1. Modalità di assorbimento del suono 2. Grandezze caratteristiche dei materiali fonoassorbenti 3. Materiali fibrosi 4. Materiali porosi 5.

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1 I materiali fonoassorbenti 1. Modalità di assorbimento del suono 2. Grandezze caratteristiche dei materiali fonoassorbenti 3. Materiali fibrosi 4. Materiali porosi 5. Risonatori 1

2 Modalità di assorbimento del suono Assorbimento per POROSITÀ: La dissipazione di energia sonora è dovuta all attrito viscoso tra le particelle di aria (che circola attraverso i pori) e la struttura del materiale. Assorbimento per RISONANZA di cavità e di membrana: La dissipazione di energia sonora è dovuta allo smorzamento del sistema oscillante (es. risonatore, pannello vibrante) quando questo è in condizioni di risonanza. 2

3 Modalità di assorbimento del suono POROSITÀ MEMBRANA CAVITÀ 3

4 Modalità di assorbimento del suono I materiali fonoassorbenti presentano al loro interno delle cavità che devono essere comunicanti tra loro e collegate con l ambiente esterno. Ciò consente al campo acustico di penetrare e muoversi al loro interno. Sono raggruppabili in due categorie: - MATERIALI FIBROSI - MATERIALI POROSI SI NO Contengono un elevata percentuale di aria in movimento, il cui attrito viscoso con le pareti della struttura provoca dissipazione di energia sonora. 4

5 Grandezze caratteristiche dei materiali fonoassorbenti POROSITÀ: Rapporto tra il volume di aria contenuta nei pori e il volume complessivo del materiale. I materiali fonoassorbenti hanno generalmente porosità >

6 Grandezze caratteristiche dei materiali fonoassorbenti RESISTIVITÀ AL FLUSSO D ARIA: Tendenza del materiale a non lasciarsi attraversare dal flusso di aria. Si misura in N s/m 4. Δp v d differenza di pressione tra le due facce opposte del materiale velocità del flusso d aria spessore del materiale È un parametro in grado di quantificare la dissipazione di energia sonora all interno del materiale. 6

7 Resistività al flusso d aria 7

8 Grandezze caratteristiche dei materiali fonoassorbenti TORTUOSITÀ: Limite a frequenze infinite del rapporto tra le velocità dell onda acustica nel materiale e nell aria. È un rapporto che tiene conto della tortuosità del percorso compiuto dall onda acustica all interno del materiale. Fibrosi: 1.00 α 1.05 Porosi: α anche > 2 8

9 Grandezze caratteristiche dei materiali fonoassorbenti LUNGHEZZA CARATTERISTICA VISCOSA Λ: Esprime la dimensione caratteristica delle interconnessioni tra le porosità del materiale. LUNGHEZZA CARATTERISTICA TERMICA Λ : Esprime la dimensione caratteristica dei pori del materiale. Sono parametri introdotti per tener conto degli effetti viscosi e degli scambi termici tra le onde acustiche e la struttura nella quale esse si propagano. Vale sempre Λ < Λ. Per molti materiali si può anche assumere Λ = 2Λ. 9

10 Grandezze caratteristiche dei materiali fonoassorbenti La prestazione acustica non rappresenta l unica variabile in gioco nella scelta di un materiale. Questa concorre insieme a: - Prezzo - Classe di resistenza al fuoco - Peso specifico - Igienicità - Ecosostenibilità - Aspetto estetico - 10

11 Materiali fibrosi Sono tra i primi materiali ad essere stati utilizzati nei teatri antichi. Sono costituiti da fibre di diversa natura unite tra loro tramite leganti chimici o trattamenti fisici. ESEMPI DI MATERIALI FIBROSI Lana di roccia Lana di vetro Fibre di poliestere Feltri (fibre tessili riciclate) Fibre di acido polilattico (mais) Fibre vegetali (cotone, canapa, cocco, legno, cellulosa, ecc.) Fibre animali (lana di pecora, piume d oca, ecc.) 11

12 Materiali fibrosi MATERIALE DIAMETRO MEDIO FIBRE [mm] DENSITÀ CARATTERISTICA [kg/m 3 ] SETTORE DI IMPIEGO PREVALENTE IMMAGINE DI ESEMPIO Lana di roccia Edilizia Lana di vetro Edilizia Fibre di poliestere Feltri varie Fibre di acido polilattico Edilizia, trasporti, industria Trasporti, elettrodomestici Bioedilizia Fibre vegetali varie Bioedilizia Fibre animali varie Bioedilizia 12

13 Materiali fibrosi PROPRIETÀ FISICHE DI ALCUNI MATERIALI FIBROSI 13

14 Materiali fibrosi EFFETTO DELLA DENSITÀ (lana minerale di spessore 40 mm) 14

15 Materiali fibrosi Sono caratterizzati da celle cave interconnesse da canali, entro i quali si propaga l onda acustica. Si dividono in SCHIUME e AGGREGATI GRANULARI. ESEMPI DI MATERIALI POROSI Poliuretani espansi a cella aperta Resina melamminica Schiuma espansa a base di polietilene Schiume di alluminio Aggregati di elastomeri espansi Materiali aggregati in generale (pietra, gomma, plastica, ecc.) 15

16 Materiali fibrosi MATERIALE DENSITÀ CARATTERISTICA [kg/m 3 ] SETTORE DI IMPIEGO PREVALENTE IMMAGINE DI ESEMPIO Poliuretani espansi a cella aperta Industria, trasporti Resina melamminica 10 Edilizia, trasporti, industria Schiuma espansa a base di polietilene Edilizia, industria Schiume di alluminio Trasporti Aggregati di elastomeri espansi Pietra, gomma, plastica, ecc Industria, trasporti, elettrodomestici Industria, trasporti, elettrodomestici 16

17 Materiali fibrosi PARAMETRI FISICI DI CAMPIONI DI PICCOLE DIMENSIONI Immagine da scansire 17

18 Materiali fibrosi CASO STUDIO: schiume poliuretaniche 18

19 19

20 20

21 Baffle 21

22 Risonatori 22

23 Risonatori PANNELLO FORATO (risonatore per cavità) 23

24 Risonatori PANNELLO FORATO CON MATERIALE FONOASSORBENTE (risonatore per cavità) Aumentando la dissipazione interna del sistema è possibile incrementare sia il picco che la larghezza della banda di frequenze in cui si concentra l assorbimento, mentre la frequenzza di risonanza rimane pressoché immutata. 24

25 Risonatori FIBRA DI POLIESTERE RIVESTITA DA MEMBRANA IN ALLUMINIO 70 μm (risonatore a membrana) L aggiunta della membrana di alluminio produce un incremento notevole delle prestazioni acustiche. 25

26 Risonatori ESEMPI DI RISONATORI COMMERCIALI 26

27 Risonatori ESEMPI DI RISONATORI COMMERCIALI 27