Prof. Ing. Francesco Canestrari

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1 Diartimento ICEA Sezione Infrastrutture Università Politecnica delle Marche

2 IL FENOMENO SONORO COMPRESSIONI RAREFAZIONI FENOMENO SONORO MEZZO ELASTICO + SORGENTE SONORA Trasmissione d energia, attraverso un mezzo elastico, sotto forma di vibrazioni. Perturbazione di ressione di natura ondosa che si manifesta, in un unto di osservazione a distanza dalla sorgente, come raida successione di comressioni e rarefazioni. Di tio MECCANICO: generiche suerfici vibranti (es. casse acustiche) Di tio AERODINAMICO: erturbazioni di ressione create da forze aerodinamiche (es. aria mossa da un ventaglio)

3 IL FENOMENO SONORO: LE CARATTERISTICHE DEL SUONO Le forme d onda ossono essere molto comlicate, ma derivano, in ogni caso, da comosizioni di una forma d onda elementare: FREQUENZA [Hz] f n cicli comiuti in 1 sec PERIODO [sec] T 1 f Temo imiegato er comiere un giro comleto C f LUNGHEZZA Distanza tra due unti omologhi D ONDA C= Velocità del = 344 m/s [m] suono nell aria AMPIEZZA [db] A Massimo sostamento dall asse orizzontale Sensazione sonora erceita dal sistema orecchio/cervello (non misurabile fisicamente)

4 IL FENOMENO SONORO: LE CARATTERISTICHE DEL SUONO Un suono corrisondente ad una variazione erfettamente sinusoidale della ressione con un unica frequenza è detto TONO PURO In realtà la maggior arte dei suoni è una comosizione di varie frequenze e cioè di suoni erfettamente sinusoidali: SUONI COMPLESSI

5 IL FENOMENO SONORO: ANALISI ACUSTICA DI UN SUONO SPETTRO DI UN SUONO: Comosizione in frequenza del suono in diagrammi energia-frequenza, livello sonoro-frequenza Solitamente lo settro del rumore viene costruito er bande, suddividendo le frequenze acustiche in intervalli [f i,f s ] di: 1/1 ottava f s = f i 1/3 ottava f s = 1/3 f i SPETTRO ACUSTICO: confronto tra analisi in banda stretta, in bande di ottava e in bande di terzi di ottava

6 IL FENOMENO SONORO: LA SENSIBILITA ITA DELL ORECCHIO UMANO PERCEZIONE SONORA 0 Hz<f<0 KHz Le otenze eleintensità sonore associate ai fenomeni che l orecchio umano uò erceire hanno un amia dinamica: W 1 m 1 W m 1 0Pa 0 W m Pa Soglia d udibilità Soglia del dolore

7 LIVELLO DI PRESSIONE SONORA SPL (Sound Pressure Level) LIVELLO DI PRESSIONE SONORA L (db) Esressione dell amiezza del suono La relazione che lega la sensazione sonora al fenomeno che l ha generata è di tio esonenziale SCALA LOGARITMICA Il camo di variabilità delle grandezze acustiche è molto amio Misura\assoluta [Pa] Misura relativa [db] L P = ressione sonora d interesse log ref Pref = soglia d udibilità a 00 Hz di = 0-6 Pa un individuo medio giovane Si rende come riferimento il limite inferiore dell intervallo di ercettibilità

8 LIVELLO DI PRESSIONE SONORA SPL: SOMMA DI LIVELLI SONORI (Sound Pressure Level) Dato il livello di ressione sonora L, generato da una sorgente: L = log ( i / i i ref ) Raddoiando la sorgente, la combinazione degli effetti di iù cause risetta la seguente legge: L se L 1 = L : log ref L1 L 1, L log log L 3 L 1, L L Livelli di Pressione Sonora er alcune tiiche sorgenti di rumore

9 LIVELLO DI PRESSIONE SONORA SPL: SOMMA DI LIVELLI SONORI (Sound Pressure Level) Dato il livello di ressione sonora L, generato da una sorgente: L = log ( i / i i ref ) Raddoiando la sorgente, la combinazione degli effetti di iù cause segue la seguente legge: L se L 1 = L : log ref L1 L 1, L log log L 3 L 1, L L Livelli di Pressione Sonora er alcune tiiche sorgenti di rumore RADDOPPIO SORGENTE Incremento di 3 db

10 IL FENOMENO SONORO: ANALISI ACUSTICA DI UN SUONO La SENSIBILITA dell orecchio umano è funzione di variabili rinciali: 1. FREQUENZA del suono. LIVELLO DI PRESSIONE SONORA Suoni di stessa intensità ma frequenza diversa vengono erceiti dall orecchio in modo diverso CURVE ISOFONICHE: Costruite statisticamente sulla base del comortamento t dell orecchio medio. Uniscono i unti raresentanti suoni uri che, alle diverse frequenze, danno la stessa sensazione uditiva. Zona di maggior sensibilità: 00~4000Hz Il valore di sensazione viene esresso in PHON (indice che qualifica l intensità soggettiva): effetto acustico di 1dB ad una frequenza di 00Hz.

11 SCALE DI PONDERAZIONE db REALI Livello rilevato da uno strumento ad una certa frequenza CURVE DI PONDERAZIONE Riroducono le caratteristiche di sensibilità dell orecchio umano, arossimando curve isofoniche a diversi livelli db corrisondenti alla SENSAZIONE FISIOLOGICA dell uomo Ponderazione A ( isofonica a 40 hon) Ponderazione B ( isofonica a 70 hon) Ponderazione C ( isofonica a 0 hon) La curva A risulta quella, in media, meglio correlata con la risosta soggettiva umana ai livelli medio bassi di rumore di nostro interesse (fino a db). La onderazione dello settro sonoro viene effettuata sommando algebricamente i relativi coefficienti correttivi ai livelli sonori di ciascuna banda di frequenza: N Li Log i Ci LA

12 LIVELLO SONORO EQUIVALENTE CONTINUO Lequ Livello sonoro di un iotetico rumore continuo stazionario che, nell intervallo di temo considerato e in un assegnato unto d osservazione, erogherebbe una quantità di energia sonora (valutata in curva di onderazione A) ari a quella effettivamente erogata dal rumore fluttuante nel medesimo intervallo di temo. P A (t )= ressione sonora del rumore fluttuante in esame in curva di onderazione A P ref = ressione sonora di riferimento T= Temo totale di osservazione L equ T 1 PA ( t) Log dt T P 0 ref INDICE MOLTO USATO PER LA VALUTAZIONE DELL INQUINAMENTO ACUSTICO

13 TRAFFIC NOISE INDEX TNI Indice di rumore che INTERPRETA PIENAMENTE LE ESIGENZE DI MISURAZIONE DEL RUMORE PRODOTTO DAL TRAFFICO: TNI 4( L L90) L90 30dB A % L, L 90 = LIVELLI STATISTICI DI PRESSIONE ACUSTICA che L L90 dba esrimono in dba il livello suerato er il % e il 90% del temo. L = f ( RUMORI DI PICCO ) L 90 = f ( RUMORI DI FONDO ) (L L 90 ) = CLIMA DI RUMORE = Fluttuazione PICCHI-FONDO ( Fattore incluso nel TNI strettamente correlato al disturbo rovocato dalla RUMOROSITA DA TRAFFICO URBANO )