Misura del Suono Aereo

Il suono può essere definito come una qualsiasi variazione della pressione che l’orecchio umano può percepire.

L’esposizione a suoni intensi per periodi prolungati può nuocere alla salute: diventa quindi necessario intervenire laddove il suono supera i valori limite imposte dalle leggi per la salute e sicurezza dei lavoratori.

La "Direttiva Macchine" riporta:

L'operatore NON deve essere esposto ad ambienti di lavori rumorosi tali da causare la perdita di udito indotta dal rumore come in accordo con la norma ISO 1999:2013 o una norma nazionale equivalente.

Il rumore NON dovrebbe interferire con le attività del lavoratore.

Confrontate con la pressione statica dell’aria (10⁵ Pa), le variazioni di pressione sonora udibile sono molto piccole, comprese tra circa 20 µPa (20 ×10^-6 Pa) e 100 Pa.

20 µPa corrispondono alla soglia di udito di una persona media ed è perciò chiamata la soglia di udibilità.

Una pressione sonora di circa 100 Pa è così forte che causa dolore ed è perciò chiamata soglia del dolore. Il rapporto tra questi due estremi è maggiore di 1 milione.

Un’applicazione diretta delle scale lineari (in Pa) alla misura della pressione sonora porterebbe a numeri impossibili ed inoltre, poiché l’orecchio risponde allo stimolo in modo logaritmico piuttosto che in modo lineare, è sicuramente più pratico esprimere i parametri acustici come un rapporto logaritmico tra il valore misurato ed il valore di riferimento.

Questo rapporto logaritmico è chiamato decibel o dB.

Quindi la scala lineare, con numeri elevati, viene convertita in una scala più gestibile che parte da 0 dB (20 µPa, soglia di udibilità) e finisce a 130 dB (~100 Pa, soglia del dolore).

Quando si misura il rumore, dobbiamo riconoscerne il tipo, in modo da scegliere i parametri da misurare, la strumentazione da impiegare e la durata della misura.

In ambito industriale possiamo distinguere quattro diverse tipologie di rumore:

• RUMORE CONTINUO: Il rumore continuo è prodotto da macchinari che funzionano nello stesso modo senza interruzioni, per esempio compressori, pompe ed impianti per la lavorazione.
• RUMORE INTERMITTENTE: Quando un macchinario funziona in cicli il livello di rumore aumenta e diminuisce rapidamente. Per ciascun ciclo di una sorgente come un macchinario, il livello può essere misurato come un rumore continuo.
• RUMORE IMPULSIVO: Il rumore da impatto o di un’esplosione, per esempio come quello prodotto da battipali o presse meccaniche è chiamato rumore impulsivo. La caratteristica è di essere breve e brusco ed il suo effetto di sorpresa causa più fastidio di quello aspettato da una semplice misura di un livello di pressione sonora.
• RUMORE A BASSA FREQUENZA: Il rumore di questa natura è tipico per grossi motori diesel poiché il rumore è difficile da attenuare e si propaga facilmente in tutte le direzioni. Il rumore a bassa frequenza provoca più fastidio di quello rilevato come livello di pressione sonora ponderato A.

Il livello di rumore viene influenzato da molti fattori ed i risultati di misura possono anche variare di 10 decibel per la stessa sorgente di rumore. Per spiegare come questa variazione avviene, bisogna considerare come il rumore viene emesso dalla sorgente, come viaggia attraverso l’aria e come arriva al ricevente.

I fattori più importanti che influenzano la propagazione del rumore sono:

• Tipo di sorgente
• Distanza dalla sorgente
• Assorbimento acustico atmosferico
• Vento
• Temperatura e gradiente termico
• Ostacoli come barriere o fabbricati
• Assorbimento del suolo
• Riflessioni
• Umidità

Per arrivare ad un risultato affidabile della misura o del calcolo, questi fattori devono essere presi in considerazione. Inoltre, su richiesta delle normative e per avere una misura precisa, è richiesta la calibrazione del fonometro prima di effettuare le misure sul macchinario.

GT Engineering dispone degli strumenti necessari per eseguire correttamente le misure del suono e fornirvi dati accurati sulle emissioni sonore dei vostri macchinari.

Il suono è caratterizzato da diverse grandezze. Quelle che interessano la direttiva macchine sono:

• Pressione sonora: è ciò che sente l’orecchio umano. Questa grandezza, riportata sulla scala dei decibel, prende il nome di “sound pressure level”. Il sound pressure level è una misura dell’effetto provocato dall’energia di una o più sorgenti acustiche ed è influenzata dalla distanza a cui ci si trova dalla fonte acustica e dall’ambiente. In accordo con la Direttiva Macchine si parla di "emission sound pressure level". Questo rappresenta il “sound pressure level” al quale un operatore è esposto, in un campo libero sopra ad un piano riflettente.

N.B: La pressione sonora è influenzata dall'ambiente: la stessa sorgente di rumore ha diversi valori di pressione sonora a seconda della distanza dalla sorgente stessa o se in presenza di pareti riflettenti.

• Potenza sonora: è la potenza acustica (W) irradiata da una sorgente sonora; questa grandezza, riportata sulla scala dei decibel, prende il nome di “sound power level”.  Questa potenza è indipendente dalle condizioni ambientali e caratterizza in modo preciso una sorgente sonora. D'altro canto, mentre la misura della pressione sonora è semplice (basta un fonometro), la misura della potenza richiede una procedura più articolata.
• Intensità sonora: La norma ISO 9614 definisce il concetto di intensità sonora:
  

  è il valore istantaneo del flusso di energia sonora per unità di area nella direzione della velocità acustica locale istantanea.

  E’ una grandezza vettoriale uguale al prodotto della pressione sonora istantanea in un punto per la velocità locale associata:

    

Come si può notare dalla definizione riportata nella norma, l’intensità sonora è strettamente legata all'energia sonora e, di conseguenza, anche alla potenza sonora. Infatti, tramite appropriati strumenti che misurano appunto l’intensità del suono, è possibile risalire alla potenza sonora della sorgente interessata.

Questo metodo di determinazione del sound power level è comparabile al concetto della termocamera: La termocamera restituisce un'immagine dove vengono distinte chiaramente le zona calde da quelle fredde. Utilizzando il metodo di misurazione dell'intensità sonora si ha un'immagine precisa della sorgente acustica in esame, distinguendo le sue caratteristiche in ogni punto interessato.

Nella "Direttiva Macchine 2006/42/CE” viene riportato:

Ciascun manuale di istruzioni deve contenere, se del caso, almeno le informazioni seguenti:

…u) le seguenti informazioni relative all'emissione di rumore aereo:

        – il livello di pressione acustica dell'emissione ponderato A nei posti di lavoro, se supera 70 dB(A);

        se tale livello non supera 70 dB(A), deve essere indicato,

        – il valore massimo della pressione acustica istantanea ponderata C nei posti di lavoro, se supera 63 Pa (130 dB rispetto a 20 Pa),

        – il livello di potenza acustica ponderato A emesso dalla macchina, se il livello di pressione acustica

          dell'emissione ponderato A nei posti di lavoro supera 80 dB(A).

Le norme di riferimento per la corretta misurazione delle emissioni sonore sono:

• ISO/TS 7849-1,-2: “Determinazione dei livelli di potenza sonora delle sorgenti di rumore mediante la misurazione delle vibrazioni”
• ISO 3740: “Determinazione dei livelli di potenza sonora delle sorgenti di rumore – Linee guida per l’utilizzo delle norme di base”
• ISO 3741: “Determinazione dei livelli di potenza sonora e dei livelli di energia sonora delle sorgenti di rumore mediante misurazione della pressione sonora – metodi di laboratorio in camere riverberanti”
• ISO 3743: “Determinazione dei livelli di potenza sonora e dei livelli di energia sonora delle sorgenti di rumore mediante misurazione della pressione sonora – metodi tecnici progettuale in campo riverberante per piccole sorgenti trasportabili”
• ISO 3744: “Determinazione dei livelli di potenza sonora e dei livelli di energia sonora delle sorgenti di rumore mediante misurazione della pressione sonora – metodo tecnico progettuale in un campo essenzialmente libero su un piano riflettente”
• ISO 3745: “Determinazione dei livelli di potenza sonora e dei livelli di energia sonora delle sorgenti di rumore mediante misurazione della pressione sonora – metodi di laboratorio in camere anecoica e semi-anecoica”
• ISO 3746: “Determinazione dei livelli di potenza sonora e dei livelli di energia sonora delle sorgenti di rumore mediante misurazione della pressione sonora – metodo di controllo con una superficie avvolgente su un piano riflettente”
• ISO 3747: “Determinazione dei livelli di potenza sonora e dei livelli di energia sonora delle sorgenti di rumore mediante misurazione della pressione sonora – metodi tecnico progettuale/controllo per applicazioni in opera in un ambiente riverberante”
• ISO 9614-1,-3: “Determinazione dei livelli di potenza sonora delle sorgenti di rumore mediante il metodo intensimetrico”

Vi sono molti fattori che influenzano la scelta della norma da utilizzare per la determinazione del Sound Power Level.

GT Engineering esegue analisi delle emissioni sonore di macchinari o linee di produzione.