Laboratorio di Acustica. SoundLab Italy. Un progetto di Gian Carlo Magnoli

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1 Laboratorio di Acustica SoundLab Italy Un progetto di Gian Carlo Magnoli Cremona, 2 agosto 2006

2 Indice 1. Introduzione pag Le ragioni del progetto pag Nuovo contesto normativo e prestazioni acustiche 2.2 Nuove figure professionali nel campo dell acustica 2.3 Tradizione e innovazione: occasioni di sviluppo socioeconomico del territorio 3. La proposta in sunto: contenuti, costi e gestione pag Programma di lavoro e metodologia per lo sviluppo del progetto 3.2 Ricognizione circa le necessità potenziali del territorio 4. Funzioni del laboratorio pag Definizione della Mission 4.2 Alta formazione continua 4.3 Certificazione di materiali per edilizia 4.4 Certificazione di materiali per strumenti musicali 5. Strumenti pag Progettazione prestazionale 5.2 Camera anecoica e strumentazione 6. Struttura gestionale pag Contesto locale: A.C.S.U. come network territoriale 6.2 Contesto internazionale: la Rete di Eccellenza come network europeo 6.3 Partner potenziali 6.4 Direttore e Comitato Scientifico 6.5 Patrocino delle Nazioni Unite 7. Conclusioni e sviluppi futuri pag. 11 1

3 1 Introduzione Il presente documento nasce da una idea dell arch. Gian Carlo Magnoli di Cremona e intende proporre sia al Politecnico di Milano sia alla Associazione Cremonese Studi Universitari (A.C.S.U.) il progetto di un laboratorio di acustica avanzata. Esistono precedenti nel campo, la cui esperienza è stata analizzata al fine di studiare la fattibilità e determinare la peculiarità del laboratorio proposto. Altri laboratori che lavorano in campi similari sono: Acustica laboratorio che si occupa di ridurre il rumore Acusticlabs Università di Milano Bicocca studia acustica e rumore Laboratorio di Acustica Università di Padova studia la trasmissione del rumore nei materiali Laboratorio di Acustica IEN Torino studia le prestazioni di microfoni Laboratorio Virtuale di Acustica Università di Bologna ausilio didattico per insegnamento Scuola di Acustica di Ferrara Università di Ferrara si occupa di formazione professionale Suonovivo società di istallazioni acustiche chiavi in mano In Italia non ci sono precedenti riguardo lo studio interdisciplinare delle prestazioni acustiche. Un laboratorio interdisciplinare di acustica applicata all esistente contesto produttivo sarebbe utile in Lombardia perché potrebbe svolgere attività formativa e di ricerca in maniera multidisciplinare, capace cioè di offrire benefici al maggior numero di attività pubbliche e produttive. Fondandosi su basi scientifiche arriverebbe a supportare il contesto esistente, stimolarne la crescita, facilitandone l innovazione continua in campo acustico perchè coinvolgerebbe le migliori competenze presenti sul mercato nazionale e internazionale, provenienti dal mondo produttivo e universitario. Un laboratorio di acustica avanzata potrebbe anche costituire la piattaforma operativa dove rafforzare la necessaria collaborazione nel campo dell acustica tra le realtà produttive del territorio lombardo, l'università, la Ricerca, gli Enti e le Istituzioni locali, oltre a generare lo stimolo per la nascita di nuove realtà imprenditoriali. Il mercato nel campo acustico offre infatti una ottima opportunità congiunturale perché già richiede nuove figure professionali quali ad esempio i certificatori acustici. 2

4 2 Le ragioni del progetto Le nuove normative 1, generate dal recepimento locale delle direttive europee, stanno rendendo la progettazione acustica un requisito obbligatorio imprescindibile nella progettazione tout court in ogni campo, dall industria all edilizia, dagli ambienti pubblici alla viabilità urbana. L acustica è la scienza che si occupa dello studio delle onde elastiche e della sensazione sonora che queste onde producono in noi, mediante l'udito. Lo studio avanzato della acustica è oggi stimolato da alcune ragioni fondamentali, tra cui: 1) la gestione del rumore, finalizzata alla riduzione di rumori nocivi e molesti in ambiente urbano; 2) la progettazione delle prestazioni acustiche di edifici con ambienti ad uso residenziale e terziario; 3) la progettazione di prestazioni acustiche di sale di incisione e da concerto, ovvero ambienti destinati alla musica; 4) l analisi delle prestazioni acustiche di strumenti musicali e relativa progettazione delle prestazioni acustiche. 2.1 Nuovo contesto normativo e prestazioni acustiche Le nuove direttive comunitarie 2 prevedono che ogni progetto, sia esso di sviluppo industriale, di sviluppo urbano, di edificio o di prodotto, certifichi a priori la sostenibilità delle prestazioni acustiche, ovvero dichiari di soddisfare determinati requisiti prestazionali. Ogni progetto dovrà dichiarare e certificare - le proprie prestazioni in ogni campo (acustiche, energetiche, sismiche, etc). prima ancora di essere realizzato. 1 Direttiva Europea completa al sito: Decreto del Presidente del Consiglio dei Ministri del 5 dicembre UNI Technical Report del dicembre Pubblicazione Centro Nazionale Ricerche al riguardo Commento di centro ricerche Rokwool (industria) Page_Acustica/Approfondimento_libro/PDF_AcusticaEdilizia/Cap.4_AcusticaInEdilizia.pdf 2 Maggiori informazioni al sito: 3

5 Quale è la logica? Quando acquistiamo un automobile vogliamo sempre essere informati circa i consumi, la silenziosità e la sicurezza cosa che accade raramente se acquistiamo un prodotto generico, quasi mai nel caso di un edificio. Le nuove indicazioni legislative europee mirano a creare un mercato del futuro compatibile con le esigenze dello sviluppo sostenibile, quindi a modificare la natura della domanda di mercato, nell intento di aiutare il consumatore a richiedere precise prestazioni energetiche, acustiche e di sicurezza per ogni prodotto in commercio. Precedentemente gli standard da soddisfare erano meramente prescrittivi 3 ovvero per ottemperare alle prescrizioni di legge era semplicemente necessario soddisfare prescrizioni costruttive precise, che non obbligavano a monitoraggi successivi circa le effettive prestazioni ottenute. Il nuovo contesto normativo vede invece cambiare gli standard da prescrittivi a prestazionali, ovvero in grado di garantire anche il risultato la effettiva prestazione richiesta e non semplicemente il processo. L acustica e la sua progettazione divengono quindi un passaggio obbligato per l intero settore produttivo. 2.2 Nuovo figure professionali nel campo dell acustica Il mercato richiede nuove competenze e nuove capacità, disegnando il profilo di nuove professionalità legate al mondo dell acustica e questa è una straordinaria opportunità di formazione e didattica. La progettazione tradizionale dedica poche attenzioni alla effettiva prestazione acustica di materiali, ambienti e prodotti. I sistemi di progettazione utilizzati correntemente non affrontano il tema delle prestazioni complesse e ciò rende difficile se non impossibile l ipotesi di una garanzia rilasciata sulla carta come richiesto dalle direttive europee. Il contesto produttivo necessita dunque di nuove figure professionali, in grado di gestire e risolvere i nuovi temi legati alla certificazione prestazionale. Quando si progetta una automobile, si testano le prestazioni del prototipo ad esempio consumi e aerodinamica vengono testati e corretti nella galleria del vento, per assicurarsi in maniera scientifica ed empirica che la prestazione progettata sulla carta corrisponda realmente alle effettive prestazioni aerodinamiche del prodotto rendendole certificabili. Esistono strumenti in grado di gestire la transizione verso la progettazione prestazionale (come la simulazione digitale e la prototipazione digitale), già in uso in altri settori produttivi, che aiuterebbero notevolmente a migliorare la resa, ridurre i costi e certificare i risultati. 3 Un esempio divertente di quanto la mera prescrizione sia potenzialmente deleteria per le effettive prestazioni è offerto dal famoso aneddoto riguardo l esercito italiano che prescriveva in tutto il paese l uso di divise invernali dal 1 ottobre e di divise estive dal 30 marzo prescindendo dal confort. Ciò poteva significare il cappotto della divisa invernale dal 1 ottobre in Sicilia o le camicie a mezze maniche in tela dal 30 marzo in Valle d Aosta. Le prescrizioni erano soddisfatte a danno delle prestazioni: ciò che in realtà conta è il confort dell utente della divisa nei diversi contesti. 4

6 Ma ancora mancano professionisti in grado di utilizzare tali strumenti innovativi. Il laboratorio di acustica si propone pertanto di svolgere attività didattica e di formazione per aiutare la nascita di nuove figure professionali in grado di sviluppare il tema della progettazione prestazionale, ovvero in grado di progettare e verificare la effettiva prestazione acustica di ambienti e materiali. 2.3 Tradizione e innovazione: occasioni di sviluppo socioeconomico del territorio L acustica e la cultura musicale sono da sempre tra le occasioni di sviluppo culturale del territorio lombardo: grazie alla tradizione legata alla realizzazione di strumenti musicali, tra cui strumenti ad arco, strumenti a fiato, pianoforti, clavicembali, organi ed arpe l acustica è anche una delle vocazioni più antiche di sviluppo sociale ed economico in Lombardia. La produzione di strumenti musicali, iniziata come attività artigianale, nel corso dei secoli si è consolidata in una tradizione culturale, tecnica e produttiva tra le più famose al mondo. Tale tradizione sino ad oggi ha generato un indotto economico, culturale, sociale, e di marketing territoriale che le ha permesso di autosostenersi e di tramandarsi alle generazioni future. Un esempio specifico è dato dalla provincia di Cremona, che vanta una tradizione musicale di primaria importanza, soprattutto nel mondo degli strumenti ad arco, sia per quanto riguarda la produzione, sia per il loro utilizzo. Non a caso la raccolta di strumenti presente a Cremona è una delle più importanti al mondo. Come possiamo assicurarci che tale tradizione si perpetui anche nei secoli a venire? Quali innovazioni sono necessarie al sistema affinché la vocazione per l acustica del territorio possa radicarsi e consolidarsi sempre più? Può nascere dalle radici culturali legate alla tradizione musicale l innovazione necessaria a consolidare e migliorare il capitale sociale locale oltre al presente indotto economico legato alla musica nel territorio lombardo? 5

7 3. La proposta in sunto: contenuti, costi e gestione Si propone che il laboratorio di acustica avanzata nasca direttamente in seno ad A.C.S.U., e si occupi di ricerca e sviluppo in campo acustico. Il laboratorio dovrà in primis creare una rete di partners internazionali di chiara competenza in campo acustico. E prevista l ideazione di network internazionale di SoundLabs nel mondo (ne esistono già due: uno a Londra ed uno a New York), e questo progetto si propone di definire l esistenza del SoundLab italiano, unito in rete agli altri centri di eccellenza acustica. Tale rete svolgerà una duplice funzione: a) una volta definita e accreditata, verrà utilizzata per partecipare a bandi di finanziamento e servirà per promuovere a livello internazionale l immagine e le competenze di eccellenza del contesto locale; b) dovrà attirare a livello locale competenze internazionali di eccellenza in campo acustico. Una volta ottenuti finanziamenti - con fondi da bandi locali, nazionali e europei - sia il laboratorio sia la rete beneficeranno di risorse, allocate di volta in volta secondo precisi business plan redatti man mano per ciascun progetto. Non sono dunque previsti costi iniziali. Le attività di ricerca bandi e relativa stesura dei contenuti dei progetti verranno svolte - di concerto con A.C.S.U. - dal Direttore, arch. Gian Carlo Magnoli ( assistito da un Comitato Tecnico Scientifico (C.T.S). In caso A.C.S.U. approvi il presente progetto, provvederà a dare mandato, incaricando il Direttore di organizzare il laboratorio secondo le modalità descritte nel presente documento. Obiettivi principali del laboratorio sono: a) la formazione di nuove capacità professionali circa la progettazione acustica; b) la certificazione acustica di materiali ed ambienti per l edilizia; c) l analisi acustica di materiali per la creazione di strumenti musicali. 3.1 Programma di lavoro e metodologia per lo sviluppo del progetto Si prevedono le attività per i primi tre anni di vita del laboratorio. Il laboratorio durante il primo anno di vita progetterà le proprie attività in relazione alle esigenze del contesto territoriale e alle potenziali fonti di finanziamento; dal secondo anno il Laboratorio inizierà a svolgere le previste attività di formazione di nuove capacità professionali, di certificazione acustica di materiali/ambienti per l edilizia e di analisi acustica di materiali per la creazione di strumenti musicali. 3.2 Ricognizione circa le necessità potenziali del territorio E previsto che il laboratorio svolga una continua attività di ricognizione tecnico scientifica circa le necessità in campo acustico. Tale monitoraggio continuo si svolgerà tramite ricerche, questionari e tavole rotonde in cui verranno coinvolti i maggiori attori o stakeholders - interessati nel territorio. 6

8 4 Funzioni del laboratorio Sono previste attività di formazione e attività di certificazione delle prestazioni acustiche. 4.1 Definizione della mission La missione del laboratorio proposta è quella di fare ricerca nel campo dell acustica, al fine di consolidare la vocazione internazionale del territorio lombardo, e di Cremona in particolare, nel campo del suono e della musica grazie alla creazione di nuovi volani economici, produttivi e culturali per il territorio. 4.2 Alta formazione continua E prevista la progettazione di moduli formativi e la successiva formazione di nuove figure professionali in campo acustico, capaci di soddisfare le nuove esigenze del mercato europeo, tra cui: attività didattica complementare: moduli integrativi per studenti Master (secondo livello); alta formazione: corsi di specializzazione per professionisti già operanti nel mercato; alta formazione: moduli integrativi per produttori di strumenti musicali; alta formazione: moduli integrativi per musicisti in carriera. E anche prevista una attività di alta formazione specifica per suonatori di strumenti ad arco, espletata grazie ad un uso innovativo del laboratorio: verranno riprodotte le caratteristiche acustiche delle principali sale da concerto nel mondo e tale simulazione consentirà ai musicisti di contestualizzare la loro interpretazione, grazie ad un ambiente interattivo. Potranno dunque allenarsi e preparare con cura la propria prestazione in un luogo che potrà riprodurre le diverse prestazioni e le risposte acustiche di diversi prestigiosi teatri nel mondo. 4.3 Certificazione di materiali per edilizia Sono previste attività di certificazione delle prestazioni acustiche di materiali per l edilizia, in risposta ad una precisa domanda di mercato, generata dalla applicazione delle direttive europee. L obbligatorietà delle certificazioni acustiche definisce standard prestazionali rigorosi e crea una straordinaria opportunità di mercato per i certificatori. E prevista l assistenza a pubbliche amministrazioni e professionisti nella redazione di piani del rumore, al fine di contribuire a ridurre l inquinamento acustico dei nostri centri abitati. 4.4 Analisi e valutazione di materiali per strumenti musicali Sono previste attività di analisi delle prestazioni acustiche di materiali per la realizzazione degli strumenti musicali. A tal fine si potrebbe anche prevedere una ricognizione ed un rilievo acustico del patrimonio di strumenti ad arco esistente nel territorio lombardo. 7

9 5 Strumenti Come aggiornare le possibilità offerte dal commercio del suono nel territorio lombardo? Di quali strumenti abbisogna il laboratorio per realizzare quanto proposto? 5.1 Progettazione prestazionale Sarà necessario dotare il laboratorio di strumentazioni in grado di progettare le prestazioni acustiche. Sino ad oggi la progettazione acustica non è stata considerata rilevante, anche perché non si era in grado di prevedere con esattezza il comportamento delle onde sonore in ambienti complessi. L acustica veniva studiata simulando graficamente la propagazione dell onda acustica (figura sopra), considerando uguali l angolo di incidenza e l angolo di riflessione del suono. figura: se lo spazio è convesso il suono si concentra e se lo spazio è concavo il suono si disperde 8

10 Oggi invece si può simulare la prestazione acustica di un materiale o di una sala da concerti ancora prima di costruirla come illustrato nella figura sottostante e nella figura soprastante. Per progettare accuratamente le prestazioni acustiche di materiali e ambienti è necessario disporre di strumenti in grado di includere le cosiddette esternalità negative, ovvero i difetti non previsti nel progetto ma potenzialmente emergenti nel periodo medio-lungo. A tal fine il Laboratorio di Acustica utilizzerebbe necessari nuovi software di simulazione a cinque dimensioni (materiale utilizzato, lunghezza, larghezza, profondità e tempo). 5.2 Camera anecoica e strumentazione Dal secondo anno di attività sarà necessaria una camera per testare le prestazioni acustiche degli strumenti musicali e dei materiali per l edilizia. Si tratta di un ambiente in cui non sia percepibile il riverbero acustico, ovvero il suono riflesso, da qui il nome anecoica che significa: senza eco. Si realizza mediante l insonorizzazione di un ambiente di media grandezza, sufficiente per poter ospitare materiali e parti di strumenti da testare. La camera dovrà essere adiacente a spazi che permettano al team di lavoro di analizzare i dati dei test e dovrà garantire il facile accesso per poter facilitare il lavoro delle persone coinvolte. Unitamente alla camera sarà necessario definire le strumentazioni hardware necessarie per i test, ovvero sensori, bracci, microfoni e rilevatori acustici. Tale strumentazione sarà oggetto di studi mirati e di precise domande di finanziamento, che avverranno nel corso del primo anno di attività del laboratorio. 9

11 6. Struttura gestionale Viene di seguito descritta brevemente la struttura gestionale del laboratorio. 6.1 Contesto locale: A.C.S.U. come network territoriale A.C.S.U. si configura come ente ideale per la gestione del laboratorio in quanto è per sua natura un network locale, o rete di eccellenza territoriale nel campo dei rapporti tra enti formativi, enti di ricerca, enti pubblici, imprese ed aziende. A.C.S.U. ha anche una figura giuridica atta a fare richiesta per finanziamenti europei e regionali. 6.2 Contesto internazionale: la Rete di Eccellenza come network europeo L obiettivo è quello di progettare e realizzare un centro di eccellenza, ovvero un Cluster of Excellence Europeo o Metadistretto Europeo organizzazione formalmente riconosciuta dal Governo Europeo e abilitata alla richiesta di finanziamenti mirati, ove studiare le applicazioni dell acustica relativamente al mondo produttivo. 6.3 Partner potenziali Sono stati identificati alcuni partner potenziali, la cui partecipazione al progetto è da concordarsi con A.C.S.U. Tra i possibili partner figurano: Soundlab di arup consenso già ottenuto Laboratorio di Acustica del Politecnico di Milano consenso da ottenere Salvaguardia Acustica Teatri Italiani consenso da ottenere Associazione Italiana di Acustica consenso da ottenere 6.4 Direttore e Comitato Scientifico Si è concordato che il Direttore del Laboratorio di Acustica sia l arch. Gian Carlo Magnoli, ideatore del progetto, assistito da un Comitato Tecnico Scientifico (C.T.S.), che verrà nominato dallo stesso Direttore di concerto con A.C.S.U. e gli estensori del progetto. Il Direttore del Laboratorio di Acustica sarà membro effettivo del C.T.S. Direttore e Comitato Tecnico Scientifico sono tenuti a riportare ad A.C.S.U. i programmi dettagliati del laboratorio e ad ottenerne approvazione. 6.5 Patrocinio delle Nazioni Unite Il laboratorio, così configurato, beneficerebbe del patrocinio delle Nazioni Unite, in quanto ente mirato allo sviluppo socioeconomico di un territorio grazie alla incentivazione delle tradizioni culturali e artigianali. Le Commissioni economiche delle Nazioni Unite stanno elaborando un libro bianco sulla promozione di sviluppo economico locale grazie alla innovazione di tradizioni culturali esistenti. Una delle Commissioni, la Economic Commission for Latin America and the Caribbean (E.C.L.A.C.) ha già dato mandato all arch. Magnoli di garantire il patrocinio in caso il laboratorio venga realizzato con tali finalità e in tale contesto operativo. 10

12 7. Conclusioni e sviluppi futuri Il laboratorio di acustica, con mirate attività didattiche specialistiche, potrebbe aiutare il territorio lombardo a colmare il potenziale deficit formativo che sembra nascere in seguito alla entrata in vigore delle nuove normative prestazionali in campo acustico. Le nuove direttive europee, recepite a livello locale e trasformate in norme e regolamenti, stanno rendendo obbligatoria la certificazione di qualità acustica di ambienti, prodotti, e servizi. Come trasformare questa imposizione in opportunità? Il territorio lombardo ha solide tradizioni socio economiche sia in campo industriale sia nel campo della musica, per cui sembra utile e necessario proporre la realizzazione del Laboratorio di Acustica avanzata come risposta al nuovo contesto normativo, al fine di aiutare l intero settore produttivo a recepire il cambiamento percependolo come opportunità economica, concretamente offerta dalla capacità di certificare la qualità delle prestazioni, e non meramente come una imposizione unilaterale. Nello specifico degli strumenti musicali, il Laboratorio di Acustica potrebbe studiare con approccio scientifico la fattura degli strumenti, esplorarne le capacità acustiche, verificare se/come si possa migliorarne le prestazioni, e soprattutto se sia possibile agevolare chi costruisce strumenti musicali con la analisi acustica dei materiali che vengono utilizzati per realizzare gli strumenti. Il successo del laboratorio potrebbe offrire successivamente l opportunità di ampliare l offerta dei servizi formativi e di ricerca, includendo tutti gli aspetti per cui l Unione Europea ha determinato e normato precisi requisiti prestazionali, ad esempio le prestazioni energetiche di edifici e città, le prestazioni sismiche, e le verifiche di sostenibilità dell intero ambiente costruito dagli esseri umani. Cordiali saluti, Cremona, 2 agosto 2005 (arch. Gian Carlo Magnoli) 11