tenuti a presentare in sede di Consiglio
Comunale una relazione biennale sullo "stato acustico" del Comune.
I progetti sottoposti a V. I.A (art.8) devono essere redatti in conformità alle
esigenze di tutela dall'inquinamento acustico delle popolazioni interessate.
I soggetti titolari dei progetti o delle opere (strade, autostrade, trasporti a guida
vincolata, ecc. . .) predispongono una documentazione di impatto acustico relativa
alla realizzazione o alla modifica o potenziamento dell'opera.
Il presidente del consiglio dei ministri ha la facoltà (art.9) di interrompere i
servizi pubblici essenziali qualora dovesse esistere una reale ed eccezionale
necessità di tutela della salute pubblica.
Vengono istituite delle sanzioni amministrative (art. II) che, a seconda dei casi
possono raggiungere i 20 milioni, il 70 % del ricavato dalla applicazione di queste
sanzioni deve essere devoluto ai comuni per i Piani di Risanamento.
Molta attenzione viene infine rivolta al monitoraggio e al controllo, le Regioni a
questo proposito hanno facoltà di concedere contributi ai Comuni e alla Provincia
per l'organizzazione di un sistema di monitoraggio e di controllo, nonché per l e
misure previste dai Piani di Risanamento.
La Regione Toscana con Legge Regionale 89/98 "Norme in materia di
inquinamento acustico", ha dato applicazione sul proprio territorio ai disposti
delle Legge Quadro n. 447/95. La legge detta le norme finalizzate alla tutela
dell'ambiente e della salute pubblica dall'inquinamento acustico. La tutela
ambientale ai fini acustici diviene così obiettivo operativo della programmazione
territoriale.
La Regione ha il compito di:
definire i criteri e gli indirizzi della pianificazione del territorio comunale e
provinciale in materia di inquinamento acustico: con Delibera del Consiglio
Regionale del 22 febbraio 2000, n. 77 "Definizione dei criteri e degli indirizzi
della pianificazione degli enti locali" ai sensi dell'art. 2 della L.R. 89/98, sono
stati delineati i criteri, le modalità, le condizioni, i limiti con cui gli altri enti
adempiono ai loro obblighi in materia;
approvare i piani pluriennali per il contenimento delle emissioni sonore prodotte
per lo svolgimento di servizi pubblici essenziali: linee ferroviarie, metropolitane,
autostrade e strade statali e regionali;
definire i criteri per la redazione della documentazione di impatto acustico e della
relazione previsionale di clima acustico. A tal fine è stata emanata la deliberazione
n. 788 del 13 luglio 1999 "Definizione dei criteri per la redazione della
documentazione di impatto acustico e della relazione previsionale di clima
acustico ai sensi dell'art. 12, comma 2 e 3 della L.R. n. 89/98" e successiva
modifica con deliberazione n. 398 del 28 marzo 2000;
aggiornare annualmente con proprio decreto l'elenco regionale dei tecnici
competenti in acustica ambientale, attualmente preparato a livello delle singole
province.
La L.R. 89/98 ha in tal senso delegato alle Province la competenza di
approvazione dei singoli elenchi, competenza che inizialmente era stata esercitata
dall'Ente Regione sulla base di quanto dispone la Legge Quadro.
Il livello di attuazione delle politiche regionali in materia di tutela
dall'inquinamento acustico si può ritenere complessivamente positivo. Il numero
dei Comuni con piano di classificazione acustica in fase di approvazione sta
crescendo e con esso cresce la percentuale di territorio e quindi di popolazione,
pienamente tutelati dall'inquinamento acustico. La situazione di graduale
equilibrio tra il sistema dei controlli (e conseguenti sanzioni amministrative) da un
lato e il sistema della concertazione tra le varie parti in causa per la realizzazione
dei necessari interventi di bonifica dall'altro, consente di stimare un progressivo
miglioramento della situazione attuale e quindi il raggiungimento degli obiettivi di
tutela indicati dalla Comunità Europea.
Regione, Province e Comuni, a seguito delle nuove attribuzioni derivanti dal
Decreto Legislativo 112/98, sono impegnate in questo ambito per le strade di
propria, rispettiva, proprietà. La Regione in data 28/02/2002 ha stipulato una
convenzione (Deliberazione G.R. n. 1060) con ARPAT per la predisposizione del
piano di risanamento acustico delle strade regionali.
In base alla Legge Regionale 89/1998, "Norme in materia di inquinamento
acustico", si distinguono le competenze in materia di inquinamento acustico della
Regione Toscana e degli altri enti pubblici; la Provincia di Pisa ha il compito di:
adeguare il piano territoriale di coordinamento (P.T.C.), indicando e coordinando
gli obiettivi da perseguire nell'ambito del territorio provinciale ai fini della tutela
ambientale e della prevenzione dall'inquinamento acustico;
incentivare e coordinare la realizzazione di piani di classificazione acustica,
relativi ai Comuni presenti sul proprio territorio, vigilando in merito alla corrett a
applicazione, in dette aree ed in quelle ad esse confinanti, delle linee guida della
Regione Toscana appositamente predisposte per la realizzazione di Piani comunali
di classificazione acustica del territorio;
esercitare le funzioni di vigilanza e controllo da espletare avvalendosi
dell'ARPAT, mediante la promozione di campagne di misurazione del rumore e
monitoraggio complessivo dell'inquinamento acustico del territorio provinciale;
attuare la procedura per il riconoscimento della figura del tecnico competente in
acustica ambientale;
partecipare attivamente all’attuazione dei protocolli d'intesa già stipulati con
A.R.P.A.T., ANAS, Ferrovie dello Stato e S.A. L.T. , ed alle previste commissiono
aeroportuali, per il controllo e la realizzazione di interventi di miglioramento sul
proprio territorio.
Per quanto riguarda gli interventi di risanamento sulle infrastrutture di Trasporto,
la nostra Provincia dispone di un elevato numero di dati disponibili, grazie anche
al regime di collaborazione instaurato con gli enti gestori o proprietari delle
infrastrutture di trasporto presenti sul territorio, mediante attiva partecipazione
Commissioni Tecniche appositamente create attraverso i protocolli d'intesa già
stipulati con ANAS, Ferrovie dello Stato e S.A. L.T., mentre per quanto concerne
la predisposizione di interventi sulla viabilità provinciale, a seguito di
Deliberazione di Consiglio Provinciale n° 84 del 26 aprile 2004 , ha approvato una
specifica convenzione con A.R.P.A.T. per il monitoraggio di detta viabilità, e la
predisposizione di un elenco delle priorità di intervento dei previsti interventi di
risanamento, tenuto conto anche di quanto indicato nel D.P.R. n°142 del 30 marzo
2004, pubblicato su G. U. n°127 del 01.06.04, contenente la specifica normativa di
riferimento inerente il rumore derivante da traffico veicolare, .
Infine per quanto attiene al ruolo dei Comuni questi hanno il compito di:
predisporre, adottare e approvare piani di classificazione acustica del proprio
territorio aggiornandoli integrandoli costantemente conformemente al variare delle
situazioni ambientali e/o degli strumenti di pianificazione del territorio;
individuare e realizzare i piani di risanamento acustico;
comunicare alla Giunta Regionale e Provinciale la classificazione acustica
approvata;
adeguare la classificazione di cui al punto precedente se non risponde ai nuovi
criteri;
adeguare gli strumenti urbanistici e i piani strutturali con la classificazione
acustica;
relazionare lo stato di inquinamento acustico per i Comuni con più di 50.000
abitanti.
GALATEO DELL'AMBIENTE
Tutti possiamo contribuire a migliorare l'ambiente in cui viviamo e/o i danni
derivanti da esposizioni a sorgenti di rumore con la semplice adozione di alcuni
piccoli accorgimenti che costano relativamente poco e rendono molto.
La prima regola, soprattutto quando ci sono altre persone, è parlare a voce bassa.
Si sente bene anche così, e quello che dite diventa improvvisamente più
interessante.
Tenete basso il volume di radio e televisione sia in casa che fuori.
Fate controllare la marmitta di auto e motorini per assicurarvi che il silenziatore
funzioni.
Evitate le discoteche che esagerano con gli amplificatori.
Se state costruendo una casa, controllate che i materiali impiegati garantiscano un
buon isolamento acustico (oltre che termico). I doppi vetri non solo vi proteggono
dal freddo, ma anche dal rumore.
RICHIAMI DI ACUSTICA
Il suono è una rapida variazione di pressione rispetto a quella atmosferica che si
propaga attraverso un materiale elastico ad una velocità caratteristica del mezzo.
Le pressioni sonore sono estremamente piccole; per una normale conversazione e
alla distanza di un metro da colui che parla, si ha una variazione di pressione
media di circa 0,1Pa al di sopra e al di sotto della pressione atmosferica. (1 atm è
pari a circa 100.000 Pa o N/m 2 ).
Il mezzo deve essere elastico.
L’elasticità è la proprietà che produce una forza su di un elemento, agendo in
modo da riportarlo nella sua posizione di equilibrio.
La velocità del suono e’ proporzionale alla radice quadrata del rapporto tra la
pressione di equilibrio p S e la densità di equilibrio del gas .
Se assumiamo l’aria come un gas ideale abbiamo:
,
che per una temperatura di circa 20°C risulta essere pari a circa 1300 Km/h in
atmosfera, c H 2 O =1442 m/s nell’acqua, c H e =965m/s nell’elio gas.
Le onde sonore possono essere caratterizzate secondo i seguenti parametri:
La frequenza f, è la misura della velocità di oscillazione della pressione sonora tra
i valori positivi e quelli negativi. La portata dell’udito di un adulto si estende
approssimativamente da 16-20 Hz fino a 16-20 KHz.
Le variazione periodiche di pressione al di sotto dei 16-20 Hz si dicono infrasuoni,
quelle al di sopra dei 16-20 KHz ultrasuoni.
Il periodo T, è il reciproco della frequenza, T=1/f. E’ il tempo richiesto per
un’oscillazione completa.
La lunghezza d’onda λ, è la distanza tra due punti analoghi su onde successive. È
λ=c/f.λ
pari al rapporto tra la velocità e la frequenza del suono:
Ad esempio, ad una frequenza di 1 KHz, corrisponde una lunghezza d’onda pari a
circa 35 cm. Agli estremi delle frequenze udibili, 20Hz e 16KHz, corrispondono,
rispettivamente, lunghezze d’onda pari a 17.2 m e 2.15 cm.
La pressione sonora p é variazione dalla pressione di equilibrio e si misura in Pa.
La pressione sonora effettiva (rms). La maggior parte dei suoni consiste in una
rapida serie di valori positivi (compressioni) e negativi (rarefazioni) misurati
rispetto al valore della pressione di equilibrio. Se misuriamo il valore medio del
disturbo della pressione sonora si troverà che è pari a zero. Si usa quindi la
pressione sonora effettiva, detta anche root-mean-square (p r m s ) ottenuta facendo la
radice della somma dei quadrati dei singoli valori istantanei del disturbo:
L’intensità sonora I. Un’onda sonora trasporta energia. L’intensità sonora I è la
potenza media riferita all’unità di superficie perpendicolare alla direzione di
propagazione. L’unità di misura è il W/m 2 .
Questa tabella presenta le unità di misura acustiche nei due sistemi di misura più
usati. Il sistema mks, denominato poi sistema internazionale, è il più usato.
Q ua nti tà
Si s t ema m ks
Si s t ema c g s
Ma s s a
ch i l o g r a m mi (k g )
g ra mmi (g )
De ns i tà
(kg / m )
(g / cm 3 )
Di s ta n za
me tr i (m )
ce n ti m et ri (c m )
Ve lo ci tà
(m/ s )
( cm/ s )
F o r za
n ewto n (N )
dy n e ( dy n )
P res s i o n e
pa s ca l
( Pa = N/ m 2 )
( dy n/ cm 2 )
W a tt (W )
( er g / s )
Po t e n za
In t en s i tà
3
2
(W / m )
( er g / s m 2 )
Possiamo imparare molto nella propagazione delle onde guardando un semplice
caso, un singolo impulso sonoro che viaggia attraverso un tubo. La figura è una
"fotografia" dell’impulso ai due istanti di tempo t=0 e t=d. La forma d’onda è un
impulso rettangolare di ampiezza A che si propaga nelle x positive (verso destra)
alla velocità c.
La funzione f(x-ct) che combina la variabile spaziale x e la variabile temporale t
nella forma x-ct rappresenta una propagazione d’onda nella direzione delle x
positive alla velocità c.
I suoni che si trasmettono attraverso materiali elastici possono essere descritti
tramite onde semplici, oppure tramite la sovrapposizione di onde di differente
frequenza, ampiezza e fase, in dipendenza della loro complessità. In ogni regione
dello spazio attraversata da suoni, le variazione di pressione vengono rilevate
dall’orecchio umano e dagli strumenti. Le frequenze possono variare di un fattore
10 6 , l’intensità di 10 2 0 , la pressione sonora di 10 1 0 . Per preservare una certa
accuratezza percentuale nelle misurazioni vengono utilizzate delle scale
logaritmiche. La più comune scala logaritmica associata all’acustica è il decibel.
Lo scopo fondamentale della scala a livelli è di riferire potenza, intensità, e
densità energetica ad una quantità di riferimento tramite una scala logaritmica.
L’argomento del logaritmo è adimensionale e la scala è tale da dare un livello al
suono in decibel (dB), sopra (o sotto) un determinato livello di riferimento.
Il livello della potenza sonora è definito da:
e al contrario
dove
W = potenza sonora;
W 0 = potenza sonora di riferimento.
La parola livello viene usata per indicare un logaritmo. Alcuni rapporti tra potenze
sonore e corrispondenti differenze livelli di potenza sonora sono dati in tabella. Si
può notare che l’ultima linea è il prodotto di due rapporti della potenza sonora, ha
come corrispondente la somma dei due livelli dei singoli rapporti.
Rapporto delle potenze sonore, adimensionale
W/W0
Livelli della potenza sonora,
dB
LW = 10 log W/W0
1000
30
100
20
10
10
9
9.5
8
9
7
8.5
6
7.8
5
7
4
6
3
4.8
2
3
1
0
0.9
-0.5
0.8
-1
0.7
-1.5
0.6
-2.2
0.5
-3
0.4
-4
0.3
-5.2
0.2
-7
0.1
-10
0.01
-20
0.001
-30
W1 x W2
LW1 + LW2
Quantità di riferimento : siccome un livello è relativo ad un rapporto, è necessario
coinvolgere una quantità di riferimento ogni volta che si vuole dare un livello ad
una potenza sonora.
In acustica tale quantità è internazionalmente fissata come:
La terza colonna della tabella fornisce i livelli delle potenze sonore nella
procedura standard.
Po t e n za s o no ra i rra di a ta ,
W
LW, dB
No ta zi o n e
es po ne n zi a l e
R e la ti v o a 1 0 - 1 2 wa t t
(s t a n da r d )
100000
105
170
10000
104
160
1000
10
3
150
100
102
140
1
130
No ta zi o n e us ua l e
10
1
0 .1
10
1
120
10-1
110
-2
100
0 .0 1
10
0 .0 0 1
10-3
90
10
-4
80
0 .0 0 0 0 1
10
-5
70
0 .0 0 0 0 0 1
10-6
60
0 .0 0 0 0 0 0 1
10
-7
50
0 .0 0 0 0 0 0 0 1
10-8
40
-9
30
0 .0 0 0 1
0 .0 0 0 0 0 0 0 0 1
10
Li v el li di i n te ns i tà di a l cu ni s uo ni co m u ni
So rg e nt e
R es p i ra zi o n e no r ma l e
Sto rmi r e di f o g li e
Bi s b i g li o s o mm es s o (a 5 m)
Bi b li o t eca
Uf f i ci o s i l e n zi o s o
C o nv e rs a zi o n e no rma l e
(a d 1 m )
Tr a f f i co i nt e ns o
Uf f i ci o r umo ro s o ;
f a b b ri ca m edi a
Au to c a r ro a 1 0 m ;
C a s ca t e d e l Ni a g a ra
Me tro po li ta na
C a n ti e r e
C o n ce r to ro c k D eco l lo a e r eo
(a 6 0 m )
Mi t ra g li a t ri c e
De co l lo a e r eo (a 1 5 m )
Gr a n d e mo to r e a ra z z o
dB
Des c ri zi o ne
0
10
20
30
40
50
So g li a di u di bi li tà
Ap p e na u di bi l e
Mo l to s i l e n zi o s o
Si l e n zi o s o
60
70
80
90
L’ es po s i zi o n e
co s ta n t e
me tt e i n p e ri co lo l ’ u d i to
100
110
120
So g li a d e l do lo re
130
150
180
Il livello dell’intensità sonora, in decibel, è definito da
dove I = intensità sonora, W/m 2 ;
I r e f = intensità di riferimento standardizzata pari a 10 - 1 2 W/m 2 .
Livello della pressione sonora
Molti strumenti di misura misurano la pressione sonora, e la parola decibel è
comunemente associata al livello della pressione sonora.
Il livello della pressione sonora è solitamente espresso
dove p r e f = pressione sonora effettiva (rms) di riferimento, solitamente 2x10 - 5
N/m 2 per suoni trasportati in aria;
p = pressione sonora effettiva (rms) in Pa.
La figura mostra la corrispondenza tra la pressione sonora p ed il livello di
pressione sonora L p . Ad esempio, 1 N/m 2 è uguale a 94 dB.
I livelli in decibel sono definiti per un uso con rapporti di due quantità simili,
come la potenza W, l’intensità I, la pressione effettiva p 2 , e il voltaggio e 2 .
Le quantità di riferimento vengono date dalla ANS I (American National Standard
Institute); vedi tabella seguente.
No m e
Sta n da r d e qu a n ti tà di ri f e ri me n to p er i Li v e l li Ac us ti c i .
Q ua nti tà di
Def i ni zi o n e
ri f er i m e nto
( u ni tà S I )
Li v el lo de l la pr es s i o n e s o no ra (g a s )
L p = 2 0 lo g 1 0 (p/ p 0 )
p 0 = 2 *1 0 - 5 Pa
Li v el lo pr es s i o n e s o no ra ( li q ui di )
L p = 2 0 lo g 1 0 ( p/ p 0 )
p 0 = 1 0 - 6 Pa
Li v el lo de l la po t e n za
L W = 1 0 l o g 1 0 (W / W 0 )
W0=10-12 W
Li v el lo de l l ’i n te ns i tà
L I = 1 0 lo g 1 0 ( I/ I 0 )
I0=10-12 W/m2
Li v el lo de l la de ns i tà e n er g e ti c a
L D = 1 0 lo g 1 0 ( D/ D 0 )
D0=10-12 J/m3
Relazione tra i livelli di potenza, di intensità, e di pressione sonora :possiamo
correlare il livello di intensità con quello di pressione:
dove K = costante = I r e f ρ c/p 2 r e f , che è indipendente dalla pressione e dalla
temperatura ambientale.
Per la maggior parte dei suoni misurati si trascura il termine 10 log K, e si ha:
Sotto la condizione che l’intensità è costante sull’area S, la potenza sonora può
essere correlata all’intensità da
dove S = area della superficie, m 2 ;
S0 = 1 m2.
Ovviamente, solo se l’area S è uguale ad 1 m 2 si avrà L W = L I .
I suoni raramente sono dei puri toni. Possono essere una combinazione di toni le
cui frequenze sono armonicamente correlate, come in uno strumento musicale,
oppure possono essere dei rumori.
La composizione di un rumore o ti un tono musicale è determinata dall’analisi
spettrale (chiamata anche analisi in frequenza), che ci fornisce la pressione
effettiva in ogni banda di un serie di bande continue. Le bande usate per l’analisi
possono avere tutte la stessa ampiezza, oppure avere ampiezza proporzionale con
la frequenza al centro della banda.
Spettro discreto
La Figura (a) mostra lo spettro della pressione sonora effettiva per un gruppo di
quattro componenti armoniche riferite ad una frequenza fondamentale di 500 Hz.
Questo tipo di grafico viene detto spettro discreto.
La Figura (b) mostra la combinazione di un numero di onde non armoniche.
Un tipo molto comune di suono è quello costruito su una base continua di componenti.
Per produrre un rumore da una sequenza di puri toni occorre un numero infinito di
onde, ognuna di ampiezza infinitesima.
La figura (c) è un esempio di spettro continuo, mentre la figura (d) è un esempio
di spettro complesso, composto da una combinazione di spettro continuo e lineare.
In via del tutto generale possiamo distinguere tra rumori che consistono in suoni
periodici, che si ripetono con regolarità, e suoni non periodici, che fluttuano
casualmente.
Il più semplice suono periodico è il tono puro; macchine rotanti, come turbine e
compressori, normalmente producono rumore che è in predominanza composto da
un set di toni puri. Generalmente ognuno di questi suoni armonici è multiplo di
una frequenza fondamentale più bassa.
L’analisi di Fourier permette di suddividere ogni segnale periodico in una serie di
segnali a toni puri ed un suono aperiodico in termini di un infinito numero di toni
puri, di differente frequenza, separati ad una infinitesima distanza, e con differenti
ampiezze.
L’intensità sonora è la quantità fisica che abitualmente descrive quantitativamente
le onde sonore. Per descrivere la forza di una sorgente di rumore, l’intensità
sonora non è una quantità soddisfacente perché varia con la distanza tra sorgente e
ricevitore e con l’ambiente interposto tra di essi.
Due quantità sono necessarie per descrivere completamente la forza di una
sorgente, la potenza sonora e la direttività.
La potenza sonora misura il totale della potenza irradiata dalla sorgente in tutte le
direzioni.
La direttività è la misura della differenza in radiazione con la direzione, ed è
usualmente funzione della posizione angolare intorno al centro acustico della
sorgente.
Alcune sorgenti sonore irradiano in modo uniforme in tutte le direzioni. Queste
vengono chiamate sorgenti non direttive. Generalmente tali sorgenti sono piccole
di grandezza se comparate alla lunghezza d’onda del suono che irradiano. Più
praticamente le sorgenti sono qualche volta direttive; in altre parole, esse
irradiano più suono in una direzione che in altre.
Il carattere di un campo irradiato da una sorgente di rumore può variare con la
distanza dalla sorgente. Nella vicinanza della sorgente, la velocità della particella
non è necessariamente nella direzione dell’onda, ed una apprezzabile componente
della velocità tangenziale può esistere ad ogni punto. Questo viene chiamato
campo vicino. Nel campo vicino l’intensità acustica non è semplicemente correlata
alla radice della pressione sonora. L’estensione del campo vicino dipende dalla
frequenza, dalle dimensioni della sorgente, dalle fasi della parti radianti della
superficie.
Nel campo lontano il livello di pressione sonora diminuisce di 6dB per ogni
raddoppio della distanza se la sorgente sonora è in uno spazio libero (oppure se
l’assorbimento del recinto è grande abbastanza tale che il campo riverberante non
è stato ancora raggiunto). In questa parte di campo libero del campo lontano, la
velocità della particella è primariamente nella direzione di propagazione del suono
e l’intensità sonora è correlata alla pressione sonora.
Si ha campo riverberante quando sono presenti molte onde riflesse e la pressione
sonora raggiunge un livello che è essenzialmente indipendente dalla distanza dalla
sorgente. Il campo riverberante viene chiamato campo diffuso se un gran numero
di onde riflesse attraversa da tutte le direzioni possibili e il livello di intensità
sonora è molto vicino all’essere uniforme.
Intensità sonora in uno spazio chiuso
Variazione del livello di pressione sonora in un spazio chiuso lungo un raggio r da
una tipica sorgente di rumore. Sono mostrati il campo libero, riverberante, vicino,
e lontano. L’area tratteggiata indica regioni dove il livello di pressione sonora L p
fluttua molto con la distanza. Tra il campo vicino e quello riverberante esiste il
campo libero dove L p diminuisce con la velocità di 6 dB per ogni raddoppio di
distanza dal centro acustico della sorgente.
Camera anecoica e camera riverberante
Due tipi speciali di condizioni nelle quali le misure sulle sorgenti sonore sono
particolarmente interessanti sono :
1.
la camera anecoica, dove tutte la pareti sono altamente assorbenti, la
regione di campo libero si estende molto vicino alle pareti.
2.
la camera riverberante, dove tutte le pareti sono dure e il campo
riverberante si estende su circa l’intero volume della stanza con l’eccezione di una
piccola regione nelle vicinanze della sorgente.
Le onde sonore all’aperto viaggiano dalla sorgente al ricevitore attraverso un
atmosfera che è in costante moto. Turbolenze, gradienti temperatura, vento,
assorbimento viscoso e molecolare, e riflessione sulla superficie terrestre tutti
questi creano una fluttuazione nel ricevitore sonoro. Maggiore è la lunghezza del
tragitto attraverso l’atmosfera e minore sarà la certezza sulla media dell’ampiezza
e maggiore la fluttuazione sul ricevitore sonoro.
Spesso, in un problema di controllo del rumore, il ricevitore è vicino al terreno.
Le tre principali direzioni di propagazione per rumori all’aperto sono mostrate in
figura.
I tre principali tipi di propagazione del suono nell’atmosfera per raggiungere un
ricevitore posizionato vicino al suolo.
La trasmissione del suono attraverso ciascuna di queste vie è fortemente
influenzata dalle condizioni del tempo.
L’energia sonora viene assorbita dall’aria. Mentre le onde si propagano ad una
distanza x attraverso l’aria, la densità energetica decresce esponenzialmente in
accordo con la formula di decadimento :
dove
m = costante di attenuazione dell’energia, 1/m;
x = distanza di propagazione, m.
Coefficienti di assorbimento sonoro
Quando le onde sonore investono una superficie o un oggetto, le loro energie sono
in parte riflesse ed in parte assorbite. L’efficienza dell’assorbimento sonoro dell a
superficie coinvolta è data in termini di un coefficiente di assorbimento. In
generale, l’assorbimento dei muri è molto maggiore di quello dell’aria..
Attenuazione e fluttuazione
L’attenuazione del suono è dovuta ad una o più delle seguenti cause:
effetto della divergenza;
assorbimento dell’aria;
assorbimento dovuto a pioggia, neve, nebbia;
presenza di barriere;
assorbimento dovuto ad erba, alberi, arbusti;
La fluttuazione dell’intensita’ sonora è dovuta al vento, ai gradienti di temperatura
ed alle turbolenze atmosferiche.
Una stanza è larga se ha dimensioni tali da essere molto superiori della lunghezza
d’onda del suono considerato. In essa una sorgente emettente rumore, ecciterà
molti modi normali di vibrare della stanza.
Il campo sonoro generato da una sorgente è influenzato dalla presenza delle pareti.
Vicino alla sorgente il campo sonoro ha un alto livello ed in tale regione c’è un
flusso facilmente identificabile di energia che si allontana dalla sorgente. La
presenza di vari oggetti sparsi all’interno della stanza fa si che il flusso di energia
si ridistribuisca in altre direzioni. La locazione, la distribuzione, ed effettive
superfici di assorbimento influenzano il flusso di energia. Lontani dalla sorgente,
in una stanza equamente riverberante, il suono direttamente irradiato diventa
debole in comparazione con il suono di riverbero. In stanze molto ampie dobbiamo
anche tenere conto dell’assorbimento dell’aria attraverso quale il suono viaggia.
In un largo ed irregolare contorno è possibile, in principio, avere un campo sonoro
diffuso, che consiste nella sovrapposizione di onde sonore viaggianti in tutte le
direzioni. La caratteristica di questo recinto è quella di avere la stessa densità
energetica in ogni punto al suo interno. Un campo sonoro diffuso non esiste in
pratica; c’è sempre un flusso di potenza che si allontana dalla sorgente fino ad un
punto dove la potenza viene definitivamente assorbita. Tuttavia, il concetto di
campo sonoro diffuso è utile in stanze che non sono molto assorbenti e dove, in
più, la posizione di misura non è né vicino alla sorgente né vicino ad ogni piccola
area ad alto assorbimento.
STRUMENTAZIONE
Per misurare il rumore si usa uno strumento detto fonometro (in inglese: Sound
Level Meter). Tale strumento è essenzialmente costituito da microfono,
preamplificatore, filtri, amplificatore, rettificatore RMS, compressore logaritmico
ed indicatore digitale (o analogico).
Una prima distinzione tra i diversi strumenti viene fatta in considerazione della
classe di precisione degli stessi e che viene definita in alcune norme tecniche
internazionali; normalmente in Europa ci si riferisce alla norme IEC651 e IEC 804
che dividono gli strumenti in diverse classi secondo il grado di precisione. Ad
eccezione di alcune misure particolari che richiedono la classe 0 (di laboratorio),
la maggior parte delle misure possono essere effettuate con strumenti di classe 1
(di precisione); sono poche le situazioni in cui è ammessa la classe 2 (industriale)
o la classe 3 (di sorveglianza). Secondo le Norme IEC651, la lettura delle misure di un
fonometro deve avere una precisione entro 0,7dB per la classe 1, 1dB per la classe 2 e 1,5dB per la
classe 3.
Sia il D.L. 277/91 (ambienti di lavoro) che il D.P.C.M. 3/91 (rumore urbano)
chiedono espressamente l'utilizzo di fonometri in classe 1.
Definita la classe di precisione richiesta esiste una seconda distinzione tra
fonometri non integratori e fonometri integratori. La norma IEC651 prende in
considerazione i primi mentre la norma IEC804 prende in considerazione i
secondi. A differenza del fonometro non integratore, il quale fornisce una lettura
istantanea del rumore (che quindi varia al variare dello stesso), il fonometro
integratore è in grado di effettuare una media nel tempo del rumore registrato.
Tale valore medio, che prende il nome di livello equivalente, è un dato che tiene
conto della variabilità del fenomeno acustico fornendo un unico dato medio
rappresentativo dello stesso. E' ovvio che nel caso di valutazione di rumori
continui (cioè di rumori costanti nel tempo come potrebbe ad esempio essere
quello emesso da un ventilatore), sia il fonometro semplice che il fonometro
integratore forniscono la medesima lettura; nel caso invece di fenomeni acustici
variabili (come ad esempio un macchinario complesso, il traffico urbano, il rumore
in una officina), si rende necessario utilizzare un fonometro integratore in quanto
la lettura istantanea si presenterebbe come un dato estremamente variabile nel
tempo. L'utilizzo del fonometro non integratore è da considerarsi quindi limitato
alla valutazione della rumorosità di sorgenti continue e stabili.
Anche in questo caso sia il D.L. 277/91 (ambienti di lavoro) che il D.P.C.M. 3/91
(rumore urbano) chiedono espressamente l'utilizzo di fonometri integratori.
Eseguita quindi la scelta sullo strumento integratore o non integratore, il dato
successivo da considerare è relativo alla necessità o meno di eseguire l' analisi in
frequenza del rumore acquisito (cioè di conoscere quali sono le frequenze che
compongono il rumore). In linea generale l'analisi in frequenza è necessaria in
tutti quei casi in cui non ci si vuole limitare solo ad una verifica della quantità di
rumore presente ma si vuole anche cercare di capire quale sia la causa dello stesso
e come porvi rimedio (ad esempio in un macchinario è possibile correlare le
diverse frequenze acustiche emesse con i vari cinematismi dello stesso, allo stesso
modo è necessario conoscere le frequenze del rumore per scegliere il materiale
fonoassorbente o fonoisolante più adatto).
Il D.L. 277/91 non richiede l'analisi in frequenza mentre quest'ultima è
espressamente richiesta in alcune misure previste dal D.P.C.M. 3/91.
Esistono in commercio diversi sistemi per il monitoraggio del rumore sia esso
urbano o industriale. I sistemi sono generalmente costituiti da una contenitore a
tenuta stagna che racchiude le apparecchiature di misura (ad eccezione del
microfono che ovviamente trova collocazione all'esterno), dalle batterie di
alimentazione le quali garantiscono una autonomia che spazia dalla giornata alle
due settimane a seconda della configurazione adottata, e dal sistema di
memorizzazione e di trasferimento dei dati.
La strumentazione di misura può essere costituita dal semplice fonometro o
analizzatore statistico per la misura dei dati di livello equivalente e dei dati
statistici, oppure dall' analizzatore di spettro che è quindi in grado di memorizzare
anche il contenuto in frequenza del rumore. Il trasferimento dei dati può avvenire,
a seconda della configurazione, tramite modem su linea telefonica esterna oppure
tramite telefono cellulare entrocontenuto; un'ulteriore possibilità di archiviazione
e trasferimento dati è offerta delle efficienti memory card PCMCIA le quali
vengono periodicamente sostituite.
LA PERCEZIONE SONORA
La percezione del suono è una componente fondamentale per la vita dell'uomo; le
funzioni dell'organo dell'udito, sono così sintetizzabili:
rende possibile la comunicazione tra le persone consentendoci di distinguere
l'intensità, il timbro e l'intonazione della voce;
può metterci in guardia da un pericolo o creare delle sensazioni piacevoli;
in esso risiede il nostro senso dell'equilibrio e la capacità di percepire la velocità e
la direzione del movimento.
Se il livello del rumore supera una certa soglia è causa di disagio e di disturbo
fisico e psicologico e può incidere profondamente sullo stato di benessere e quindi
di salute dell'individuo, e costituire una componente negativa che abbassa la
qualità della vita.
Anche se diverse e numerose sono le fonti di rumore all'interno delle abitazioni
(TV, attività umana, elettrodomestici, impianti idraulici, ecc ... ) è dall'esterno che
arriva il disturbo maggiore (traffico automobilistico, ferroviario, aereo,
insediamenti industriali o artigianali, ecc ... ), se non altro perché difficilmente
possiamo intervenire per controllarlo.
L'orecchio è l'organo dell'udito e dell'equilibrio. È formato da tre parti (orecchio
esterno, medio e interno), perlopiù racchiuse nell'osso temporale.
L'orecchio esterno è la parte dell'apparato uditivo posta esternamente al timpano o
membrana timpanica. Comprende il padiglione auricolare (la parte esterna
dell'orecchio), che continua con il condotto uditivo esterno, lungo circa 3 cm, il
quale termina con la membrana timpanica.
L'orecchio medio si trova dietro il timpano e contiene l'apparato per la conduzione
delle onde sonore all'orecchio interno. È una cavità che si estende per circa 15 mm
verso l'alto e orizzontalmente.
Comunica direttamente con la faringe attraverso la tromba di Eustachio, la quale
permette il libero passaggio dell'aria; in questo modo viene mantenuta la stessa
pressione sulle due facce della membrana del timpano, che così può vibrare.
L'orecchio medio è attraversato da tre ossicini articolati fra loro a formare una
catena: il martello, l'incudine e la staffa, che collegano dal punto di vista uditivo
il timpano all'orecchio interno, pieno di un liquido gelatinoso.
L'orecchio interno è la sede degli organi dell'udito e dell'equilibrio, a cui sono
distribuiti i rami del nervo acustico. Separato dall'orecchio medio dalla finestra
ovale, l'orecchio interno è formato da canali membranosi alloggiati nella piramide
dell'osso temporale e comprende la chiocciola o coclea, il vestibolo e i tre canali
semicircolari. Tutti i canali sono comunicanti e pieni di un liquido gelatinoso,
detto endolinfa.
L’orecchio esterno è composto essenzialmente dal padiglione auricolare (o pinna)
e dal canale uditivo, chiuso nella parte interna dalla membrana del timpano, che lo
separa dall'orecchio medio.
La forma del padiglione auricolare modifica il segnale di ingresso amplificando od
attenuando certe frequenze. Dato che la geometria del padiglione auricolare, o
meglio di tutto l'organo uditivo, è individuale, si spiega perché la sensazione
uditiva è diversa da individuo a individuo.
La forma e la lunghezza del condotto uditivo portano, invece, ad un'amplificazione
delle frequenze centrate attorno ai 3000 Hz.
L'effetto combinato delle due parti dell'orecchio esterno e della posizione del capo
determina l'amplificazione del segnale in ingresso di circa 10 - 15 dB nella banda
di frequenza compresa tra i 2000 e i 4000 Hz. Questo fenomeno spiegherebbe
perché i primi sintomi dell'ipoacusia (innalzamento della soglia uditiva)
avvengano nella banda di terzi d'ottava centrata sui 3000 Hz.
L'orecchio medio è una cavità di circa 1,5 cm cubici. La cavità è in comunicazione
con l'esterno tramite un canale, detto tuba d'Eustacchio, che lo collega alla
faringe. Tramite la deglutizione o lo sbadiglio si apre una valvola che permette di
riequilibrare la pressione all'interno dell'orecchio medio.
Le onde sonore percepite dall'orecchio esterno mettono in vibrazione il timpano.
La vibrazione viene trasmessa, tramite tre ossicini (chiamati martello, incudine e
staffa), ad un'altra membrana detta, finestra ovale, che separa l'orecchio medio da
quello interno.
La forma degli ossicini è tale da moltiplicare la forza trasmessa dal timpano da 1,3
a 3 volte. Inoltre misure eseguite hanno verificato che il rapporto tra l'area del
timpano e quella della finestra ovale varia da 15 a 30 volte. In definitiva la
pressione acustica che agisce sul timpano può venir amplificata fino a 90 volte;
sono presenti anche due muscoli: il muscolo tensore del timpano, attaccato al
martello, e il muscolo stapedio, attaccato alla staffa. Il primo interviene per
aumentare eventualmente l'acuità uditiva, mentre il secondo protegge il sistema da
rumori troppo intensi. Purtroppo il tempo di intervento del muscolo stapedio si
aggira sul secondo; in tal modo l'uomo non possiede una protezione efficace
contro i rumori impulsivi.
L'orecchio interno è formato da due parti principali: i canali semicircolari, ai quali
è preposto il compito dell'equilibrio, e la coclea, in cui è presente l'organo dei
Corti, che trasforma il segnale di pressione in segnale elettrico da inviare al
cervello.
La coclea è un canale a forma di chiocciola riempito di liquidi. E' lunga dai 35 ai
37 mm, con un diametro massimo di 2 mm.; sulla membrana basilare, all'interno
del canale cocleare, sono appoggiate le cellule ciliate da cui fuoriescono delle fini
ciglie delimitate da una terza membrana, detta membrana tettoria.
Quando la staffa sollecita la finestra ovale questa mette in moto la perilinfa.
Essendo la perilinfa incomprimibile, essa può mettersi in movimento grazie al
fatto che la finestra rotonda è elastica. D'altro canto l'onda di pressione, poiché
impiega un tempo finito per propagarsi fino alla finestra rotonda, tenderà anche a
deformare il condotto, facendo oscillare la membrana basilare. L'oscillazione della
membrana sollecita a taglio le cellule ciliate, le quali generano un potenziale
elettrico variabile che viene inviato al cervello.
I canali semicircolari e il vestibolo sono gli organi deputati al mantenimento del
senso dell'equilibrio. Le ciglia delle cellule presenti in questi canali, simili a
quelle delle cellule che formano l'organo di Corti, rispondono alle variazioni di
posizione della testa. I tre canali semicircolari si estendono dal vestibolo più o
meno ad angolo retto uno rispetto all'altro e fanno registrare agli organi di senso i
movimenti della testa in ciascuno dei tre piani spaziali: su e giù, avanti e indietro,
a destra e a sinistra. Sopra le cellule ciliate del vestibolo sono disposti alcuni
cristalli di carbonato di calcio, gli otoliti. Quando si inclina la testa, gli otoliti si
spostano e le ciglia poste sotto di essi registrano il mutamento della pressione.
Anche gli occhi e alcune cellule sensoriali della pelle e dei tessuti interni
contribuiscono al mantenimento dell'equilibrio; tuttavia, una lesione o la
distruzione del labirinto provoca sempre disturbi dell'equilibrio. A occhi chiusi,
una persona affetta da una malattia o da un disturbo dell'orecchio interno talvolta
non riesce a stare in piedi senza ondeggiare o cadere.
Le malattie dell'orecchio esterno, medio o interno possono provocare una sordità
parziale o totale; inoltre, le malattie dell'orecchio interno sono quasi sempre
associate a disturbi dell'equilibrio. Le malattie dell'orecchio esterno comprendono
le malformazioni congenite o acquisite, l'infiammazione prodotta, ad esempio, da
ustioni, geloni o malattie dermatologiche e i danni causati dalla presenza di corpi
estranei nel canale uditivo esterno. Tra le malattie dell'orecchio medio vi sono la
perforazione e l'infezione del timpano. Le malattie dell'orecchio interno
comprendono disturbi provocati da malattie sistemiche, da farmaci e da sostanze
tossiche, le lesioni e i disturbi circolatori.
Gli acufeni, fischi persistenti nelle orecchie, possono essere provocati da
un'esposizione prolungata a rumori forti, che danneggia le cellule ciliate della
chiocciola. Un certo sollievo può essere apportato da un mascheratore di suoni,
che viene indossato come un apparecchio acustico.
Le malattie dell'orecchio esterno possono essere individuabili in malformazioni
congenite dell'orecchio esterno possono consistere nell'assenza del padiglione
auricolare e dello sbocco del condotto uditivo esterno. Tra le malformazioni
acquisite dell'orecchio esterno vi sono conseguenze di lesioni come tagli e ferite.
La presenza nel canale uditivo esterno di corpi estranei come insetti, cotone o
cerume (la secrezione cerosa dell'orecchio) può essere fonte di disturbi, quindi è
necessario procedere a una rimozione accurata.
Per quanto concerne le malattie dell'orecchio medio, le strutture dell'orecchio
medio presentano qualche anomalia, è possibile un intervento ricostruttivo della
catena degli ossicini, in modo da ripristinare parzialmente l'udito. La perforazione
del timpano può essere causata dall'introduzione di un oggetto appuntito, da una
potente soffiata di naso, da uno schiaffo sull'orecchio o da sbalzi improvvisi della
pressione atmosferica.
Malattie dell'orecchio interno
Le malattie dell'orecchio interno possono influenzare anche il senso dell'equilibrio
e provocare manifestazioni di cinetosi. Talvolta, per combattere le vertigini
intrattabili, è indicata la distruzione del labirinto membranoso mediante un
intervento di criochirurgia o l'uso di ultrasuoni.
Una notevole percentuale dei casi di sordità totale è dovuta alla distruzione
traumatica dell'organo di Corti. Recentemente alcuni scienziati hanno messo a
punto un dispositivo elettronico per combattere la sordità profonda dell'adulto,
chiamato impianto cocleare, che traduce le onde sonore in segnali elettronici che
vengono trasmessi a elettrodi impiantati nella chiocciola, stimolando direttamente
il nervo acustico. Questo dispositivo genera, tuttavia, suoni crudi e, per ora, è
utile soprattutto come integrazione della lettura labiale.
Si definisce sordità la perdita parziale (ipoacusia) o totale dell'udito. La sordità
influisce profondamente sulle funzioni sociali dei non udenti e colpisce soggetti di
ogni età. I soggetti con sordità profonda non traggono alcun beneficio
dall'amplificazione meccanica dei suoni, mentre i pazienti con sordità parziale
spesso sono aiutati dalle protesi acustiche.
È possibile descrivere due tipi fondamentali di sordità.
La sordità di conduzione è causata da malattie o da ostruzione dell'orecchio
esterno o medio, che impediscono ai suoni di raggiungere i recettori acustici; in
genere non è grave e spesso può essere corretta con terapie mediche o chirurgiche.
Il secondo tipo, la sordità neurosensoriale, è causata da lesioni della chiocciola,
del nervo acustico o delle vie nervose acustiche. Questa perdita dell'udito riguarda
alcune frequenze sonore più di altre, cosicché la percezione dei suoni è distorta
anche quando il livello sonoro è amplificato; in questi casi, le protesi acustiche
potrebbero non servire.
La sordità è in genere dovuta a malattie o traumi, o può essere ereditaria.
L'esposizione frequente o continua a livelli sonori superiori a 85 decibel (dB) può
causare perdita progressiva e grave dell'udito.
Molti campi della tecnica, assumono una notevole importanza pratica nel momento
in cui si cerca di valutare l'impatto che certi fenomeni fisici hanno sull'uomo.
Siamo in grado di misurare in modo oggettivo una temperatura, una pressione, una
concentrazione salina, una massa, ma altra cosa è valutare oggettivamente la
percezione neuronale che ci porta a definire i concetti di più caldo e più freddo,
più rumoroso, più salato, più pesante.
La psicoacustica studia, quindi, le relazioni che legano una grandezza oggettiva
come la pressione acustica o la potenza sonora ad una grandezza soggettiva che
esprima la sensazione che un individuo prova.
Per far ciò bisogna operare in modo statistico su dei campioni di popolazione, al
fine di definire un "soggetto medio".Il campione, però, non può essere scelto su
tutta la popolazione in quanto è noto che, anche prescindendo da fattori patologici,
la capacità uditiva cala con l'età; a causa di ciò si deve scegliere il campione sulla
popolazione sana di età inferiore a 25 anni.
Dalla descrizione fatta dell'orecchio, risulta che indubbiamente esisterà
un'intensità sonora sotto la quale la variazione di pressione generata nell'orecchio
interno non riuscirà a deformare la membrana basilare e quindi a sollecitare le
cellule ciliate.
Esperimenti effettuati su campioni di popolazione hanno determinato la soglia
dell'udibilità in funzione della frequenza per un tono puro. Dall'analisi di questa
curva si rileva che la soglia di udibilità ha un minimo attorno ai 3550 Hz, come si
poteva dedurre dallo studio dell'orecchio esterno, e che la sensibilità varia
notevolmente con la frequenza.
Se aumentiamo il livello sonoro si arriva ad un valore tale per cui l'individuo
considerato prova una sensazione di dolore. Tale livello è stato definito soglia del
dolore. Anche i valori della soglia del dolore dipendono dalla frequenza, sebbene
in modo meno marcato di quelli della soglia di udibilità.
Il problema da risolvere era quello di determinare la legge che regola la
sensazione uditiva e Fletcher, fallito il tentativo di esprimere in forma analitica le
curve isofoniche, le tracciò per via sperimentale. Le prove vennero eseguite con
toni puri (funzione perfettamente sinusoidale), con gli osservatori posti
frontalmente alla sorgente. Come riferimento prese le frequenze di 1000 Hz. Le
prove si svolgevano facendo ascoltare ad ogni individuo di un campione di
popolazione un segnale sinusoidale di una data intensità con frequenza di 1000 Hz
e successivamente segnali di intensità crescente ad un'altra frequenza. I soggetti
che ascoltavano dovevano determinare per ogni frequenza quale era il segnale che
dava la stessa sensazione uditiva di quello a 1000 Hz.
Il fatto di dover eseguire delle misure in modo facile e significativo portò a
determinare tre curve, chiamate curve di ponderazione A, B, C le quali vengono
riprodotte direttamente negli strumenti di misura tramite tre filtri normalizzati.La
curva di ponderazione A approssima il diagramma per toni puri inferiori a 55 dB,
la curva B per toni puri compresi tra i 55 dB e i 85 dB e la curva C per suoni di
livello sonoro superiore agli 85 dB. Le curve sono riportate in tabella.
E' bene ricordare che queste curve sono valide per toni puri, ascoltati in campo
libero, con la sorgente posta frontalmente. Tali curve perdono di significato per i
suoni composti.
Per ottenere il valore di un rumore secondo una certa pesatura, nota l'analisi in
terzi d'ottava, si correggono i valori misurati ad ogni frequenza con i valori della
curva di ponderazione e poi si sommano i livelli ottenuti. E' bene ricordare che
non è possibile sommare algebricamente i valori in dB in quanto il decibel non è
una scala lineare. Bisogna sommare le intensità acustiche o i quadrati delle
pressioni e poi passare ai dB. Si vide, però che la curva A si prestava bene a
valutare gli effetti di disturbo o di probabilità di danno che un rumore a banda
larga produce sull'uomo. Per tale motivo la curva A è stata recepita dalle
normative nazionali ed internazionali, mentre la curva B è ormai completamente in
disuso e la C viene utilizzata ancora in qualche normativa estera.
Tabella di ponderazione
F re q .
[Hz ]
Cu rv a A
[ dB ]
Cu rv aC
[ dB ]
F re q .
[Hz ]
Cu rv a A
[ dB ]
Cu rv a C
[ dB ]
10
13
16
20
25
32
40
50
63
80
100
125
160
200
250
315
400
-7 0 .3
-6 3 .4
-5 6 .7
-5 0 .5
-4 4 .7
-3 9 .4
-3 4 .6
-3 0 .2
-2 6 .2
-2 2 .5
-1 9 .1
-1 6 .1
-1 3 .4
-1 0 .9
-8 .6
-6 .6
-4 .8
-1 4 .3
-1 1 .2
-8 .5
-6 .2
-4 .4
-3 .0
-2 .0
-1 .3
-0 .8
-0 .5
-0 .3
-0 .2
-0 .1
0 .0
0 .0
0 .0
0 .0
500
630
800
1000
1250
1600
2000
2500
3150
4000
5000
6300
8000
10000
12500
16000
20000
-3 .2
-1 .9
-0 .8
0 .0
0 .6
1 .0
1 .6
1 .3
1 .2
1 .0
0 .5
-0 .1
-1 .1
-2 .5
-4 .3
-6 .6
-9 .3
0 .0
0 .0
0 .0
0 .0
0 .0
-0 .1
-0 .2
-0 .3
-0 .5
-0 .8
-1 .3
-2 .0
-3 .0
-4 .4
-6 .2
-8 .5
-1 1 .2
Gli effetti fisiologici possono variare in funzione, sia delle caratteristiche fisiche
del rumore, quali intensità, composizione spettrale, tempo di esposizione, sia dalla
risposta dei soggetti esposti. Gli effetti sono suddivisibili in:
effetto di trauma acustico
effetto di danno
effetto di disturbo
effetto di fastidio o anno yance
Per trauma acustico si intende la perdita di udito dovuta ad elevatissime pressioni
acustiche prodotte da fenomeni esplosivi, che provocano la rottura della membrana
timpanica o il danneggiamento della catena degli ossicini.
Per danno si deve intendere ogni alterazione anche parzialmente non reversibile
dell'apparato uditivo. Patologicamente simile dal trauma anche il danno presenta
una lesione all'orecchio, si tratta questa volta dell'orecchio interno, ma consegue
da un'esposizione quotidiana a livelli di rumore superiori a 80 dB(A) per tempi
prolungati (10, 20, 30 anni).
Tale lesione risulta inavvertibile all'inizio della patologia, ma proseguendo
l'esposizione al rumore, l'effetto della lesione si concretizza nella difficoltà a
comprendere le parole di una normale conversazione. Si parla quindi non di
sviluppo della sordità ma di "handicap uditivo.
Il disturbo è invece una alterazione reversibile delle condizioni psicofisiche dei
soggetti esposti al rumore mentre l'anno yance è invece un effetto di fastidio che il
rumore provoca sugli individui; questo effetto non è dovuto esclusivamente al
rumore ma anche alla combinazione di fattori di natura psicologica e sociologica.
Di seguito verrà esposta una tabella riportante una scala di lesività del rumore
elaborata da Cosa e Nicoli.
Sca la di l es i v i t à d el r umo r e
Li v el lo
pr es s i o n e
C a ra tt er i s ti ca d e l da n no u di t i v o
a c us ti ca [ dB ( A ) ]
0 – 35
R umo r e c h e no n a r r e ca n é f a s ti di o né
da n no
36 – 65
R umo r e f a s t i di o s o e mo l es to , c h e p uò
di s t u r ba re i l s o n no e i l ri po s o
66 – 85
R umo r e c h e di s t u r ba e d a f f a ti ca ,
ca p a c e d i p ro v o ca r e da n no ps i c hi c o e
n e uro v eg e ta ti v o e i n a l cu ni ca s i u di ti v o
8 6 –1 1 5
R umo r e ch e p ro d uc e da n no ps i ch i co e
n e uro v eg e ta ti v o , c h e d et er mi na e f f e tti
s p eci f i ci a li v e l lo a u r i co la re e c he p uò
i n d ur r e ma la t ti a ps i co s o ma ti ca
116 – 130
R umo r e
p e ri co lo s o :
p r ev a lg o no
g li
ef f et ti s pe ci f i ci s u q ue l li ps i c hi ci e
q ue l li ne u ro v eg eta ti v i
o lt r e 1 3 0
R umo r e mo lto p e ri c o lo s o : i m po s s i bi l e
da
s o p po rta r e
s e n za
a d eg ua t a
pr o t e zi o ne . In s o rg e n za i m m ed i a ta o
co m u n q ue mo l to ra pi d a d e l da n no
Attualmente come indice rappresentativo del rumore non si utilizza più il livello di
pressione (Sound Pressure Level - SPL) ponderato A, ma piuttosto il livello
equivalente A espresso come:
dove: T è il periodo di misura e p A (t) è la pressione acustica efficace istantanea
ponderata A.
Analizzando la formula è immediato vedere che il livello equivalente rappresenta
l'energia acustica presente nel punto di misura. Ora, essendo gli effetti del rumore
proporzionali all'energia assorbita, è evidente che il livello equivalente si presta
meglio del SPL a caratterizzare i fenomeni patologici.
Va fatto osservare che i limiti imposti dalle normative esistenti per la tutela della
salute dei lavoratori (D. L. n° 277 15/08/1991) hanno un valore probabilistico; in
altri termini quando si afferma che il datore di lavoro non è obbligato ad alcun
tipo di intervento al di sotto degli 80 dB di esposizione giornaliera al rumore, non
significa che sotto questo limite non si ha danno uditivo col passare degli anni, ma
che la probabilità che questo accada è molto bassa.
Inoltre, nell'analisi di un rumore bisogna porre attenzione anche alla presenza di
componenti impulsive di una certa importanza, in quanto l'orecchio non riesce a
difendersi da queste repentine variazioni di pressione, essendo il tempo
d'intervento del muscolo stapedio nell'ordine del secondo.
Forti livelli di rumorosità non agiscono solo sull'apparato uditivo, ma anche sul
sistema cardiovascolare, sul sistema nervoso centrale, sul sistema neurocrinologo,
sull'apparato respiratorio, sull'apparato digerente, su quello genitale e sulla
funzione visiva, generando, così, problemi non quantificabili con misure
audiometriche, ma pur sempre di notevole importanza sociale.
A certi livelli di frequenza, la percezione dei suoni come "rumori molesti"
dipende spesso da valutazioni soggettive (chi usa una motocicletta non ne
considera molesto il rombo, a differenza di chi invece è costretto a subirlo suo
malgrado). Esistono, comunque, suoni che una larga maggioranza di persone
avverte come sgradevoli e quindi vengono associati a fastidio, disturbo o disagio.
Sono state condotte ricerche per definire con precisione il rapporto esistente tra
l’esposizione a determinati rumori, di intensità nota e provenienti da sorgenti note
(dose di rumore), e la sensazione di irritazione o disagio avvertita da un gruppo di
individui esposti a tali rumori. Per lo più sono state ottenute valutazioni fondate
su considerazioni di tipo quantitativo, ovvero si è cercato di rilevare da quanti
individui, in percentuale, un dato rumore venga avvertito come elemento di
disturbo. Al di là delle reazioni soggettive, per quanto riguarda suoni
particolarmente alti e intensi il giudizio è stato praticamente unanime: il rumore è
stato percepito come molesto. In altri casi il giudizio negativo è stato influenzato
da fattori quali la durata dell’esposizione al rumore o il momento, nell’arco delle
24 ore, in cui il rumore è stato prodotto.
L'audiogramma è il metodo per la verifica della funzione uditiva. Viene effettuato
da un medico competente facendo entrare il soggetto, al quale si vuole verificare
un'eventuale danno al sistema uditivo, in una cabina insonorizzata avente una
pressione acustica interna pari a circa 25 dB. Il medico attraverso delle cuffie
calibrate fa giungere dei toni puri a frequenze normalizzate aumentando
gradualmente il volume del suono. A seconda della risposta del soggetto verrà
tracciato su carta l'audiogramma; successivamente potranno essere individuate le
seguenti patologie:
la prosbiacusia sociacusia è dovuta alla perdita della facoltà uditiva dovuta
all'avanzamento dell'età. E' caratterizzata da un abbassamento della sensazione
uditiva alle alte frequenze.
L’ipoacusia trasmissiva è causata da un problema trasmissivo dell'orecchio, con
un decremento lineare della sensazione uditiva a tutte le frequenze.
L’handicap uditivo E' caratterizzato dalla difficoltà a comprendere le parole,
conseguente ad un'esposizione quotidiana a livelli di rumore superiore a 80 dB(A)
per tempi prolungati (10, 20, 30 anni). Tale lesione risulta innavvertibile all'inizio
della patologia ma proseguendo con l'esposizione al rumore, l'effetto della lesione
si concretizza nella difficolta' di comprendere le parole e quindi si parla, non di
sviluppo di sordità, ma di handicap uditivo.
Viene rappresentato, nell' audiogramma, con un "buco" uditivo sulla frequenza dei
4000 Hz, che si aggrava man mano che aumenta il tempo di esposizione del
soggetto.
Le molteplici attività umane che si svolgono nelle aree urbane e rurali emettono
nell'atmosfera sostanze inquinanti che possono provocare seri problemi di
deterioramento della qualità dell'ambiente in cui viviamo.
L'immissione nell'atmosfera di sostanze inquinanti ha ormai raggiunto livelli tali
da rischiare di compromettere il clima, gli ecosistemi, la salubrità di ciò che
respiriamo e quindi la salute delle persone, per non citare i danni al patrimonio
culturale e storico di monumenti ed edifici; Un problema ambientale, anche se
talvolta sottovalutato, collegato alla presenza di inquinanti nell'aria, è
l'inquinamento acustico soprattutto, ma non solo, nelle aree urbane. Il rumore non
lo vediamo, non lo respiriamo, non corrode i monumenti … ma i nostri nervi sì.
L'inquinamento acustico provocato dal traffico, dall'industria e dalle attività
ricreative costituisce uno dei principali problemi ambientali: si calcola che ben un
quinto dei cittadini dell'Unione Europea debba sopportare livelli inaccettabili di
rumore. Le sempre più numerose proteste della popolazione contro tale forma di
inquinamento sono il sintomo di una preoccupazione crescente fra i cittadini.