= pressione acustica istantanea ponderata A

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1 I rumori, anche quelli stazionari, resentano semre delle fluttuazioni; er tale motivo, al fine di meglio valutare l'esosizione al rischio, è stato ricavato il cosiddetto Livello Equivalente Continuo (Leq che raresenta il livello di un iotetico rumore costante, della stessa durata ed energicamente equivalente al rumore variabile misurato: è in ratica la media del fenomeno comlessivo. Poiché l'orecchio umano non resenta la stessa sensibilità alle diverse frequenze, occorre correggere le misure mediante delle curve di onderazione che tengono conto della minore sensibilità alle alte, e sorattutto alle basse frequenze. La curva utilizzata er le misure di rumorosità ambientale è la curva A: er tale motivo, a meno che non venga richiesta una misura lineare, i risultati verranno semre indicati come dba,come db(a o semlicemente db. Per oter quantificare la ercentuale di rischio di danno acustico cui è sottoosto un lavoratore esosto al rumore, occorre conoscere le varie esosizioni nell'arco della giornata lavorativa al fine di calcolare il livello di esosizione quotidiano al rumore (LEP. Esso si esrime con la formula: LEP,d = LAeq,Te + Dove: LAeq,Te = Te 10 log To 10 log Te ( t 1 A Te 0 0 dt Te = durata quotidiana dell'esosizione ersonale di un lavoratore al rumore, ivi comresa la quota giornaliera di lavoro straordinario; To = 8 h = s; 0 = 0 µpa A = ressione acustica istantanea onderata A Il LeqA uò essere ottenuto sommando i contributi degli L er ogni banda di frequenza (ISO LeqA n 8 0,1 [ Lf ( ij + Af ( j ] 10 log 10 [dba] = i= 1 j= 1 1

2 n = numero delle sorgenti j = indica le 8 frequenze medie standard: da 8 Hz a 63 KHz Af = correzione curva di onderazione A Qualora l'attività lavorativa e la conseguente esosizione al rumore, varino molto nel corso della settimana, è ossibile calcolare il livello settimanale di esosizione al rumore. L'esosizione settimanale rofessionale di un lavoratore al rumore (LEP,w è la media settimanale dei valori quotidiani LEP,d, valutata sui giorni lavorativi della settimana. Essa è calcolata mediante la formula: LEP,w = 10 log 1 5 m K = ,1 ( LEP, d k Dove (LEP,dk raresentano i valori di LEP,d er ognuno degli m giorni di lavoro della settimana considerata. La misura del rumore ambientale viene effettuata con uno strumento chiamato misuratore del livello sonoro, ma universalmente conosciuto come fonometro. I fonometri di uso comune vengono chiamati integratori quando ossiedono la caacità di calcolare il Leq. Questi strumenti sono dotati di aositi circuiti che ermettano di effettuare le misure secondo le curve di onderazione che risecchino il iù ossibile la sensibilità dell'orecchio umano e cioè la curva A.

3 La sorgente sonora Dal unto di vista acustico la sorgente sonora viene descritta in termini di livello di otenza e di direttività. Il livello di otenza sonora Lw misura tutta la otenza acustica irradiata dalla sorgente in tutto il camo di frequenze udibili o nella banda di frequenze di interesse. La direttività Q è un arametro funzione della frequenze e della direzione secondo la quale viene emessa la otenza sonora. Essa, infatti, indica come la otenza viene irradiata nelle diverse direzioni che si diartono da centro della sorgente sonora. Questi arametri sono articolarmente imortanti, erché ermettono di caratterizzare la sorgente al fine di calcolare il livello di ressione sonora da questa rodotta in ogni unto dello sazio circostante, vale a dire di definire il camo sonoro. La otenza acustica irradiata da una sorgente uò essere determinata valutando il flusso energetico che nell'unità di temo attraversa un generica suerficie (generalmente una sfera S, che racchiude la sorgente stessa. Se si suddivide la suerficie S in n elementi Si, si uò calcolare il livello di otenza della sorgente in decibel: Lw = 10 log n i= 1 Si *10 Li 10 + C 3

4 Dove Li è il livello di ressione sonora in corrisondenza dell'i-esimo elemento di suerficie e C = -10 log(ρ 0 c/400 = - 10 log K è il termine correttivo che diende dalla temeratura e dalla ressione dell'aria (è trascurabile in condizione normali. La direttività di una sorgente, Q, che come risulta dalla definizione è un arametro adimensionale, uò essere misurata direttamente facendo funzionare la sorgente in camo libero da ostacoli o da suerfici riflettenti. Infatti la direttività Q della sorgente sonora di otenza W è così definita: Q = eff eff s = 10 L L s 10 dove eff = ressione sonora efficace misurata in un unto individuato dalle coordinate sferiche r, θ e ϕ effs = ressione sonora efficace misurata nello stesso unto di rima se la sorgente fosse non direttiva Dalla direttività Q si ricava l'indice di direttività, DI, con la relazione: DI = 10 log Q = L L s Posizione della sorgente Direttività Q Indice di direttività DI Sazio libero (al centro di un grande ambiente Al centro di una grande suerficie iana riflettente All'intersezione di due grandi suerfici iane riflettenti All'intersezione di tre grandi suerfici iane riflettenti

5 La roagazione del suono all'aerto Durante la roagazione nell'atmosfera all'aerto, il suono si attenua er effetto di diversi fenomeni. L'attenuazione causata esclusivamente dalla roagazione delle onde sferiche è un fenomeno conosciuto col nome di divergenza delle onde, ed è articolarmente evidente er sorgenti sonore omnidirezionali. Durante la roagazione delle onde sonore, all'attenuazione causata dal fenomeno della divergenza vanno aggiunte altre attenuazioni dovute rincialmente all'assorbimento dell'aria e del suolo, all'effetto delle barriere e alla riflessione da arte degli ostacoli. Il camo acustico all'esterno uò essere valutato e descritto se si disone di una relazione in grado di determinare in ogni unto dello sazio il livello di ressione L rodotto da una sorgente di caratteristiche note. Nel caso di roagazione del suono in camo libero in un mezzo di trasmissione ideale, senza assorbimento, si uò determinare L, rodotto dalla sorgente (di tio sferico nel unto individuato dalle coordinate sferiche r, θ e ϕ: L = LW + DI 0log r 11 [db] er una sorgente di forma cilindrica (es. un treno o una successione di automezzi che ercorrono una traiettoria rettilinea si ha: L = L + DI 10log r 11 W dove Lw [db] è il livello di otenza della sorgente, DI [db] è il suo indice di direttività nella direzione individuata dagli angoli θ, ϕ e r [m] è la distanza del unto considerato dalla sorgente stessa. Va notato che 0log(r+11 e 10log(r+11 raresentano l'attenuazione dovuta alla divergenza geometrica delle onde che rovocano una attenuazione di 6 db ad ogni raddoio della distanza er le sorgenti sferiche, una diminuzione di 3 db er quelle lineari. Si uò allora ricavare un'esressione generale er la roagazione del suono all'esterno, concentrando in un termine dalle iù comlesse condizioni ambientali: A tt tutte le attenuazioni aggiuntive causate 5

6 L = L + DI [ 10]0 log r 11 [db] W Att Si descrivono di seguito le attenuazioni aggiuntive rinciali: Effetto dell'imedenza acustica dell'aria: se ρ 0 c 400 [Pa s m 1 ] (condizioni standard di ressione e temeratura ρ 0c = 10log 400 A tt 1 = 10log K [db] il valore A tt1 uò essere determinato artendo dalla conoscenza della temeratura e della ressione atmosferica. Effetto dell'assorbimento dell'aria: l'attenuazione dovuta all'assorbimento acustico dell'aria durante la roagazione del suono uò essere calcolata con la relazione: = α /1000 [db] A tt r dove r [m] è il cammino ercorso dal suono, coincidente con la distanza tra sorgente e ricevitore, e α è il coefficiente di assorbimento acustico dell'aria in db m 1. Il coefficiente α diende fortemente dalla frequenza del suono, dalla temeratura e dall'umidità relativa dell'aria, mentre è oco influenzato dalla ressione. 6

7 Coefficiente di assorbimento dell'aria α [db/m] Frequenze centrali delle bande di ottava T[ C] U.R.[%] ,1 0,41 1,04 1,93 3,66 9,66 3,80 117, ,7 0,65 1,,70 8,17 8,40 88,80 0, ,14 0,48 1,,4 4,16 10,80 36,1 19, ,09 0,34 1,07,40 4,15 8,31 3,70 8, ,09 0,34 1,13,80 4,98 9,0,90 76, ,07 0,6 0,96 3,14 7,41 1,70 3,10 59,30 Nel caso di condizioni atmosferiche non contemlate dalla tabella, i valori di α ossono essere determinati con il metodo di calcolo riortato nella norma ISO Effetto della resenza del suolo La resenza del suolo influisce sulla roagazione del suono all'aerto a causa dell'interferenza tra il suono riflesso dal suolo e il suono trasmesso direttamente tra sorgente e ricevitore. Questo fenomeno che uò essere sinteticamente raresentato da un'attenuazione acustica, diende in articolare dalle quote della sorgente (hs e del ricevitore (hr, nonché dalle caratteristiche dello strato suerficiale del suolo. Una metodologia er il calcolo dell'attenuazione A tt3, è quella roosta dalla norma ISO Seguendo questa normativa lungo il ercorso del suono dalla sorgente al ricevitore si ossono individuare tre diverse zone. L'estensione di queste zone diende oltre che dalla lunghezza della roiezione al suolo del ercorso, d, anche da hs e da hr. Si avrà che: 1. la zona della sorgente individua un'area estesa dalla sorgente verso il ricevitore er una lunghezza ari a 30hs d ; 7

8 . la zona del ricevitore individua un'area estesa dal ricevitore verso la sorgente er una lunghezza ari a 30hr d ; 3. la zona intermedia individua un'area intermedia tra le due zone recedenti da considerare solo se d >(30hs+30hr; queste tre zone intervengono nell'attenuazione del suono attraverso le loro caratteristiche acustiche che sono sintetizzate nel arametro G, er il quale si ha: 1. G = 0 nel caso di suolo duro, zone avimentate, acqua, ghiaccio, calcestruzzo e altre suerfici con bassa orosità;. G = 1 er suolo oroso, zone coerte di erba, alberi o altro tio di vegetazione, terreni coltivati; 3. 0< G <1 er suolo misto, stimando la frazione della suerficie totale che uò essere considerata come suolo oroso. Determinati i valori di G er le varie zone, note hs, hr, d, si ossono determinare er bande di ottava le attenuazioni A s, A r e L'attenuazione totale dovuta al suolo sarà: A m rodotte dalle tre zone considerate. A tt3 = A s + A r + A m [db] 8

9 Frequenze centrali delle bande di ottava [Hz] A s o A 1 r [db] A m [db] 63-1,5-3q Note 15-1,5 + G*a'(h 50-1,5 + G*b'(h 500-1,5 + G*c'(h -3q(1-Gm ,5 + G*d'(h 000-1,5(1-G ,5(1-G ,5(1-G a' ( h = 1,5 + 3,0 * e b' ( h = 1,5 + 8,6 * e c' ( h = 1,5 + 14,0 * e d' ( h = 1,5 + 5,0 * e 6 0,1( h 5 d / 50 0,09h,8*10 * d 0,09h 0,46h 0,9h (1 e (1 e (1 e (1 e d / 50 d / 50 d / ,7 * e (1 e 1 er calcolare A s orre G = Gs e hs h =. Per calcolare A r orre G = Gr e h = hr q = 0 quando d 30( hs + hr ; 30(h s + hr q = 1 quando d > 30( hs + hr d d è la roiezione della distanza sorgente ricevitore [m] sulla suerficie. d 30hs 30hr hs S R hr Regione sorgente Regione media Regione ricevitore 9

10 Effetto delle barriere acustiche Per barriere acustiche si intendono schermi di varia natura, quali areti massive, edifici, terraieni, che inseriti nella linea di vista tra sorgente e ricevitore attenuano notevolmente la roagazione del suono diretto. Infatti si ottiene una riduzione del livello sonoro erceito nella zona in ombra, dalla arte del ricevitore al di sotto del rolungamento della congiungente la sorgente con la sommità dello schermo, oiché il suono raggiunge il ricevitore quasi esclusivamente er diffrazione in corrisondenza delle estremità della barriera. L'attenuazione delle barriere acustiche è l'unica, tra le varie riscontrabili nella roagazione del suoni all'esterno, che uò essere tecnicamente controllata. Il suono interagisce con la barriera er riflessione sulla sua suerficie, er trasmissione attraverso la barriera stessa e er diffrazione ai bordi, in articolare alla sommità. Ci sono diverse teorie er il calcolo del fattore di attenuazione A tt4 er lo schermo rigido semi-infinito: Secondo la teoria di Kirchhoff si ha: A tt4 1 1 = 10 log C ( ν + S( ν [db] dove la variabile = ± H 1 ν + 1 e C(ν e S(ν sono gli integrali di Fresnel. e λ a b He b P S a barriera 10

11 Secondo la teoria di Keller, si ricava: π N = 5 0log er N 0, tanh π N A tt 4 + A tt4 = 0 in tutti gli altri casi dove N è l'indice di Fresnel, numero adimensionale fornito dalla relazione: N = ± ( A + B d λ in cui λ [m] è la lunghezza d'onda del suono, d [m] la distanza in linea retta tra sorgente e ricevitore, A+B la lunghezza in metri del ercorso iù breve comiuto dal suono tra sorgente e ricevitore suerando la sommità dello schermo. A B S d R barriera 11

12 Effetto del fogliame L'attenuazione rodotta dal fogliame di alberi o cesugli è molto iccola e si verifica soltanto in resenza di vegetazione articolarmente densa, tanto da non ermettere la vista nella direzione di roagazione del suono. In generale vengono tabellati i valori dell'attenuazione in db che si verifica quando il suono ercorre nel fogliame distanze d f tra i 10 e i 0 metri e i valori in db/m quando questa distanza d f è comresa tra 0 e 00 m, valore limite quest'ultimo anche er distanze sueriori ercorse nel fogliame denso. Attenuazione [db] er d f da 10 a 0 m Attenuazione [db/m] er d f da 0 a 00 m Coefficiente di attenuazione del fogliame Frequenze centrali delle bande di ottava [Hz] ,0 0,03 0,04 0,05 0,06 0,08 0,09 0,1 1