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Acustica Ambientale

L’acustica è quella parte della fisica e della ingegneria che si occupa della produzione e propagazione dei suoni, degli strumenti e delle apparecchiature per misurarli, registrarli, riprodurli, della natura del processo auditivo e della progettazione di auditori dotati di buona audizione. L’acustica ebbe per la prima volta solide basi teoriche e matematiche con Hermann Helmholtz (1821- 1894). Il suo lavoro fu successivamente ampliato da Lord Rayleigh (1842-1919). Rispetto alla loro impostazione le nostre conoscenze fondamentali di acustica hanno progredito di ben poco salvo i perfezionamenti dei moderni strumenti e metodi di misura. Il termine suono viene usato in senso soggettivo per indicare la sensazione di stimolo registrata dai terminali del nervo acustico di un osservatore, ed in senso oggettivo quando ci si riferisce alle onde di compressione nell aria che possono eccitare il nervo acustico. Le onde nei solidi e nei liquidi si chiamano anch’esse sonore quando hanno frequenze nell’intervallo di udibilità. Una sorgente di onde sonore nell aria è sempre dovuta al movimento vibratorio di qualche corpo a contatto con l’aria, come, per esempio, le corde di un pianoforte, o il diaframma di un tamburo o di un altoparlante. Negli strumenti a fiato il corpo vibrante è la stessa colonna d aria. Abbiamo già studiato in dettaglio un moto vibratorio, il moto armonico di un pendolo o di un corpo pesante sospeso ad una molla. Le vibrazioni di molle, colonne d aria, e diaframmi sono analoghe, ma più complesse, e implicano sia i concetti di moto ondulatorio che quello di vibrazione semplice.

Per capire meglio i concetti base dell’acustica ambientale occorre specificare il significato di terminologie proprie di questa scienza.

  • INQUINAMENTO ACUSTICO: introduzione di rumore nell’ambiente abitativo o nell’ambiente esterno tale da provocare fastidio o disturbo al riposo delle attività umane, pericolo per la salute umana, deterioramento degli ecosistemi, dei beni materiali, dei monumenti, dell’ambiente abitativo o dellambiente esterno o tale da interferire con le legittime fruizioni degli ambienti stessi.
  • AMBIENTE ABITATIVO: ogni ambiente interno ad un edificio destinato alla permanenza di persone o di comunità ed utilizzato per le diverse attività umane, fatta eccezione per gli ambienti destinati ad attività produttive per i quali resta ferma la disciplina di cui al D.Lgs. 15 agosto 1991, n. 277, salvo per quanto concerne l′immissione di rumore da sorgenti sonore esterne ai locali in cui si svolgono le attività produttive; Come si può vedere le definizioni sono molto ampie e non sempre ben delimitabili; questo è dovuto, come detto, alla vastità dell’argomento, ma anche alla riconduzione a limiti dei fattori soggettivi quali per esempio il disturbo da rumore. Il tempo di riverberazione ′e stato storicamente il primo parametro utilizzato per quantificare le caratteristiche acustiche di un ambiente abitativo. La sua misura ′e ancora oggi una delle più significative per l’acustica architettonica, sia per la sua stessa importanza ma anche perché nella misura degli altri parametri (che abbiamo introdotto nel capitolo precedente) sorgono le stesse problematiche. Può essere effettuata con due modalità: con la tecnica della misura del livello sonoro dopo l’interruzione di un segnale continuo, che può essere un rumore a banda larga o stretta, oppure con tecniche che chiameremo impulsive perché tendono a determinare, generalmente in modo indiretto, la risposta dell’ambiente sotto studio ad un impulso sonoro istantaneo e possono avvalersi di differenti tipi di segnali ed algoritmi.
    La definizione dellRT60 deriva dalle misure di Sabine ed ′e legata al modo in cui si misurava il decadimento del suono, ossia con il solo organo uditivo umano. I 60 dB di decadimento (con cui ′e definito lRT60) corrispondono infatti alla variazione di livello sonoro necessaria affinché il suono emesso non risulti più udibile per l’orecchio umano. La catena standard per la misura dei parametri dell’acustica ambientale prevede una serie di trasduttori (altoparlanti) per diffondere i segnali acustici di test nell’ambiente sotto esame ed altri per riprenderli (microfoni), nonché le apparecchiature per generare i segnali di test e per registrare l’uscita dei microfoni. Le strumentazioni più vecchie registravano su un nastro di carta la risposta dell’ambiente al segnale di test (solitamente una curva di decadimento): il segnale di trasduzione proveniente dal microfono era posto all’ingresso di un amplificatore differenziale il cui altro ingresso era connesso ad un potenziometro di precisione che era collegato meccanicamente alla penna scrivente. L’uscita dell’amplificatore differenziale controllava la penna scrivente che si muoveva su un rotolo di carta in cui era rappresentata già la scala appropriata su cui poter scrivere. Per stimare la pendenza della curva di decadimento si usava in genere uno speciale goniometro. Questo tipo di registratore ha rappresentato lo standard per le misure in acustica per molti anni ed affianca tuttora le strumentazioni più moderne in molte applicazioni. Con lo sviluppo delle tecnologie e delle strumentazioni digitali i sistemi di registrazione sono cambiati notevolmente, soprattutto negli ultimi dieci anni: i segnali di test in uscita (verso gli altoparlanti), generati in forma digitale, vengono convertiti con un DAC, mentre quelli in ingresso (dai microfoni) sono inviati ad un ADC, per poi essere registrati