RUMORI, Attenuazione dei
RUMORI, Attenuazione dei (XXX, p. 238)
Numerose esperienze recenti (H. Fletcher e Munson; Chrisler e altri) hanno mostrato che l'intensità della sensazione auditiva prodotta da un suono puro di data frequenza varia con l'intensità energetica del suono J, secondo una legge notevolmente diversa da quella prevista dalla scala dei decibel; quindi anche la scala dei phon rappresenta solamente in parte le proprietà dell'orecchio. Infatti, se è vero che due suoni puri misurati dallo stesso numero di phon dànno sempre sensazioni egualmente intense, quali che siano le frequenze, poco si può dire sulle intensità delle sensazioni prodotte da due suoni misurati da un numero diverso di phon, anche se della stessa frequenza.
Effettivamente, malgrado le difficoltà inerenti ad una definizione quantitativa dell'intensità della sensazione auditiva, o intensità soggettiva (IS), dovute alla natura soggettiva di tale grandezza, si è potuto accertare, servendosi della valutazione soggettiva dei multipli e sottomultipli di intensità, che la IS cresce assai più rapidamente della intensità J (fig.1).
Con discreta approssimazione, la IS cresce come la quinta potenza della misura in phon del suo livello equivalente (LE); cioè, scegliendo opportunamente una costante di proporzionalità:
Tuttavia la scala dei phon è ancora quella correntemente adoperata, per le già notate gravi difficoltà inerenti ad una misura diretta della IS D'altronde, quando occorra, è facile passare - con la fig. 1, o la relazione [1] - dal LE in phon al valore corrispondente della IS.
Anche la scala dei decibel viene spesso adoperata, per lo più però riferita ad un livello, indipendente dalla frequenza, di 10-6 W/cm2 (o, ciò che è lo stesso, Δp = 0,0002 dine/cm2, che rappresenta la soglia di udibilità a 1000 Hz), e non riferita alla soglia di udibilità J0 relativa alla frequenza del suono considerato. In tal caso si tratta però di una misura fisica della intensità del suono, che poco o nulla dice sul confronto di sensazioni prodotte da suoni di frequenze diverse.
Riassumendo, le diverse grandezze adoperate per caratterizzare l'intensità del suono sono: a) livello d'intensità (LI), in decibel sopra 10-16 W/cm2, espresso da: (LI) = 10 log10 J/10-16 (è la misura fisica dell'intensità del suono); b) livello sopra la soglia (LSS), in decibel sopra la soglia J0 per la frequenza considerata: (LSS) = 10 log10 J/J0 (è la grandezza misurata dalla scala dei decibel, secondo la definizione data dal Fletcher); c) livello (di intensità) equivalente (LE) in phon; misurato dalla scala dei phon; d) intensità della sensazione auditiva o intensità soggettiva (IS) legata al LE dalla legge rappresentata nella fig.1, o approssimativamente nella relazione [1]. Essa è la sola che rappresenta in modo completo le proprietà dell'orecchio, mentre il LE è la grandezza più comunemente adoperata.
Misura dei rumori e delle vibrazioni acustiche. - Il metodo fondamentale per la misura dell'intensità dei rumori e dei suoni consiste nell'applicare la definizione del livello equivalente in phon; il confronto fra intensità del rumore e intensità del suono di riferimento di frequenza 1000 Hz va effettuato in un campo di onde progressive (quindi in un ambiente con pareti non riflettenti), con l'osservatore rivolto verso la sorgente sonora e con audizione biauricolare. Questo metodo, se va evidentemente preso come riferimento, ha però varî inconvenienti e limitazioni e non è adatto per misure correnti.
Sono stati perciò escogitati varî apparecchi di misura (fonometri) per la determinazione del LE, i quali appartengono a due tipi: fonometri di tipo soggettivo e fonometri oggettivi. Nei primi (fonometri soggettivi) ci si è proposti di riprodurre, nei limiti del possibile, le condizioni del metodo di riferimento prima accennato, eliminandone però alcuni degl'inconvenienti. In tali apparecchi il suono di frequenza 1000 Hz viene generato per mezzo di un oscillatore a valvole e di una cuffia telefonica; tale cuffia viene alternativamente tolta e rimessa sull'orecchio dall'operatore, in modo da alternare l'ascolto del suono di riferimento con quello del rumore da misurare. Si regola l'intensità del suono di 1000 Hz finché viene giudicata equivalente a quella del rumore, ed il LE in phon viene letto direttamente su un attenuatore tarato.
I fonometri di tipo oggettivo consistono invece in un sistema microfono-amplificatore-strumento di misura, con l'aggiunta di un circuito elettrico di correzione avente lo scopo di far variare la sensibilità del sistema con la frequenza secondo una legge analoga a quella dell'orecchio. Poiché l'audiogramma normale mostra che la caratteristica di sensibilità dell'orecchio varia con il LE, è necessario contentarsi di riprodurla per alcuni (2 o 3) livelli fondamentali. Tale apparecchio, se ha tutti i vantaggi che derivano dalla eliminazione di ogni elemento soggettivo, tuttavia per suoni complessi dà indicazioni inesatte (fino anche a 20 phon); sono stati però studiati tipi di fonometri più perfezionati (King) con i quali è possibile calcolare la correzione che deve essere apportata ai risultati.
Attenuazione dei rumori. - Per caratterizzare l'efficacia di una parete per l'attenuazione dei rumori, più spesso che il coefficiente di riduzione acustica r si adopera l'attenuazione acustica α che rappresenta la misura in decibel del rapporto J1/J2 fra l'intensità del suono J1 subito prima della parete e l'intensità J2 subito dopo, cioè: α = 10 log10 J1/J2 = 10 log10 1/r. La α rappresenta la diminuzione auditiva del disturbo, se si considera valida la scala dei decibel. Il valore di α per una data parete dipende da numerose circostanze, in particolare dalla frequenza e dalle caratteristiche degli ambienti separati dalla parete stessa. A titolo di orientamento si dànno nella tabella i valori medî di α per alcuni tipi di parete.
Bibl.: F. R. Watson, Acoustics of Buildings, New York 1941; Department of Scientific & Industrial Research, Sound Insulation and Acoustics, Londra 1944; annate del Journ. Acoust. Soc. Am. e del Journ. Inst. Electr. Eng.