La percezione del rumore

Caratteristiche fisiche dei fenomeni sonori udibili

Il fenomeno acustico è originato dalla perturbazione della pressione atmosferica con carattere oscillatorio che si propaga attraverso un mezzo elastico (gas, liquido o solido). Tali perturbazioni possono venir generate da vibrazioni meccaniche e/o turbolenze aerodinamiche.

Le oscillazioni sono caratterizzate, oltre che dalla loro ampiezza, anche dalla loro rapidità o frequenza. Solo un campo definito di ampiezze e frequenze può diventare ciò che noi comunemente sperimentiamo come suono.

Possiamo pertanto affermare che una sorgente sonora è un fenomeno fisico che, attraverso le vibrazioni meccaniche o la turbolenza dell'aria, genera dell'energia acustica nel campo di frequenze e ampiezze udibili.

Per quantificare il tipo di risposta umana all'energia sonora, in termini di sonorità, di disturbo e di rischio, occorre misurare la pressione sonora, la quale è di per sé relativamente facile da misurare, poiché le variazioni di pressione sul timpano, che vengono percepite come suono, sono le stesse variazioni che agiscono sul diaframma del microfono di un fonometro (strumento impiegato per la misura dei livelli sonori), consentendone la misura.

L'orecchio umano è un organo sensibile a variazioni di pressione sonora comprese fra i 0,000002 Pa (20 µPa) e 100 Pa, in una gamma di frequenze comprese fra 20 Hz e 20.000 Hz. Tuttavia, la sensazione uditiva in un soggetto normoudente non è legata a una variazione lineare della pressione sonora, bensì a una relazione di tipo logaritmico; per tale motivo le grandezze acustiche sono espresse in deciBel (dB). Il deciBel non è un'unità di misura, ma un'unità di relazione logaritmica. Più precisamente, il livello della pressione sonora, espresso in dB, è uguale a:

dove p è la pressione acustica misurata e p₀ è la pressione di riferimento, pari a 20 µPa.

Il valore di riferimento (20 µPa), corrisponde al valore della pressione sonora minimo, percepito da un individuo normoudente alla frequenza di 1.000 Hz, ossia 0 dB. Quindi, moltiplicando la pressione sonora per 10 non facciamo altro che aggiungere 20 dB al livello, per cui 200 µPa corrisponderanno a 20 dB, 2000 µPa a 40 dB, e così via.

Ciò nonostante, non è sufficiente considerare esclusivamente il livello della pressione sonora, in quanto il nostro apparato uditivo presenta una diversa sensibilità ai suoni caratterizzati da una diversa composizione in frequenza; ossia ha una sensibilità maggiore alle alte frequenze ed una minore a quelle basse. Nella tecnica fonometrica è perciò impiegato un filtro che simula tale risposta, indicato come curva di ponderazione "A".

La curva di ponderazione "A" è stata ottenuta a seguito di alcune indagini condotte su differenti gruppi di popolazione, distinti per età e sesso, che hanno portato all'individuazione delle "proprietà medie" dell'orecchio; in particolare, la curva "A" approssima l'inverso della isofonica a 40 phon (il phon è l'unità di misura del livello di intensità soggettiva del suono). I risultati di tale sperimentazione sono riportati nella famiglia di curve isofoniche normalizzate dalla ISO 226, sopra riportata.

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