IL SUONO

IL SUONO
Caratteristiche Generali
Il suono é un’onda elastica (ha bisogno di un mezzo per propagarsi) ,longitudinale (la perturbazione avviene
parallelamente alla direzione di propagazione); per la sua esistenza sono, dunque, necessari una sorgente (corpo
vibrante) e un mezzo elastico di propagazione (aria, acqua, ecc..). Il suono è, quindi ,un modo di trasmissione di energia
meccanica che, irradiandosi dalla sorgente attraverso il mezzo di propagazione ,arriva ai corpi riceventi. La
perturbazione che viaggia sul mezzo consiste, fisicamente, in un susseguirsi di pressioni e depressioni e, quindi, in
un’oscillazione di ogni particella in vibrazione attorno ad una sua posizione media fissa.
Grandezze Fisiche
Periodo ( T )
E’ l’intervallo di tempo necessario per compiere una vibrazione completa.
Si misura in secondi ( s ).
Y = Spostamento della particella
t = Tempo
Se, ad esempio, il periodo è di 1/30 di secondo la sorgente sonora compie in 1 secondo 30 vibrazioni ( frequenza ).
Frequenza ( f )
E’ il numero di vibrazioni complete che avvengono in un secondo. Si misura in hertz ( Hz ).
Risulta f=1/T
Il "range" di udibilità dell’orecchio umano è compreso tra i 20 e i 20000 Hz. Ciò significa che, pur esistendo onde
sonore che si propagano a frequenze più basse (infrasuoni) o più alte (ultrasuoni) ,noi non possiamo percepirle.
Lunghezza d’onda (l )
E’ la distanza percorsa dall’onda in un periodo. Perciò, se "v" è la velocità di propagazione , l = v . T oppure l = v / f. Si
misura in metri ( m ).
Ampiezza
L’ ampiezza dell’onda rappresenta lo spostamento massimo delle molecole d’aria che oscillano intorno alla posizione di
equilibrio al passaggio della perturbazione acustica. All’aumentare di questo spostamento aumenta la forza con cui le
molecole colpiscono la membrana timpanica e, quindi ,l’intensità del suono che percepiamo.
Velocità di propagazione
E’ la velocità con cui il suono si propaga nel mezzo attraversato e dipende dalla densità dello stesso e dal modulo di
compressione ( K = Costante ). Nella tabella sono riportati i valori di "v" per alcune sostanze.
Sostanza
V (m/s )
Aria
344
Anidride Carbonica
259
Alcool Etilico
1207
Acqua
1498
Rame
3750
Ferro
5120
Vetro
5170
Timbro
Il timbro rappresenta la qualita’ del suono e dipende essenzialmente dalla forma d’onda dello stesso. Permette di
distinguere suoni emessi da sorgenti diverse, anche se essi hanno la stessa frequenza e la stessa intensita’. Ciascun
strumento musicale ha un timbro diverso.
Armonici
Una qualsiasi forma d’onda può essere scomposta come una somma di infinite sinusoidi (suoni puri). A ciascuna di
queste sinusoidi si da il nome di “armonica”. Due suoni aventi stessa frequenza e stessa intensità ma di timbro diverso
presenteranno armoniche di ampiezza diversa. Per comprendere meglio si può utilizzare la seguente applet Java:
http://www.electroportal.net/appFourier.html
oppure
http://www.jhu.edu/~signals/listen-new/listennewindex.htm
Cos’è il deciBel?
Il deciBel è un' unità di misura che viene usata in molti campi della tecnica. In acustica la sua applicazione più
importante è per misurare il livello di pressione sonora (ma viene usato anche per quantificare l'intensità, la potenza
sonora, etc.). Essa è un po' particolare perché non quantifica una grandezza in se ma la sua variazione in ampiezza e
quindi si basa sempre su un valore minimo che è usato come riferimento. Il nostro apparato uditivo è in grado di
percepire enormi variazioni dell’ampiezza di un suono: il rumore che danneggia l’udito è più di un milione di volte più
grande rispetto a quello minimo in cui siamo in grado di sentire, da qui la necessità di tradurre il fenomeno in numeri
più comodi da maneggiare nei conti e da discutere attraverso l’utilizzo del logaritmo in base 10 (NB ‘deci-‘ perché
decimale, ‘Bel’ da Mr. A.G. Bell colui che sviluppò a livello industriale l’invenzione del telefono).
Lp=20*log10(P/Pref) [dB]
dove P è il valore da tradurre in Pascal e Pref = 20 microPa = 0,00002 Pa
Questa operazione pone quindi a 0 dB il valore minimo udibile appena definito di 20 microPascal e a 120 dB il valore
massimo di 20 Pa (effettivamente esistono suoni che superano i 120 dB ma per fortuna non sono nella nostra esperienza
diretta).
Si noti che il sistema uditivo percepisce le variazioni di ‘volume’ secondo una scala logaritmica e che effettivamente
notiamo un raddoppio circa ogni 10 dB di aumento. I valori del livello di pressione sonora in deciBel si misurano con i
fonometri, quì viene data una tabella empirica, utile a quantificare a orecchio le variazioni di cui si è parlato.
Sensazione sonora
L’orecchio umano presenta una sensibilità che è funzione di due variabili principali: la frequenza del segnale sonoro e il
livello di pressione sonora del segnale.
In generale la sensibilità dell'orecchio diminuisce sensibilmente alle basse frequenze, si accentua alle frequenze medie e
torna a ridursi, ma in modo meno marcato, alle frequenze più alte. A livelli di pressione sonora più alti la curva di
sensibilità dell'orecchio tende, comunque, ad appiattirsi.
Sulla base del comportamento dell'orecchio medio sono state realizzate delle curve di eguale sensazione sonora in
funzione della frequenza e del livello di pressione sonora, dette curve isofone.
Sul diagramma, in ascisse sono riportate le frequenze, mentre in ordinate sono posti i livelli di pressione. Ogni curva
rappresenta perciò un insieme di segnali sonori che producono sull'ascoltatore la medesima sensazione sonora.
GRANDEZZE, PARAMETRI FISICI E CENNI NORMATIVI
POTERE FONOISOLANTE E ISOLAMENTO ACUSTICO
Il potere fonoisolante (R) di un elemento di edificio descrive la sua
attitudine a ridurre la trasmissione di energia sonora ed è caratteristico
delle proprietà fisiche dell’elemento.
W1: Potenza sonora incidente sulla parete
W2: Potenza sonora trasmessa dalla parete
Il potere fonoisolante apparente (R’) è analogo al potere fonoisolante
sopra descritto, ma tiene conto anche dell’energia acustica trasmessa
lateralmente attraverso le strutture che delimitano l’elemento.
W1: Potenza sonora incidente sulla parete
W2: Potenza sonora trasmessa dalla parete
W3: Potenza sonora trasmessa lateralmente
attraverso le strutture di contorno
L’isolamento acustico (D) è dato dalla differenza di livello sonoro che
si riscontra tra due ambienti contigui. Può tenere conto delle
caratteristiche di assorbimento acustico dell’ambiente ricevente.
L1: Livello sonoro nell’ambiente disturbante
L2: Livello sonoro nell’ambiente ricevente
D = L1 – L2: Isolamento acustico
I LIMITI DI LEGGE
Il DPCM 5 dicembre 1997 (“Determinazione dei requisiti acustici passivi degli edifici”), emanato in attuazione della
legge 447/95 (“Legge quadro sull’inquinamento acustico”), ha introdotto un quadro di riferimento alquanto articolato,
affiancando e integrando la scarsa legislazione preesistente. Le prescrizioni ivi contenute riguardano il potere
fonoisolante apparente R’w (che tiene conto anche delle trasmissioni laterali attraverso le strutture che delimitano una
parete), l’isolamento di facciata D2m,nT,w e il livello di rumore di calpestio L’n,w: vengono fissati i valori limite
dell’indice di valutazione dei citati parametri, per le differenti categorie di edificio, come riportato in tabella.
CLASSIFICAZIONE DEGLI AMBIENTI ABITATIVI
Edifici adibiti a ospedali, cliniche, case di cura o assimilabili.
R’w
D2m,nT,w
L’n,w
55
45
58
50
40
63
50
48
58
50
42
55
Edifici adibiti a residenza o assimilabili.
Edifici adibiti ad alberghi, pensioni o attività assimilabili.
Edifici adibiti ad attività scolastiche a tutti i livelli o assimilabili.
Edifici adibiti ad uffici o assimilabili.
Edifici adibiti ad attività ricreative o di culto o assimilabili.
Edifici adibiti ad attività commerciali o assimilabili.
Il decreto precisa che i valori limite di R’w si applicano a “elementi di separazione tra due distinte unità abitative”