Attenuazione acustica

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Indice

Descrizione

Le attenuazioni acustiche sono quelle aliquote che occorre sottrarre al livello di pressione sonora per ottenere l'intensità del suono o del rumore che si può udire in un punto prefissato di ascolto.
Detto cioè LaTeX: L_w il livello di potenza sonora della sorgente, il livello ascoltato in un determinato punto è pari a[1]:

LaTeX: L_p = L_w + D_c - A

dove LaTeX: A è l'attenuazione, e LaTeX: D_c un coefficiente di correzione della direzionalità.
L'attenuazione LaTeX: A in realtà è la somma di diverse aliquote, dovute:

  • alla divergenza geometrica;
  • all'assorbimento atmosferico;
  • all'effetto suolo;
  • alla presenza di barriere;
  • alla presenza di vegetazione;
  • alla presenza di costruzioni industriali;
  • alla presenza di costruzioni urbane.

Il coefficiente di correzione della direzionalità tiene conto dell'incremento di pressione sonora che si verifica quando il suono o il rumore viene emesso in una direzione specifica, allontanandosi cioè dal modello di sorgente puntiforme omidirezionale. In tal caso, il coefficiente è somma di due aliquote:

  • LaTeX: D_I, che tiene conto della direzionalità;
  • LaTeX: D_{\Omega}, che tiene conto della riduzione dell'angolo solido di propagazione.

Quando è noto il livello di pressione sonora ad una distanza nota LaTeX: d_0 e se ne vuole calcolare il livello ad una diversa distanza LaTeX: d_1, la relazione:

LaTeX: L_{p,1} = L_{p,0} - 10 \log_{10} \frac {d_1}{d_0} ,

permette di eseguire il calcolo quando sia presente esclusivamente la divergenza geometrica.

Divergenza geometrica

La divergenza geometrica tiene conto del decremento del segnale sonoro dovuto alla distanza tra l'ascoltatore e la sorgente.
Se la sorgente può considerarsi puntiforme e omnidirezionale, allora il segnale si propagherà diffondendosi sfericamente intorno al punto di origine. In tal caso l'attenuazione, in decibel, risulta pari a[1]:

LaTeX: A_{div,sp}= 20 \log_{10} {d} + 11,

dove d è la distanza tra la sorgente e l'ascoltatore, espressa in metri.

AcuSorgCyl.png

Nel caso in cui la sorgente si considera lineare, di lunghezza infinita, il suo decadimento si calcola come:

LaTeX: A_{div,cyl} = 20 \log_{10} {d} + 8.

Se la sorgente è lineare, ma di lunghezza finita LaTeX: l, l'attenuazione deve essere invece calcolata con al seguente relazione:

LaTeX: A_{div,cyl} = 10 \log_{10} \left( \frac{ \alpha _1 - \alpha _2} {d r} \right) - 8,

dove LaTeX: d è la distanza minima (in metri) tra il ricevitore e l'asse della sorgente, LaTeX: r è la distanza (in metri) tra il ricevitore e il centro della sorgente, mentre LaTeX:  \alpha _1 e LaTeX:  \alpha _2 sono gli angoli di vista (in radianti) entro i quali il ricevitore vede la sorgente lineare.

Assorbimento atmosferico

La diffusione del suono può essere ridotta dall'atmosfera in funzione della temperatura dell'aria, dell'umidità e della frequenza del segnale.
La relazione che permette di calcolare l'attenuazione è[1]:

LaTeX: A_{atm} = \frac {\alpha d } {1000}

dove LaTeX: d è la distanza tra la sorgente e il ricevitore (in metri), e LaTeX: \alpha è un valore tabellato in funzione della temperatura e dell'umidità. Per i casi più comuni è possibile utilizzare i seguenti valori:

Temp.
[°C]
Um. rel.
[%]
Coefficiente di attenuazione atmosferica α [dB/km]
Frequenza nominale [Hz]
63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
10 70 0.1 0.4 1.0 109 3.7 9.7 32.8 117
20 70 0.1 0.3 1.1 2.8 5.0 9.0 22.9 76.6
30 70 0.1 0.3 1.0 3.1 7.4 12.7 23.1 59.3
15 20 0.3 0.6 1.2 2.7 8.2 28.2 88.8 202
15 50 0.l 0.5 1.2 2.2 4.2 10.8 36.2 129
15 80 0.1 0.3 1.1 2.4 4.l 8.3 23.7 82.8

Per i valori intermedi si può interpolare linearmente. Per intervalli di temperatura e di umidità non compresi nella tabella, o per ottenere risultati più precisi, è possibile utilizzare questa pagina per eseguire il calcolo secondo le indicazioni della norma ISO 9631-1:1993.

Effetto suolo

AcuEffettoSuolo.png

Questa attenuazione si verifica esclusivamente quanto il segnale attraversa una zona il cui suolo è poroso o misto, con predominante porosa, per cui il suono viene parzialmente assorbito dalla superficie. In pratica, questa attenuazione deve essere aggiunta alle altre quando il suolo tra la sorgente e il ricevitore è di tipo terroso: suoli rocciosi o pavimentazioni artificiali non hanno capacità assorbente, ma anzi riflettono le onde intensificandone la percezione da parte dell'ascoltatore. Inoltre, il segnale non deve essere un tono puro.
In tal caso, l'attenuazione cercata è pari a[1]:

LaTeX: A_{gr} = 4.8 - \frac {2 h_m} {d} \left[ 17 + \frac {300}{d} \right] \ge 0 ,

dove:

  • LaTeX: d è la distanza in linea d'aria (in metri) tra ricevitore e sorgente;
  • LaTeX: h_m è l'altezza media alla quale si trova la congiungente sorgente-ricevitore ed il suolo; con riferimento alla figura a lato, se LaTeX: F è l'area sottesa da detta congiungente, LaTeX: h_m = F/d.

Se la relazione sopra riportata genera valori negativi, deve essere considerata nulla.
A causa della parziale riflessione dell'onda sonora sul terreno, occorre introdurre un coefficiente di direzionalità pari a:

LaTeX:  D_{\Omega} = 10 \log _{10} \left[ 1 + \frac {d_p ^2 + \left(h_s - h_r \right) ^2} { d_p ^2 + \left(h_s + h_r \right) ^2} \right]

dove LaTeX: h_s e LaTeX: h_r sono le altezze di sorgente e ricevitore (in metri) rispetto al terreno, e LaTeX: d_p è la proiezione della distanza LaTeX: d (in metri) sul piano orizzontale.

Barriere

(da compilare)

Vegetazione

AttFog.png

La vegetazione fitta, composta cioè da piante ed alberi molto ravvicinati, è in grado di ridurre l'intensità del segnale sonoro, perché parte dell'energia associata all'onda acustica viene trasferita al fogliame.
Nell'eseguire la valutazione, occorre considerare che la linea di propagazione del segnale, a causa della rifrazione atmosferica, segue una traiettoria curva del raggio approssimativo di 5 km. Tracciata in sezione questa curva, conoscendo anche l'altezza degli alberi, è possibile calcolare le lunghezze d1 e d2 corrispondenti alla porzione di curva che attraversa la vegetazione. In alternativa, la curva può essere sostituita da due tratti rettilinei inclinati di 15° rispetto al piano orizzontale. Espresse le distanze in metri, se ne calcola la somma df=d1+d2.
Nel caso df<10 m, l'attenuazione è nulla. Se df è compresa tra 10 e 20 metri, allora l'attenuazione è pari a[1]:

Distanza [m] Frequenza nominale [Hz]
63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
10m ≤ df ≤ 20m 0 dB 0 dB 1 dB 1 dB 1 dB 1 dB 2 dB 2 dB

Quando invece df è maggiore di 20 metri, ma minore di 200, l'attenuazione è pari a: LaTeX: A_{fol} = d_f F,

dove il coefficiente LaTeX: F si ricava dalla seguente tabella:

Distanza [m] Frequenza nominale [Hz]
63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
20 ≤ df ≤ 200 0.02 dB/m 0.03 dB/m 0.04 dB/m 0.05 dB/m 0.06 dB/m 0.08 dB/m 0.09 dB/m 0.12 dB/m

Per valori superiori, si applica comunque l'attenuazione che si avrebbe se df fosse pari a 200m.
In ogni caso dovrà comunque essere che LaTeX: A_{fol} ≤ 10 dB.

Costruzioni industriali

AcuAttIndust.png

Se il segnale sonoro supera una località in cui sono presenti costruzioni di tipo industriale, la sua intensità diminuisce con la seguente legge[1]:

LaTeX: A_{site} = d_s S,

dove LaTeX: d_s è la distanza (in metri) che il suono percorre attraverso le costruzioni seguendo una traiettoria curva o inclinata come descritto nel precedente paragrafo, e LaTeX: S è un coefficiente che può essere ricavato dalla seguente tabella:

S [dB/m] Frequenza nominale [Hz]
63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
0.0 0.015 0.025 0.025 0.02 0.02 0.015 0.015

In ogni caso, LaTeX: A_{site} non può essere superiore a 10 dB.

Costruzioni urbane

Se il segnale sonoro supera una località in cui sono presenti costruzioni di tipo urbano, l'assorbimento che subisce è pari a[1]:

LaTeX: A_{hous} = A_{hous,1} + A_{hous,2};

LaTeX: A_{hous,1} = 0.1 B d_b;

LaTeX: A_{hous,1} = 10 \log_{10} \left( 1 - \frac {p}{100} \right).

La prima aliquota LaTeX: A_{hous,1} si applica sempre; la distanza LaTeX: d_b (in metri) è concettualmente analoga alla distanza LaTeX: d_f dovuta alla vegetazione, mentre LaTeX: B è la densità edilizia, espressa come rapporto tra la superficie occupata dagli edifici rispetto alla superficie totale.
La seconda aliquota LaTeX: A_{hous,2} si applica soltanto nei casi in cui la sorgente è di tipo lineare, come una strada o una linea ferroviaria, ed ai lati sorgono delle costruzioni. In tal caso, il valore LaTeX: p è espresso come rappoto tra la lunghezza occupata dalle facciate degli edifici diviso la lunghezza totale dell'infrastruttura, in percentuale. Questo valore deve comunque essere minore o uguale a 90%.

Conoscito quindi il valore di LaTeX: A_{hous}, ed avendo già calcolato quello di LaTeX: A_{gr}:

  • se LaTeX: A_{hous}LaTeX: A_{gr}, nel calcolo finale si terrà conto solo di LaTeX: A_{hous}, come se LaTeX: A_{gr} = 0;
  • se LaTeX: A_{hous} < LaTeX: A_{gr}, nel calcolo finale si terrà conto solo di LaTeX: A_{gr}, come se LaTeX: A_{hous} = 0.

Note

  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 ISO 9613-2:1996.
La consultazione di TecnoLogica è preordinata alla lettura delle avvertenze

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