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QUALI SONO GLI USI DI UN FONOMETRO
I fonometri vengono utilizzati per misurare e gestire il rumore proveniente da diverse fonti, compresi impianti industriali, traffico stradale e aereo e lavori di costruzione. Se a ciò aggiungiamo alcune situazioni tipiche del contesto urbano, come eventi sportivi, concerti all’aperto, parchi divertimenti e quartieri residenziali e commerciali, le fonti di rumorosità aumentano di numero e di tipologia: ognuna ha caratteristiche diverse che pongono specifici problemi ai professionisti che le devono valutare.
COME FUNZIONA UN FONOMETRO
Un fonometro è costituito da un microfono, un preamplificatore, un dispositivo di elaborazione del segnale e un display. Il microfono converte il segnale sonoro in un segnale elettrico equivalente. Il tipo di microfono più adatto per i fonometri è il microfono a condensatore, che permette di combinare la precisione con la stabilità e l’affidabilità.
Il segnale elettrico prodotto dal microfono ha un livello estremamente basso, per questo viene reso più forte da un preamplificatore prima di essere elaborato dall’elaboratore principale. L’elaborazione del segnale avviene applicando la ponderazione di frequenza e la ponderazione temporale al segnale come indicato nelle norme internazionali come la IEC 61672 -1 alle quali i fonometri devono essere conformi.
PONDERAZIONE TEMPORALE
La ponderazione temporale specifica in che modo il fonometro reagisce alle variazioni della pressione sonora. Si tratta di una media esponenziale del segnale di fluttuazione, che fornisce un valore di facile lettura. L’analizzatore applica le ponderazioni temporali Fast (rapida), Slow (lenta) e Impulse (impulso) - “F”, “S” e “I”- ossia le ponderazioni richieste in conformità alla maggior parte delle norme e delle linee guida nazionali e internazionali. Le norme relative alle valutazioni ambientali solitamente specificano quale ponderazione temporale deve essere usata.
Il segnale viene elaborato attraverso i filtri di ponderazione e il livello di pressione sonora risultante viene visualizzato in decibel (dB) in riferimento a 20 μPa sullo schermo dell'analizzatore. I valori dei livelli di pressione sonora vengono aggiornati almeno una volta al secondo.
Valutare un livello sonoro fluttuante significa ottenere un valore per un livello che corrisponde, in parole semplici, al livello medio. Il ‘livello sonoro continuo equivalente’, Leq, è universalmente noto come parametro mediato essenziale. Leq è il livello che, se corrispondesse a un livello stabile per tutto il periodo di misurazione, rappresenterebbe la quantità di energia presente nel livello di pressione sonora fluttuante misurato. Si tratta di una misura dell’energia mediata in un livello sonoro variabile.
Non è una misura diretta del disturbo, anche se ricerche approfondite hanno dimostrato che Leq è ben correlato con il disturbo.
Leq può essere misurato direttamente con la maggior parte dei fonometri professionali (a volte definiti come fonometri integratori). Se viene utilizzato un filtro di ponderazione A, viene espresso come LAeq il valore della misurazione del livello sonoro continuo equivalente effettuata tramite la rete di filtri di ponderazione A.
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PONDERAZIONE DI FREQUENZA
La ponderazione di frequenza permette di adattare il modo in cui il fonometro risponde a diverse frequenze sonore. Questa operazione è necessaria poiché la sensibilità dell’orecchio umano al suono varia in base alla frequenza sonora. La normativa IEC 61672 - 1 definisce le ponderazioni di frequenza A, C e Z; tuttavia, in alcune applicazioni specializzate vengono occasionalmente utilizzate altre ponderazioni di frequenza.
Ponderazione A – dBA/dB(A)
La ponderazione A adatta il segnale in un modo simile alla risposta dell’orecchio umano ai livelli di frequenza media. Si basa sulla curva isofonica di uguale intensità di 40dB. I simboli dei parametri sonori spesso includono la lettera “A” (ad esempio, LAeq) per indicare che la ponderazione di frequenza è stata inclusa nella misurazione.
La ponderazione A è richiesta per quasi tutte le misurazioni sonore ambientali e nei luoghi di lavoro e viene specificata espressamente nelle normative e nelle linee guida nazionali e internazionali. I filtri di ponderazione A coprono l’intera gamma di frequenze audio, da 10 Hz a 20 kHz.
Ponderazione C – dBC/dB(C)
La risposta dell’orecchio umano varia con il variare del livello sonoro. La ponderazione di frequenza C corrisponde alla curva isofonica di uguale intensità di 100 dB che corrisponde alla risposta dell’orecchio umano a livelli sonori piuttosto alti. La ponderazione C viene utilizzata principalmente quando vengono valutati valori picco di livelli di pressione sonora elevati. Può essere usata, ad esempio, anche per le misurazioni del rumore nei luoghi di intrattenimento, dove la trasmissione dei rumori dei bassi può costituire un problema.
Ponderazione Z – dBZ/dB(Z)
La ponderazione di frequenza “zero” è una risposta a una frequenza piatta tra 10 Hz e 20 kHz ±1,5 dB, esclusa la risposta del microfono.
Attualmente, la rete di filtri di ponderazione A è il tipo di ponderazione di frequenza più utilizzato. La ponderazione C non si adatta bene ai test soggettivi perché le curve isofoniche di uguale intensità si basano su esperimenti che utilizzavano toni puri, mentre i rumori più comuni non sono toni pure, ma segnali molto complessi costituiti da molti toni diversi.
ANALISI DELLA FREQUENZA
Quando è necessario disporre di informazioni più dettagliate riguardo a un suono complesso, l’intervallo di frequenza può essere diviso in sezioni o bande. Questa operazione si effettua con filtri elettronici o digitali che rifiutano tutti i suoni con frequenze al di fuori della banda selezionata. Queste bande di solito hanno una larghezza di banda di un’ottava o di un terzo di ottava.
Un’ottava è una frequenza di banda in cui la frequenza più alta è due volte la frequenza più bassa. Ad esempio, un filtro a ottava con una frequenza centrale di 1 kHZ ammette frequenze comprese tra 707 e 1414 Hz, ma rifiuta tutte le altre. (Il nome ottava deriva dal fatto che un’ottava copre otto note della scala musicale diatonica). Un terzo di ottava copre un intervallo in cui la frequenza più alta è 1,26 volte la frequenza più bassa.
Il processo di suddivisione di un suono complesso effettuato in questo modo viene definito analisi della frequenza e i suoi risultati vengono presentati in un grafico detto spettrogramma. Una volta che il segnale è stato ponderato e/o suddiviso in bande di frequenza, il segnale risultante viene amplificato e il valore quadratico medio (RMS) determinato in un rilevatore RMS. L’RMS è un tipo speciale di valore medio matematico. Assume particolare importanza nelle misurazioni sonore poiché il valore RMS è direttamente proporzionale alla quantità di energia presente nel suono oggetto di misura.
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IL DISPLAY
Il display mostra il livello sonoro in decibel, nello specifico con un descrittore che mostra la combinazione di ponderazione temporale e ponderazione di frequenza selezionata (es: LAeq o LCpeak). Il segnale deve essere disponibile anche in corrispondenza delle prese in uscita, sia come corrente alternata che come corrente continua, per la connessione con gli strumenti come il sistema di acquisizione dati per fornire una registrazione e/o un’ulteriore elaborazione.
TARATURA
La taratura è un aggiornamento del fonometro per misurare e visualizzare i valori corretti. La sensibilità del trasduttore, così come la risposta della circuiteria elettronica, può variare leggermente nel tempo o può essere influenzata da condizioni ambientali quali la temperatura e l’umidità.
Anche se è improbabile che si verifichi una deriva o una variazione della sensibilità del fonometro, è comunque buona norma controllare regolarmente la taratura del fonometro, in genere prima e dopo ogni gruppo di misurazioni. Per fare ciò, si consiglia di posizionare un calibratore acustico portatile direttamente sopra il microfono. In questo modo, si ottiene un livello di pressione sonora definito con precisione, rispetto al quale è possibile regolare il fonometro.
Oltre al controllo della taratura prima e dopo le misurazioni, molti regolamenti e norme relativi alle misurazioni dei livelli sonori spesso richiedono che il fonometro venga tarato in laboratorio a intervalli di 12 o 24 mesi.
NORME INTERNAZIONALI
Le norme internazionali sono importanti sia perché vengono usate direttamente, sia perché sono fonte di ispirazione o riferimento per le norme nazionali. Gli enti internazionali di normazione sono essenzialmente due.
L’ISO (organizzazione internazionale per la normazione) si occupa principalmente della metodologia da seguire per garantire che vengano definite procedure standard che consentano di confrontare i risultati. L’IEC (commissione elettrotecnica internazionale) si occupa degli strumenti e ha lo scopo di garantire che essi siano compatibili e intercambiabili senza grosse perdite di precisione o dati.
IEC 61672
La “IEC 61672 - Elettroacustica - Fonometri” è la norma internazionale attualmente in vigore che deve essere rispettata dai fonometri al fine di rispettare i requisiti della maggior parte dei regolamenti attuali. Questa norma specifica “tre tipi di fonometri”: il fonometro “convenzionale”, il fonometro integratore-mediatore e il fonometro integratore. La norma è suddivisa in tre parti:
- Parte 1: Specifiche: indica le caratteristiche di performance e funzionalità dei fonometri di classe 1 e di classe 2
- Parte 2: Prove di valutazione del modello: fornisce i dettagli delle prove necessari per verificare la conformità con tutte le specifiche obbligatorie contenuta nella norma IEC 61672-1. Si usano nei laboratori di prova per garantire che gli strumenti rispettino i requisiti dei produttori.
- Parte 3: Prove periodiche: descrive le procedure per le prove periodiche dei fonometri in conformità ai requisiti della norma IEC 61672-1:2002 per la classe 1 o la classe 2.
Definisce la terminologia di base incluso il parametro del livello nominale centrale e descrive le best practice per la valutazione del rumore ambientale.
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ISO 1996 − VALUTAZIONE DEL RUMORE AMBIENTALE
La ISO 1996 “Descrizione, misurazione e valutazione del rumore ambientale” è una norma centrale per quanto riguarda la valutazione del rumore ambientale. Costituisce un punto di riferimento per l’argomento e tutti i regolamenti e le normative regionali vi fanno riferimento.
La ISO 1996 è divisa in due parti:
- Parte 1 2016: Grandezze fondamentali e metodi di valutazione
- Parte 2 2017: Determinazione dei livelli di pressione sonora
