Programma Acustica e Laboratorio

Obiettivi Formativi:

Conoscenze di base per lo svolgimento di misure e valutazioni in acustica applicata (ambientale, edilizia,
ambienti di lavoro) e per l’utilizzo di strumentazione specifica, tecniche di misura, elaborazione ed analisi
di segnali acustici e metodi di valutazione dell’incertezza di misura.

Programma:

Fondamenti di acustica. Pressione, Potenza e Intensità sonora. Velocità del suono. Impedenza
acustica. Onde piane, sferiche, cilindriche. Fenomeni d’interfaccia: assorbimento, riflessione,
trasmissione, diffusione. Materiali e Sistemi fonoassorbenti e fonoisolanti. Assorbimento dell’aria.
Caratteristiche generali dei fenomeni acustici e del disturbo acustico e parametri di valutazione.

La propagazione del suono in ambiente esterno. Divergenza geometrica. Cause di attenuazione:
atmosfera, gradienti di vento e temperatura, effetto suolo, vegetazione, ostacoli. Barriere acustiche:
teoria e dimensionamento.

Acustica degli ambienti confinati. Campi sonori diffusi e riverberanti. Onde stazionarie. Tempo di
riverberazione. Formula di Sabine. Descrittori dell’intelligibilità del parlato. Acustica dei teatri.
Insonorizzazione ed isolamento di macchinari e ambienti. Esempi di bonifica di ambienti chiusi.
Livelli sonori. Scala dei decibel. Spettri sonori.

Acustica psicofisica. sistema uditivo umano. Proprietà
e valutazione delle sensazioni uditive. Disturbo e danno da rumore. Audiogramma. Curve di
ponderazione spettrali e temporali. Isofoniche.

Normativa nazionale di acustica. Legge 447/95 e decreti applicativi. Normativa tecnica e standard di
riferimento (UNI, ISO, EN). Zonizzazione acustica: procedure, metodi, problematiche. Parametri di
valutazione dell’inquinamento acustico. Limiti nazionali. Valutazione di impatto acustico. Piani di
risanamento: metodi per scelta e predisposizione degli interventi. Valutazione di priorità ed efficacia.
La Direttiva Europea 49/02 e il DLgs 194/05. Mappatura strategica, Piani d’azione e loro relazione
con clima acustico e piani di risanamento.
DPCM 5/12/97. Isolamento tra unità immobiliari. Isolamento da rumori esterni, da rumori di calpestio e
da rumori di impianti a funzionamento continuo e discontinuo. Indici acustici ed edilizia scolastica e
convenzionata.

Rumore e vibrazioni negli ambienti di lavoro. DLgs 81/08. Valutazione dell’esposizione personale.
Controllo del rumore alla sorgente. Metodi per la riduzione dell’esposizione. Cenni a controllo attivo e
passivo del rumore. Protettori individuali.

Vibrazioni meccaniche Fisica elementare delle vibrazioni. Risonanza. Trasmissibilità. Effetti e.
controllo delle vibrazioni di macchinari nelle costruzioni e sull’uomo. Misure di vibrazioni. Norme
tecniche. Controllo delle vibrazioni in ambienti di lavoro.

Strumenti per misura e caratterizzazione di livelli sonori. Fonometro e analizzatore di spettro.
Specifiche tecniche e requisiti. Classi di precisione, tolleranza, direttività, range dinamico, sensibilità.

Elaborazione e analisi di segnali acustici. Caratteristiche temporali, spaziali e spettrali del rumore.
Parametri e procedure di misura. Analisi in frequenza in banda costante e a percentuale costante.
Analisi FFT. Analisi temporale e statistica di segnali acustici casuali e non. Media RMS. Tecniche di
misura e rilevamento dell’inquinamento acustico ambientale. Riconoscimento di componenti tonali e
impulsive.

Metodi per la stima dell’incertezza di misura e identificazione delle cause. Incertezza strumentale e
operativa. Influenza dell’operatore e cause di errori sistematici. Metodi per la riduzione degli errori.

Criteri e metodi per la misura del tempo di riverbero. Misura dei descrittori di acustica edilizia del DM
5-12-1997. Verifica strumentale della presenza di onde stazionarie.

Utilizzo di software di acquisizione ed elaborazione dati di misura. Valutazione del rumore
prodotto da sorgenti singole, impianti industriali e infrastrutture di trasporto.
Utilizzo di software per la progettazione dei requisiti acustici degli edifici.
Utilizzo dei software per la propagazione sonora in ambiente esterno. Utilizzo di programmi GIS.
Applicazione dei modelli ad interim e del modello CNOSSOS a ferrovie, strade e sorgenti industriali.

Normativa italiana sull’inquinamento acustico

Intensità sonora in campo diffuso

Finalmente, la dimostrazione mi soddisfa (non è composta da ragionamenti euristici che sì permettono di avere un primo approccio alla cosa, ma a volte conducono a risultati non veri…)

Per chi fosse interessato, è disponibile una dimostrazione della formula I = cD/4 qui: intensità campo diffuso.

Compiti di Acustica

Raccolta delle prove scritte di Acustica.

27/04/2012

25/01/2013

01/03/2013

03/10/2013

25/07/2014

27/01/2015

24/06/2016

15/03/2017

25/07/2017

26/01/2018 con soluzione

15/02/2018 con soluzione

10/04/2018 con soluzione

29/05/2018 con soluzione

15/06/2018 con soluzione

23/07/2018

24/01/2019

20/05/2019 con soluzione

Esercitazione lunedì 13/11/2017

Argomenti trattati nel corso della Esercitazione di Acustica 1 il 13/11/2017:

Prima ora:

  • Revisione delle relazioni tra Lp ed Lw in caso di sorgente puntiforme e lineare
  • Revisione dell’ultimo problema della scorsa esercitazione (sorgente lineare)
  • Problema: il livello di pressione a 7 m da una sorgente puntiforme posta su un piano riflettente misura 56 dB. Calcolare Lp a 20 m dalla sorgente, il livello di potenza Lw e la potenza W della sorgente.
  • Intensità e densità di energia del campo riverberante
  • Introduzione al concetto di tempo di riverbero: formula di Sabine con dimostrazione
  • Limiti della formula di Sabine: formula di Eyring e formula di Eyring-Knudsen (senza dimostrazione, ragionamento euristico)

Seconda ora:

  • Valori ottimali del T60 a seconda dell’utilizzo della stanza
  • Alcuni parametri legati al tempo di riverbero: EDT, T15 e T30. Tmed, BR (Bass Ratio) e TB (Tonal Balance). Definizione dei parametri D e C80, valori ottimali
  • Problema: supponendo un coefficiente di assorbimento (alpha) pari a 0.27 calcolare il tempo di riverbero in una stanza di dimensioni 6x4x3 m. Se dopo aver appeso all’interno un materiale di superficie complessiva pari a 20 mq il tempo di riverbero è sceso del 30%, qual è il coefficiente di assorbimento medio è associato al materiale?
  • Problema: ricavare la curva distributiva e quella cumulativa di una serie di livelli sonori. Calcolo dei valori L10 ed L90.

Slide riassuntive: Esercitazione 2.

Esercitazione venerdì 10/11/2017

Argomenti trattati nel corso della Esercitazione di Acustica 1 il 10/11/2017:
Prima ora:
  • Equazione d’onda: velocità del suono, dipendenza dalla temperatura e conseguente effetto qualitativo di un gradiente di temperatura sulla propagazione all’aperto.
  • Soluzione dell’equazione d’onda: onde piane e sferiche. Utilizzo delle relazioni sulle onde piane per il calcolo dell’impedenza acustica, intensità e densità di energia. Relazione tra potenza di sorgente ed intensità acustica (per una sorgente omnidirezionale puntiforme ed una sorgente lineare).
Seconda ora:
  • Descrizione del suono: relazione tra livello di intensità e livello di pressione. Somma di livelli.
  • Campo acustico all’esterno: direttività di una sorgente (fattore ed indice), relazione tra livello di intensità in un punto e livello di potenza di una sorgente (con data potenza e direttività).  Calcolo anche per una sorgente lineare con potenza per unità di lunghezza costante.
  • Problema: calcolo del livello di pressione in un punto ricevitore R ad altezza hr dal suolo, distante d da una sorgente omnidirezionale S ad altezza hs dal suolo. Metodo delle sorgenti immagine, con pavimento assorbente (a = 1), completamente riflettente (a =0), semi-riflettente (a = 1/2).
  • Stesso problema, con sorgente S posta su una parete completamente riflettente.
  • Stesso problema, ma di S si conosce lo spettro di potenza.
  • Problema: sorgente lineare (autostrada con n veicoli all’ora, a velocità media fissa, con potenza Lw di emissione nota). Calcolo del livello di pressione misurato presso un recettore distante d dalla sorgente.
Percorso per slide: Esercitazione 1
ADP