Acustica Applicata - 2 - Acustica Psico-Fisica PDF

 

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Appunti dalle Lezioni di Fisica Tecnica Ambientale

Fondamenti di Acustica Applicata

Capitolo 2: Acustica Psico-fisica

Prof. F. Marc Marcotul otullio lio A.A. 2011 - 2012

 

Indice Avvertenze

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Testi consigliati 2

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Elementi di acustica psicofisica

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2.1 Fisiologi gia a dell’or oreecchio umano . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.1 L’orecchio esterno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.2 L’orecchio medio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.3 L’orecchio interno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2. 2.22 Cara Carattteris eristtic iche he dell dell’u ’udi ditto nor orm mal alee . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.1 Soglie di udibilità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.2 Il mascheramento uditivo . . . . . . . . . . . . . . . 2. 2.33 La val alut utaz azion ionee de dell lla a sen sensa sazi zion onee so sono nora ra per su suon onii pu puri ri . . . . 2.3.1 La scala dei phon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.2 La scala dei son . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4 La valutaz alutazion ionee dell della a sensa sensazio zione ne sonora sonora per suon suonii comp comples lessi si . 2.4.1 Il metod odo o di Zwicker . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.2 Il metod odo o di Stevens . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2. 2.55 La val alu uta tazzio ion ne del dis istturbo urbo da rumo rumore re . . . . . . . . . . . . 2.5.1 La rumorosità ambientale . . . . . . . . . . . . . . . 2. 2.5. 5.2 2 Gli eff etti del ru rumore sull’uomo . . . . . . . . . . . . 2.5.2.1 Eff etti specifici . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5.2.2 Eff etti non spec pecifici . . . . . . . . . . . . . 2. 2.5. 5.3 3 Prin Princi cipa pali li in indi dici ci di val alut utaz azio ione ne de dell di dist stur urbo bo . . . . . 2.5.4 2.5 .4

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1 1 2 3 6 6 8 9 9 11 12 12 12 14 14 14 15 18 19

Indice Indice di dis distur turbo bo da da tra traffico . . . . . . . . . . . . . . . .

26

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Avvertenze La presente dispensa didattica è rivolta agli allievi del Corso di Fisica Tecnica  Ambientale, Corso di Laurea in Ingegneria Edile Architettura e costituisce la  raccolta completa degli argomenti svolti in aula. Disporre della dispensa tuttavia non esime né dai doverosi approfondimenti  sui testi consigliati, né soprattutto dalla frequenza delle lezioni e delle esercitazioni. Saranno graditi suggerimenti nonché la segnalazione di errori ed inesattezze.

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Testi consigliati Testi consigliati in lingua italiana: 1. Moncada Moncada Lo Giudice G., Santoboni Santoboni S., S., Acustica   Acustica , Masson S.p.A., Milano, 1997 2. Cirillo Cirillo E.,  E.,  Acustica Applicata , McGraw-Hill Libri Italia srl, Milano 1997 3. Rocc Rocco o L.,   Fondamenti di Acustica Ambientale , Alinea Editrice, Firenze 1984 Testi consigliati in lingua inglese: 1. Beranek Beranek Leo L., L., Acoustics   Acoustics , McGraw-Hill, New York 1954

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Capitolo 2

Elementi di acustica psicofisica 2.1

Fisi Fisiolog ologia ia dell dell’or ’orecc ecchio hio uma umano no

L’orec L’orecchio chio rappresenta rapprese nta il’organo latotrasformazi trasf one dei di pre pressi ssione one) ) in impuls impulsi nervo nervosi. si. che Da opera un punto pun di ormazione vista vista anatomic anato mico osuoni esso esso (onde viene viene comunemente diviso in: •

•

•

  orecchio esterno: esterno : raccoglie raccoglie le onde acustiche acustiche e le converte converte in moto vibratorio della membrana del timpano; del  timpano;   orec orecchio chio medio medio:: congiu congiunge nge meccanic meccanicame ament ntee la membra membrana na del timpan timpanoo all’orecchio all’ orecchio interno;  orecchio interno  orecchio interno:: sede delle strutture strutture che sovrinte sovrintendono ndono alla trasformatrasformazione dei moti vibratori in impulsi nervosi i quali vengono trasmessi al cervello attraverso il nervo acustico e qui tradotti nella  sensazione sonora .

2.1.1 2.1 .1

L’ L’ore orecc cchi hio o es ester terno no

E’ formato dal  dal   padiglione auricolare,  auricolare,   dal dal condotto  condotto uditivo e uditivo  e dalla membrana dalla  membrana del  timpano. timpano. Il padiglione padiglione auricolare  auricolare   forma forma la parte visibile dell’orecchio ed è costituito da una struttura cartilaginea la cui dimensione e forma contribuiscono a modificare la struttura dell’onda acustica che viene avviata al condotto uditivo. Tali modificazioni costituiscono informazioni per il riconoscimento e la localizzazione dei suoni. Il condotto uditivo   (detto anche meato anche  meato uditivo) uditivo ) costituisce un condotto cutaneo che presenta presenta un diametro diametro mediamente mediamente pari a circa 7 mm. Esso si estende estende dalla conca del padiglione auricolare auricolare (estremità (estremità aperta) fino alla membrana membrana del timpano (estremità chiusa) per una lunghezza approssimativa di 25 mm. A causa della particolare configurazione esso si comporta come una canna d’organo (risonatore  risonatore )) con una frequenza di risonanza prossima a 3500-4000 Hz. In prossimità di tali frequenze, la pressione acustica in corrispondenza della membrana timpanica risulta sensibilmente più elevata di quella presente in corrispondenza

1

 

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ELEMENTI ELEMENTI DI ACUSTICA ACUSTICA PSICOFIS PSICOFISICA ICA

 

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dell’estremità dell’estre mità aperta. Ne risulta che il condotto condotto uditivo contribuisc contribuiscee a rendere rendere il nostro apparato uditivo, nell’intervallo di frequenza comprese tra 2000 e 5500 Hz, da 5 a 10 dB più sensibile di quanto sarebbe se il timpano fosse posizionato sulla superficie della testa. Inoltr Inoltree il condot condotto to uditivo contribui contribuisce sce anche a mantenere costanti la temperatura e l’umidità della membrana le cui caratteristiche elastiche si modificano profondamente con quelletimpanica grandezze. La membrana del timpano   (o anche semplicemente   timpano) timpano ) costituisce il fondo fon do del canale canale uditiv uditivo o e la separazi separazione one tra esso esso e la cavità cavità timpan timpanica ica.. Il timpano timpa no si presenta presenta come un diafra diaframma mma sottile ma molto resistente resistente,, liscio, liscio, tra2 sparente, inclinato in basso ed in avanti. Di area pari a circa 0.8 cm , presenta una struttura costituita da un complesso intrecciarsi di fibre disposte sia radialmente dialme nte che circolarmen circolarmente. te. Allorché Allorché viene posto in vibrazione vibrazione dall’onda dall’onda di pressione che lo raggiunge attraverso il meato uditivo, esso subisce spostamenti enormemen enorme mente te piccoli: dell’ordine dell’ordine di 10−8 cm in condizioni normali (ascolto del parlato).

2.1.2 2.1 .2

L’ L’ore orecc cchi hio o medi medio o

E’ costituito da una cavità contenuta in massima parte nell’osso temporale del cranio nella quale si possono distinguere, tra l’altro,   la cavità timpanica   timpanica   e la tromba di Eustachi . La cavità timpanica alloggia il sistema muscolo-scheletrico composto dalla cosiddetta   catena degli ossicini   ossicini   e da due piccoli muscoli detti tensore del timpano   e  stapedio  stapedio.. La cavità timpanica,   di volume pari a circa 2 cm3 , ha forma di una lente biconcava ed è limitata verso l’esterno dalla membrana del timpano e verso l’interno dalla parete dell’orecchio interno. Quest’ultima porta, nella parte alta, la cosiddetta finestra cosiddetta  finestra ovale   (Afo   ≈ 3  mm 2 )  mentre nella parte bassa la finestra la  finestra ro2 tonda   (Af r   ≈ 2  mm ). Allo scopo di equilibrare equilibrare la pressione pressione da una parte e dall’altra della membrana timpanica, la cavità timpanica è messa in comunicazione con il faringe (e quindi con l’esterno) attraverso la tuba di Eustachi.

L 1/3 L

Staffa

Finestra ovale

Incudine Membrana del timpano

Martello

Figura 2.1: Articolazione schematica della catena degli ossicini La catena degli ossicini   ossicini   costi costituisc tuiscee una formazione che assomiglia assomiglia ad una U rovesciata di cui un braccio (martello ( martello)) aderisce alla membrana del timpano, l’altro (incudine  (incudine ) si articola con la sta  la  sta  ff a  a  la la quale si fissa, mediante tessuto fibroso, alla finestra finestra ovale. ovale. Sebbene Sebbene la meccanica meccanica del moto della catena degli ossicini ossicini

 

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sia molto complessa, essa può essere schematizzata mediante il sistema di leve che è mostrato in Fig.2.1. Ciò comporta che l’orecchio medio, nel trasmettere le vibrazioni dalla membrana del timpano a quella della finestra ovale riduce la deformazione di quest’ultima fino ad un terzo di quella, già molto piccola, che si ha in corrisponden pondenza za della membrana membrana del timpano. timpovale ano. (F  Cont te la forza checorris agisce in corrispondenza della finestra (Contemporan F f o  emporaneamen =  A fo ∆ peamente fo ) è pari a tre volte quella che agisce sul timpano (F  ( F t   =   At ∆ pt ). Ne deriva deriva immediatam immediatament entee che la pressione che agisce sulla membrana della finestra ovale è: Afo ∆ pfo   ≈ 3 × At ∆ pt   da cui

  ∆ pfo   ≈

3 × ∆ pt

At Afo

≈

90 × ∆ pT 

essendo prossimo a 30 il rapporto A rapporto  A t /Afo . Un ruolo importante importante è svolto dal tensore del timpano timpano e dallo stapedio. stapedio. La contrazione del muscolo stapedio alleggerisce la pressione della staff a sulla finestra ovale; la contrazione del muscolo tensore aumenta la tensione della membrana del timpano e la pressione della sta ff a sulla finestra ovale in quanto sposta medialmen medial mente te la catena catena degli ossicini. ossicini. L’azione L’azione combinata combinata dei due muscoli rende la catena catena più rig rigida ida facilita facilitando ndo la trasmi trasmissi ssione one dei suoni suoni più deboli o, al contrario, bloccandola in modo che l’intensità dei suoni più forti diminuisca. Purtroppo questo meccanismo di protezione può entrare in azione in un tempo relativamente breve dell’ordine di 200 ms per cui l’orecchio risulta praticamente indifeso nei confronti di rumori impulsisvi quale può essere un colpo di arma da fuoco.

2.1.3 2.1 .3

L’ L’ore orecc cchi hio o in inter terno no

E’ alloggiato anch’esso in prossimità dell’osso temporale del cranio e consta di una parte ossea e di una parte membranosa che sono denominate, appunto, labirinto osseo   e   labirinto membranoso. membranoso. Il primo acc accogli ogliee il second secondo o anche anche se non ne ripete ripete appieno appieno la forma. forma. Tra la str strutt uttura ura ossea e quella quella membra membranos nosaa (spazio perilinfatico) perilinfatico ) è interposto un liquido incolore detto  perilinfa . Si possono distinguere i  i   canali semicircolari  che semicircolari  che sovrintendono alle funzioni statocinetiche e la chiocciola  la  chiocciola   (o (o coclea   coclea )) che sovrintende alle funzioni acustiche. I primi sono localizzati nel cosiddetto settore cosiddetto settore vestibolare  mentre  mentre la seconda occupa il settore il  settore cocleare . Membrana vestibolare

Rampa vestibolare

Canale cocleare

Nervo acustico Rampa timpanica

Perilinfa Organo del Corti

Endolinfa

Membrana basilare

Figura 2.2: Sezione retta della chiocciola La coclea coclea è costit costituit uita a da un canale canale la cui struttur struttura a ric ricord orda, a, appun appunto, to, il guscio di una chiocciola che si sviluppa sviluppa per una lunghezz lunghezza a approssimat approssimativ iva a di 35

 

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mm. La sezione sezione normale normale,, di area area pari a circa circa 4 mm2 ,  mostra che la coclea è percorsa assialmente da tre canali distinti: quello superiore è denominato rampa  denominato  rampa  vestibolare , quello inferiore rampa inferiore  rampa timpanica   timpanica   mentre quello mediano costituisce il cosiddetto canale cosiddetto  canale cocleare  (vedi cocleare  (vedi Fig.2.2). La rampa vestibolare e la rampa timpanica sono entrambe ricolme di perilinfa e comunicano tra esse, in corrispondenza del vertice della coclea, per il tramite di una piccola apertura denominata elicotrema  denominata  elicotrema . In corrispondenza della base della coclea, invece, comunicano entrambe con l’orecchio medio: la prima attraverso la finestra ovale e la seconda attraverso la finestra rotonda. Il canale cocleare si diparte dalla base della coclea e la percorre nel senso della lunghezza lunghezza fino all’elicotrema. all’elicotrema. Esso, ricolmo di un liquido liquido detto endolindetto  endolin fa , è cieco ad entrambe entrambe le estremità estremità e presenta presenta sezione sezione approssimati approssimativ vamente amente triangolare. Dei tre lati, uno è costituito dalla parete della coclea, il secondo è rappresentato dalla membrana dalla  membrana vestibolare  e vestibolare  e il terzo dalla membrana dalla  membrana basilare . Su quest’ultima è collocato l’organo collocato  l’organo del Corti , una struttura complessa racchiusa tra la membrana basilare e la   membrana membrana tettoria , che comprende un elevato numero di cellule ciliate le quali sono collegate al nervo acustico. La membrana basilare, mediante la sua particolare struttura, determina le proprietà elastiche del condotto coclere. Infatti la membrana basilare si presenta più stretta (circa 0.04 mm) e più tesa in corrispondenza della finestra ovale e più larga (circa 0.5 mm) e più lasca in corrispondenza dell’elicotrema. Per questa particolare forma, la membrana basilare presenta frequenze proprie di vibrazione che diminuiscono man mano che ci si sposta dalla finestra ovale verso l’elicotrema.

50 Hz

200 Hz Staffa 800 Hz

1600 Hz

Figura 2.3: Spostament Spostamento o della posizione del massimo della deformazione deformazione della membrana basilare con la frequenza. Supponiamo, ora, che la membrana della finestra ovale venga fatta vibrare ad opera della staff a. a. L’onda L’onda di pressi pressione one che che ne deriva deriva si propaga propaga lungo la rampa vestibolare, attraversa l’elicotrema e procede lungo la rampa timpanica raggiungendo la finestra rotonda dove si annulla. La medesima onda di pressione pone in vibrazione la membrana basilare la cui deformazione fa sì che la membrana tettoria e l’organo del Corti slittino l’uno rispetto all’altro deformando le cel cellul lulee cil ciliat iate. e. E’ in seguit seguito o a questa questa deforma deformazio zione ne che si genera generano no gli im-

 

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pulsi nervosi che, attraverso il nervo acustico, raggiungono il cervello. A causa della particolare struttura della membrana basilare, tuttavia, la vibrazione presenterà intensità massima in un particolare punto della membrana decrescendo in entrambe le direzioni ma più rapidamente dalla parte dell’elicotrema (vedi Fig.2.3.). Il punto Fig.2.3.). punto caratteriz caratterizzato zato dalla vibrazione più intensa intensa corrisponde corrisponde alla porzione della membrana stessa che che presenta una frequenza frequenza propria di vibrazione prossima prossi ma a quella dell’onda dell’onda eccitatric eccitatricee (riso (risonanza) nanza).. Così, per quanto quanto ricordato ricordato in precedenza, il punto di vibrazione massima si presenta in corrispondenza della finestra ovale per le frequenze più alte e si sposta verso l’altra estremità, più lasca e massiccia, massiccia, al diminuire diminuire della frequenza. frequenza. 5

2

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1000

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1/3 d’ottava

1/6 d’ottava

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2

 

5

10000

2

 Frequenza  Freque nza (Hz)

Figura Figur a 2.4: Ampiezza Ampiezza delle bande critiche critiche in funzione funzione della frequenza. frequenza. La membrana membrana basilare, quindi, opera una  separ  separazione azione spaziale  spaziale    delle componenti armoniche di un’onda eccitatrice consentendo all’orecchio di percepire i caratteri distintivi del suono (altezza e timbro). Tale operazione, tuttavia, viene eff ettuata ettuata per bande (bande (bande critiche ) nel senso che l’orecchio non  l’orecchio  non  è  è in grado di percepire come distinti  come  distinti    suoni le cui frequenze appartengono alla stessa banda critica. criti ca. Numerose Numerose esperienze esperienze hanno evidenziat evidenziato o che la larghezza larghezza della banda critica è pressoché costante e pari a circa 100 Hz fino a frequenze del suono utile utile pro prossi ssime me a 500 Hz. Per Per freque frequenze nze del suono utile utile supe superior riorii a 500 Hz, la larghezza della banda critica cresce assumendo valori pressoché proporzionali alla frequenz frequenza a del predett predetto o suono. suono. Tale dipendenz dipendenza a è mostra mostrata ta in Fig.2.4 Fig.2.4 la quale riporta anche la larghezza di bande a terzi d’ottava. L’accordo giustifica il motivo per cui in acustica si eff ettuano ettuano analisi spettrali per bande a larghezza percentuale costante. Le brevi considerazioni precedenti sull’anatomia e fisiologia dell’orecchio consente di spiegare abbastanza agevolmente i motivi dell’esistenza di una banda di frequenze udibili. La presenza di un limite inferiore è da imputarsi al fatto che al diminuire della frequenza diventa sempre più estesa la porzione di membrana basilare interessata dalla deformazione. In altri termini, per basse frequenze la membra mem brana na basilare basilare tende tende a vib vibrar raree all allo o ste stesso sso modo in ogni punto. punto. Il limite limite superiore è da imputarsi all’inerzia meccanica della catena degli ossicini che, quindi, taglia le frequenze più alte. Concludiamo avvertendo che la sensazione sonora può essere indotta anche mediante il meccanismo della conduzione della  conduzione ossea . Per Perché ché un suono suono possa essere percepito attraverso questa via, è in genere richieso un più elevato livello di

 

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B 60 d(

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10000

2

Frequenza (Hz)

Figura 2.5: Dipendenza Dipendenza della soglia di udibilità udibilità dalla frequenza frequenza per diff erenti erenti condizioni sperimentali pressione sonora (circa 60 dB) di quello che costituisce la soglia di udibilità per conduzione conduz ione in aria.

2.2

Car Caratt atteri eristic stiche he d dell’u ell’udit dito o n norm ormale ale

2.2.1 2.2 .1

Sogli Soglie e di udibil udibilità ità

Si usa definire soglia definire  soglia di udibilità  (in   (in dB) il valore minimo del livello di pressione −5 sonora efficace (riferito a 2×10 Pa) capace di indurre una sensazione sonora nell’ascolt nell’a scoltatore atore medio medio statistic statistico. o. Si comprende bene che la soglia di udibilità dipende da numerosi fattori tra i quali: •

 le caratteristiche del suono (frequenza);

•

 le caratteristiche dell’uditore (ad esempio l’età);

•

•

  le modalità con cui il suono è presentato presentato all’uditor all’uditore. e. Ciò è chiaramente chiaramente evidenziato dalla Fig.2.5 la quale mostra la soglia di udibilità corrispondente den te a diverse diverse modalità speriment sperimentali ali (1. ascolto ascolto monaurale in cu ffia, 2. ascolto binaurale in campo libero, 3. ascolto binaurale in campo di ff uso); uso);   il punto di rilevazione.

Inoltre si deve distinguere tra il caso in cui la valutazione venga e ff ettuata ettuata in assenza asse nza o in presenza presenza di altri altri suoni o rumori rumori.. In quest’ quest’ult ultima ima ipotesi ipotesi si usa parlare di soglia di  soglia mascherata di udibilità . A causa di quanto or ora ricordato, ci riferiremo in futuro alla soglia di udibilità determinata per: •

•

•

  suoni puri;   giovani adulti (18-20 anni) con udito normale (privi cioè di patologie a livello dell’orecchio);  ascoltatori posti di fronte alla sorgente e in ascolto binaurale;

 

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7

0 5

500 Hz 1000

10 15

)

dB( 20

2000

toi 25 d u

i 30

3000

d at

i 35 dr

uomini

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4000

P 40 0 5 500 - 1000 Hz

10 2000

15 20 20

3000

donne 30

 

4000

40

 

50

 

60 60

70

Età (anni)

Figura 2.6: Perdita di udito in funzione dell’età •

 rilevazione eff ettuata ettuata in campo libero in corrispondenza della testa ma in assenza dell’uditore.

La soglia di udibilità così ottenuta mostra una sensibile dipendenza dalla frequenza quenz a del suono puro come mostra chiaramen chiaramente te la Fig.2.5. Come si vede, il massimo dell’udibilità (ossia il minimo di soglia) si presenta in corrispondenza di una frequenza prossima ai 4000 Hz che è vicina, come già accennato, a quella di risonanza del condotto uditivo dell’orecchio esterno. La soglia di udibilità è negativamente influenzata dall’età (presbioacusia  (presbioacusia )).. In genere tale perdita di udito (in dB) si presenta con modalità e in misura diversa tra l’uomo e la donna, inizia intorno ai 25 anni e cresce con l’età (vedi Fig.2.6). Tale crescita è più rapida per le alte frequenze nel senso che, ad esempio, un uomo dell’età di 60 anni presenta una perdita di udito che mediamente è stimabile in circa 5 dB per un suono puro di 500 Hz mentre può raggiungere i 30 dB o più per un tono puro a 4000 Hz. Ne deriva che mentre persone giovani presentano undilimite superiore nellaridotto bandaquesto udibilelimite che può estendersi fino aifino 20 kHz, persone età media vedono a 16 kHz o anche a 12 kHz. I processi di invecchiame invecchiamento nto che che sono alla base del fenomeno fenomeno della presbioacusi presbi oacusia a si traducono traducono in genere: genere: •

  nell’ispessimento della membrana del timpano;

•

  nella degenerazione delle articolazioni delle ossa;

•

  nella perdita di elasticità della membrana basilare;

•

 nella scomparsa di cellule sensorie dell’organo del Corti e nel nervo acustico.

Indagini su ascoltatori medi ha consentito di determinare, all’altro estremo della soglia di udibilità, la soglia la  soglia di non-comfort  definita non-comfort  definita come il livello di pressione sonora che l’orecchio può tollerare prima ancora che si presentino manifestazioni

 

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ELEMENTI ELEMENTI DI ACUSTICA ACUSTICA PSICOFIS PSICOFISICA ICA

 

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spiacevoli. Dai risultati di tali indagini si stima pari a 110 dB la soglia di noncomfortt per suoni puri comfor puri.. Al di sopra di questo questo limite, infatti, infatti, e fino a circa 130 dB si manifestano sensazioni di prurito attribuibili alla elevata ampiezza del moto della membrana del timpano. Allorché il livello di pressione sonora raggiunge i 140 dB il disturbo si trasforma in dolore. Anche se non accuratamente noti per ovvi motivi, sembrano stimabili in 150-160 dB i livelli sonori che provocano un danno uditivo uditivo immediato. immediato. A di ff erenza erenza di quanto visto per la soglia di udibilità, quella del non-comfort si presenta indipendente dalla frequenza tra 50 e 8000 Hz.

2.2.2 2.2 .2

Il masc mascher heram amen ento to uditiv uditivo o 100

400 Hz 

100 80 80 60

) Bd (

M 40

60

20 40 20 0

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16   

24 24

32

 

40

(Hz 100)

Figura 2.7: Mascheram Mascherament ento o (ordinate) (ordinate) di toni puri di data frequenza frequenza (ascisse) ad opera di un tono puro di 400 Hz Se l’orecchio viene raggiunto contemporaneamente da due suoni di diversa intensità, in determinate circostanze viene percepito, dei due suoni, solo quello più intenso intenso.. Siamo Siamo in presen presenza za del fenomeno fenomeno del   mascheramento. mascheramento. Al Allo lo sco sco-po di valutare quantitativamente il fenomeno, definiamo il mascheramento  M , espresso in dB, come l’innalzamento che subisce la soglia di udibilità del suono mascherato (o suono utile) per la presenza del suono mascherante, ossia: M   =  L m − L0   dB in cui L cui  L m  e  L 0  rappresentano, rispettivamente, il livello di soglia in presenza ed in assenza del mascheramento. La Fig.2.7 consente di valutare il mascheramento   M   M   (ordinate) per suoni puri di assegnata frequenza (ascisse) in presenza di un tono puro mascherante di 400 Hz il cui livello di pressione acustica (dB) è quello riportato a fianco di ciascu ciascuna na curva. curva. Ad esempio esempio si ve vede de che un tono tono puro puro di 2000 Hz subisc subiscee un mascheramento mascheramento   M   M   pari a circa 53 dB da parte di un tono puro di 400 Hz e 80 dB. Perché il suono di 2000 Hz risulti udibile in queste circostanze, quindi, il relativo livello (L (Lm ) deve essere almeno 53 dBpiù elevato della soglia di udibilità (L (L0 ) in assenza di mascheramento. Inoltre si verifica facilmente che il medesimo suono mascherante è meno efficace nei riguardi di un tono puro a 200 Hz (M  (M      20   dB). Quest’ultimo Quest’ultimo risultato risultato è generalizz generalizzabile: abile: se   ν M    è la frequenza del suono mascherante, il mascheramento   M   M   è sempre più efficace

 

CAPITOLO CAPIT OLO 2.

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9

per toni puri di frequenza   ν   >   ν M   rispetto a toni puri di frequenza   ν   <   ν M . Per   ν       ν M   l’eff etto etto di mascheramen mascheramento to si riduce. Ciò accade perché perché il suono mascherato non viene percepito come suono separato, ma a causa del fenomeno dei battimenti1 , appare piuttosto come una fluttuazione del suono mascherante. L’analisi della Fig.2.7 consente, inoltre, di osservare che al diminuire del livello di pressione sonora del suono puro disturbante (400 Hz) diventa sempre più stretta la banda delle frequenze mascherate. Il tono puro a 2000 Hz considerato sopra non subisce alcun eff etto etto di mascheramento se il suono mascherante presenta un livello sonoro inferiore a 40 dB. Se il suono mascherante è a spettro continuo (rumore), l’esperienza mostra che il mascheramento   M   M   è dovuto principalmente ad una ristretta banda di frequenze centrata sul suono mascherato (banda critica). Se Se   LB  è il livello di pressione sonora in corrispondenza della banda critica mascherante, è di origine sperimentale la: M   =  L B

−4

purché il livello L livello  LB  non diff erisca erisca troppo da quello delle bande critiche adiacenti. Concludiamo questo argomento considerando il caso più frequente nella pratica del mascheram mascherament ento o di un suono complesso complesso da parte di un suono complesso. complesso. L’analisi avviene ancora con riferimento alle bande critiche per l’audizione. Per ciascuna banda critica si può calcolare la diff erenza erenza tra il livello del suono mascherato e quello del suono mascherante: è evidente che al fine dell’ascolto del suono mascherato risultano utili solo quelle bande in cui il livello del suono mascherato è più elevato del suono mascherante.

2. 2.3 3

La valut alutaz azio ione ne de dell lla a se sens nsaz azio ione ne sono sonora ra per suoni puri

Sebbene le conoscenze dell’anatomia e della fisiologia dell’apparato uditivo siano molto avanzate, esse non consentono di ricavare il legame quantitativo, molto importante per le applicazioni dell’ingegneria, tra  l’intensità della sensazione  sonora equivalente  (una equivalente  (una grandezza psicoacustica) e le grandezze fisiche che caratterizza ratte rizzano no il suono responsabile responsabile della sensazione sensazione stessa. stessa. E’ per tale motivo motivo che si normale. è ricorso alla rilevazione sperimentale su un campione di ascoltatori con udito

2.3. 2.3.1 1

La scal scala a dei dei phon phon

Ciò premesso, premesso, consideriamo consideriamo due suoni puri: 1. il pr primo imo,,  A,  A , di frequenza convenzionalmente assunta pari a   ν A  = 1000 Hz 1000  Hz che costituisce il suono di riferimento; 2. il second secondo, o, B   B , di data frequenza   ν B  e livello di pressione acustica L acustica  L B  (dB). 1

Fenomeno dovuto alla sovrapposizione di due suoni aventi frequenze prossime tra loro. Esso viene percepito come un aumento e una diminuzione della sensazione con una frequenza che è pari alla diff erenza erenza dei suoni componenti.

 

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10

140 130

120

120

)

110

110

d(

100

100

o

90

90

o

80

80

n

e

s

70

70

60

60

re

s

50

50

d

40

40

e

l

30 L

20

B

130

ar n

io s p i ol iv

30

Soglia di udibilità

10

20 10

0

phon

20

30 40

60 

100    

2

3  4

6 

1000    

 2

3  4

6

10000

Frequenza (Hz)

Figura Figur a 2.8: Audiogramma Audiogramma normale Supponiamo, ora, di variare il livello di pressione sonora di   A  finché una assegnata percentuale del campione di ascoltatori  percepisce i due suoni di pari  intensità . Se indichiamo con L con  L A  (dB) il livello di pressione acustica di A di  A  in tale condizione, diciamo  che il suono puro B presenta un livello di intensità della  sensazione sonora equivalente pari a   a   LA phon . In altre altre parole, parole, un suono puro puro di  di   x  x  phon  phon viene percepito della stessa intensità di un tono puro a 1000 Hz che presenta un livello di pressione acustica pari a  x    x   dB. Su un diagramma L diagramma  L ∆ p − ν , il luogo dei punti che rappresentano suoni puri caratterizzati dallo stesso livello di intensità della sensazione sonora equivalente (phon) costituisce una curva una  curva isofonica . La famiglia di curve isofoniche isofoniche riportate riportate in Fig.2.8 costituisce  l’audiogramma normale  realizzato normale  realizzato attraverso un lungo e pazien paz iente te la lavor voro o da Fletc Fletcher her e Mun Munson son (1942) (1942).. Esso Esso riporta riporta,, tra tratte tteggia ggiata, ta, la soglia di udibilità. Osserviamo che, a causa della minore sensibilità dell’orecchio, un livello di pressione sonora considerevolmente più elevata è richiesta alle basse frequenze se si vuo vuole le che esse esse ris risult ultino ino ugualmen ugualmente te udibili udibili di quelle quelle medio-alt medio-alte. e. E ciò è tanto tant o più vero quanto più basso è il livello livello di pressione pressione sonora (curve isofoniche isofoniche inferiori). Man mano che ci si sposta nella parte alta del diagramma, infatti, le isofoniche tendono ad appiattirsi evidenziando un comportamento dell’orecchio meno selettivo nei confronti della frequenza. 2 Avvertiamo che l’audiogramma normale di Fletcher e Munson riportato in Fig.2.8 è stato ottenuto nel rispetto di precise modalità sperimentali e quindi c’è da attendersi che le indicazioni che esso fornisce possano discostarsi anche di molto per situazioni diverse. L’audiogramma normale consente, quindi, dati due suoni puri di stabilire quale dei due viene percepito con maggiore intensità. Non è tuttavia in grado: •

•

2

  stabilire, assegnati due suoni puri, in che che misura l’intensità l’intensità della sensazione prodotta dal primo è più alta o più bassa di quella prodotta dal secondo.   valutare l’intensità della sensazione sonora indotta da suoni complessi.

Questi risultati sono molto importanti nella riproduzione ad alta fedeltà. Infatti se si vuole mantenere lo stesso contenuto tonale di un suono allorché viene ascoltato a diverso volume, è necessario provvedere ad esaltare (o a smorzare) le basse frequenze.

 

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11

Al primo dei predetti quesiti si è risposto introducendo la scale dei   sone , al secondo introducendo particolari procedure (Stevens e Zwicker) come descritto nel seguito

2. 2.3. 3.2 2

La scal scala a dei dei so son n

Consideriamo due sorgenti che emettono suoni emettono  suoni puri di uguale frequenza e intensità . Ad un campione di ascoltatori viene chiesto di variare l’intensità di uno dei due suoni finché essi vengono percepiti, ad esempio, l’uno di intensità doppia dell’altro o comunque finché non si stabilisca un rapporto semplice assegnato tra le rispettive intensità soggettive. I dati derivanti da una estesa campagna di misure in tal senso sono all’origine della curva riportata in Fig.2.9 la quale lega il livello della intensità della sensazione sonora equivalente espresso in phon alla medesima grandezza espressa in   son , la quale, rispetto alla prima, risulta più immediatamente correlabile all’intensità percepita. La medesima figura mostra: 1. che un son corrisponde corrisponde a 40 phon; phon; 2. che un incremento incremento di 10 phon comporta comporta un raddoppio dell’inte dell’intensità nsità soggettiva equivalente espressa in son. Alla luce di questi risultati si ha: phon = phon  =

  1.2 + log10 (sone sone))   ;   son = son  = 20.1(phon−40) 0.03

(2.1)

Sulla base di quanto su ricordato, si può verificare che la riduzione di un suono da 80 a 70 phon comporta il dimezzamento (da 16 a 8 son) dell’intensità con cui esso viene percepito. 300 200 100 50 30 20 10

S

5

o

n

3 2 1 0.5 0.3 0.2 0.1 0

20

 

40

 

60 60

80

 

100   120

Phon

Figura 2.9: Legame tra la scala dei son e dei phon

 

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2. 2.4 4

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12

La valut alutaz azio ione ne de dell lla a se sens nsaz azio ione ne sono sonora ra per suoni complessi

Allorché il suono è complesso, Allorché complesso, la valutazione alutazione dell’intens dell’intensità ità con cui esso è percepito non può essere calcolato partendo dalle conoscenze finora acquisite le quali sono valide solo per suoni puri , ma bisogna ricorrere a procedure che devono tenere conto sia della composizione spettrale del suono complesso (in generale a bande d’ottava o   13  d’ottava) sia del mascheramento che ciascuna banda opera nei riguardi riguardi delle altre. altre. Esistono Esistono in letteratu letteratura ra due procedure, procedure, entrambe entrambe standardizzate, che consentono di raggiungere lo scopo.

2.4. 2.4.1 1

Il met metodo odo di di Zwic Zwick ker

La prima, dovuta a Zwicker, è valida sia per campo sonoro di ff uso uso che libero.  1 Opera partendo da un’analisi spettrale del rumore a bande di 3   d’ottava e si presenta abbastanza complessa principalmente perché si propone di tenere in conto cont o della dissimmetria dissimmetria del fenomeno fenomeno del mascheram mascherament ento. o. Il procedimen procedimento to è essenzialmente grafico in quanto la procedura sviluppata per via analitica è tanto complessa comple ssa da richieder richiedere, e, in alcuni alcuni casi, l’uso di un mezzo di calcolo calcolo automatico. automatico. Proprio a causa può di questa complessità non viene illustrato in queste pagine, ma una trattazione trovarsi in letteratura.

2.4. 2.4.2 2

Il met metodo odo di Stev Steven enss

La seconda, seconda, dovut dovutaa a Stevens Stevens,, è valida valida per il solo solo campo sonoro sonoro diff uso uso ed è quella che esamineremo esamineremo in dettaglio dettaglio nel segui seguito. to. Essa è basato su una correlazione correlazione di natura nat ura empiri empirica ca di dati dati sperime speriment ntali ali e fa ric ricors orso o al dia diagram gramma ma mostra mostrato to in Fig.2.4.2. Esso riporta in ascisse il logaritmo decimale della frequenza centrale di banda (Hz), in ordinate il livello di pressione acustica (dB) e, riferite a questi assi, una famiglia di curve di uguale intensità di sensazione il cui valore (in son) è riportato in corrispondenza corrispondenza di ciascuna di esse. La procedura si articola nei seguenti passi. 1. Analisi Analisi in frequenza frequenza del suono complesso complesso a bande d’ottav d’ottava a o a terzi d’ottava. 2. Pe Perr ciascuna ciascuna delle bande precedent precedentii si ricava ricava un  indice di intensità della  sensazione sonora   sonora   S j  espresso in son dal diagramma di Fig.2.4.2. 3. I val valori ori   S j  ricavati al passo precedente, uno per ciascuna delle   N  N    bande analizzate, vengono combinati secondo la: N  j =1 S j



S  =  =  S M  F ) + F  M  (1 − F )

  son

nella quale   S M  rappresenta il valore più elevato elevato tra gli   N  N    livelli   S j   e M    rappresenta F   F   un fattore che dipende dal tipo di analisi e ff ettuata ettuata (0.15 15,, 0.20 20,, 0.30  1  1  1 rispettivamente per analisi a 3 , 2   e 1   d’ottava) il quale si propone di tenere in conto del mascheramento. 4. Se necessario, il valore valore in son così ottenuto ottenuto può essere trasformato in phon mediante le (2.1) o attraverso il diagramma di Fig.2.9.

 

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13

Esempio -  Supponiamo che l’analisi spettrale a banda d’ottava di un rumore

dia i risultati riportati nella tabella seguente. Hz dB

63 56

125 56 56

250 65

500 70

1000 81

2000 81

4000 78

8000 73

Attraverso Attrav erso il grafico della Fig. si ricav ricavano ano per ciascuna ciascuna banda gli indici indici di intensità S  intensità  S j   riportati nella tabella seguente: Hz sone

63 1. 1.2

125 1.8

250 4.6

500 6.8

1000 18

2000 22

4000 21

8000 19

Si ricava facilmente che:

S    = 9494..4 sone

S M  22 sone;  sone; M   = 22

j

per cui l’intensità della sensazione sonora del suono complesso è pari a: S  =   = 22(1 − 0.3) + 0. 0.3  94  94..4  44   sone  ·

avendo assunto F  assunto  F    = 0.3  per l’analisi a banda d’ottava. 120

Indice di sensazione 110

150 100 80

100

60 50 40 30 25 20

90

80

      B       d 

15 12

70

10 8 6 5

60

4 50

3 2.5 2

40

1.5 30

1.0

20

0.7 0.5 0.3 0.2 0.1

10 63 31.5

125

  250

500

1000

12000

4000 2000

8000

Hz

Figura 2.10: Curve Curve di uguale intensit intensità à di sensazione sensazione (in son) in funzione del livello di pressione sonora (in ordinate) e della frequenza (in ascisse)

 

CAPITOLO CAPIT OLO 2.

2.5 2.5.1 2.5 .1

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14

La v val alut utaz azion ione e del di dist stur urbo bo da rumo rumore re La rumor rumorosi osità tà a am mbient biental ale e

La rumor osità ambie ntalee si èmodificazioni svilup sviluppata pata diche pari passohacon il progresso progre tecnolotecnologicorumorosità ovvero conambiental le importanti questo indotto sia sso nell’assetto del territorio che nelle abitudini di vita della popolazione. L’incremento della urbanizzazione e la conseguente conseguente concentrazione di attività diverse in aree ristrette ha prodotto l’aumento delle cause di rumore (Tab.2.1) e automaticamente anche l’aumento della popolazione esposta. Per fornire solo una idea delle dimensioni del fenomeno, si consideri che, con riferimento ai soli Paesi membri della  OCSE   OCSE  (Organizzazione  (Organizzazione per la Cooperazione e lo Sviluppo Economici), già negli anni 90 si stimava in ben 130 milioni le persone (circa il 16% dell’intera popolazione) sottoposte a livelli sonori capaci di provocare non solo disturbo, ma anche veri e propri danni a carico dell’apparato uditivo. Sorgenti di rumore Traffico stradale Traffico aereo Traffico ferroviario

% per persone disturbate 36 9 5

Industria e costruzioni Rumori interni all’abitazione Rumori dei vicini Bambini Voci di adulti Radio e televisione

4 4 6 9 10 7

Tabella 2.1: Cause di rumore e percentuale di persone disturbate Una ulteriore ulteriore causa di rumorosità rumorosità ambientale ambientale può essere essere individuata individuata nel ricorso massiccio all’automazione sia da parte delle attività industriali che artigianali. E’ per tale motivo che il rumore viene considerato oggi un vero e proprio inquinante fisico alla fisico  alla stregua di quello termico, radioattivo e elettromagnetico e va acquistando acquistando una crescent crescentee importanza sociale ed economica. economica. Basti consideconsiderare che è in rapido aumento il numero delle Nazioni che si vanno fornendo di normative tecniche specifiche finalizzate alla tutela della salute pubblica. Anche il nostro Paese si è mosso già dalla metà degli anni ’90 in tale direzione.

2.5.2

Gli eff etti etti del rumore sull’uomo

Il rumore costituisce un suono un  suono non desiderato e desiderato  e come taleè taleè in grado di esercitare  una influenza negativa sul benessere fisico e psichico dell’individuo   colpito. Gli eff eetti tti del rumore sull’uomo possono essere classificati sulla base del loro ambito di influenza; si parla perciò di  e  ff etti etti di tipo specifico, specifico,  e  ff etti etti di tipo non specifico e di e  di  e  ff etti etti psico-sociali . I primi sono quelli direttamente collegati all’organo dell’udito, i secondi sono quelli che interessano interessano l’organismo l’organismo nel suo complesso, gli eff etti etti psico-sociali pur non esplicando un’azione diretta su organi o tessuti, determinano tuttavia un’azione di disturbo che può limitarsi all’ambito strettamente soggettivo, ma che

 

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15

può anche riflettersi sulle relazioni interpersonali fino ad interessare i rapporti tra l’uomo e la collettività. 2. 2.5 5.2 .2.1 .1

Eff etti etti specifici

Gli eff etti etti specifici consistono, in ordine di importanza: •

 nel mascheramento di suoni utili come, ad esempio, il parlato o la musica;

•

 nella perdita temporanea delle facoltà uditive (a  ( a  ff aticamento aticamento uditivo); uditivo );

•

 nella perdita permanente delle facoltà uditive (danno ( danno uditivo, sordità pro fessionale )

etto più immediatamente evidente del Maschera Masc heramen mento to di suoni suoni utili   L’eff etto rumore è la sua capacità di interferire con la percezione di altri suoni ossia la sua capacità di mascheram mascherament ento. o. Questo Questo mascheram mascherament ento o è naturalmen naturalmente te un eff eetto tto legato solo temporalmente alla durata del rumore: cessato il rumore cessa l’eff etto etto di mascheramento. Il fenomeno del mascheramento uditivo e delle sue caratteristiche sono già state esaminate in un precedente paragrafo a cui si rimanda. L’esposizionee ad un evento sonoro sonoro di una certa inL’aff aticamento aticamento uditivo   L’esposizion tensità influenza negativamente le prestazioni dell’apparato uditivo. Per fornire una misura quantitativa di questa diminuita funzionalità (ipoacusia  ( ipoacusia ) viene introdotto lo spostamento lo  spostamento di soglia  (in   (in dB) inteso come la diff erenza erenza che si manifesta tra la soglia di udibilità rilevata prima e dopo l’esposizione. A prescindere dall’entità, l’esperienza mostra che lo spostamento di soglia può: •

  annullarsi annullarsi dopo un certo certo tempo misurato misurato dal momento momento in cui cessa l’esposizione; si usa parlare allora di  spostamento temporaneo di soglia   soglia   (TTSTemporary emporary Threshold Threshold Shift)   o anche di   fatica fatica uditiva . In q que uest sto o caso caso lo spostamento temporaneo di soglia varia in funzione dell’intervallo di tempo intercorso dalla fine dell’esposizione (post-esposizione  (post-esposizione ). ). Allo Allo ssco co-po di eliminare tali dipendenze, per spostamento temporaneo di soglia si intende, convenzionalmente, 2 minuti dopo il termine dell’esposizione e spesso indicata  indicataquella   TTS 2misurata ;

•

 permanere indefinitamente; siamo in presenza di uno  spostamento permanente di soglia   soglia   (PTS-Permanent Threshold Shift)   e quindi di un vero e proprio danno uditivo.

Va detto che anche una sola esposizione ad un suono molto intenso (ad esempio un’esplosione) può danneggiare meccanicamente ed in misura più o meno estesa parti importanti dell’orecchio (trauma (trauma acustico); acustico ); in questi casi può presentarsi la perforazione del timpano, il danneggiamento della catena degli ossicini fino alla distruzione di larga parte delle cellule ciliate e delle fibre del nervo acustico. Tralasciando il danno per trauma acustico, possiamo aff ermare ermare che la fatica uditiva conseguente all’esposizione al rumore è influenzata non solo dalle caratteristic teris tiche he fisiche del suono (livello (livello sonoro e forma dello spettro) ma anche anche dalla

 

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16

durata  dell’esposizione e dalle   caratteristiche  dell’udit durata  dell’esposizione caratteristiche  dell’uditore. ore. Tale legame funzionale non è noto, ma alcune linee di tendenza sono emerse da misure sperimentali eff ettuate ettuate su campioni significativi di lavoratori di un certo numero di aziende e come tali sottoposti ad un rumore di caratteristiche sufficientemente definite. Con riferimento all’influenza del tempo di esposizione e del livello sonoro sullo spostamento temporaneo di soglia possiamo aff ermare ermare quanto segue. 1. Lo spostamento spostamento di soglia  soglia  TTS 2   (in dB) è   proporzionale al logaritmo del  tempo di esposizione . A parità di quest’ultim quest’ultimo, o, TTS   TTS 2  aumenta linearmente con il livello medio del suono che l’ha provocata partendo da circa 80 dB e fino a circa 130 dB. 2. La   TTS 2   diminuisce proporzionalmente   al logaritmo del tempo di postesposizione  nei esposizione   nei casi in cui TTS  cui  TTS 2  <  40  40 dB.  dB. Per TTS  Per  TTS 2  >  40  dB la predetta dipendenza logaritmica si trasforma si trasforma in lineare  con   con il conseguente aumento dei tempi di remissione remissione del fenom fenomeno eno di fatica uditiva. uditiva. Dicia Diciamo mo qui che è opinione corrente che valori che  valori dello spostamento temporaneo di soglia  delsoglia  dell’ordine di  di   40 − 50 50 dB  dB costituiscano una sorta   di limite di attenzione da  non superare se si vuole evitare il pericolo di danno uditivo permanente . Con riferimento all’influenza della porale su  TTS 2  possiamo su TTS  dire che:composizione spettrale e dell’andamento tem1. suoni di frequenz frequenza a più elevata  più  elevata  producono   producono un più un  più elevato TTS 2  a parità di ogni altra condizione. Ciò comporta che rumori ricchi di frequenze mediobasse presentano minori rischi di rumori ricchi di frequenze medio-alte (specialmente nell’intorno di quelle per le quali l’orecchio presenta una maggiore maggio re sensibilità) sensibilità) a parità parità di ogni altra condizione condizione.. 2. Suo Suoni ni intermittenti   intermittenti  sono  sono meno efficaci nel produrre spostamenti di soglia di  suoni stazionari   stazionari   a par parità ità di liv livell ello. o. Ciò si spiega tenend tenendo o conto conto che TTS 2  è proporzionale all’energia sonora che investe l’orecchio e quindi, a parità di livello sonoro, alla frazione di tempo in cui il rumore è attivo. 3. Lo spostamento spostamento temporaneo di soglia subisce subisce notevoli notevoli variazioni variazioni da individuo e individuo così come pure esistono notevoli variazioni nel tempo di recupero; né esiste, a tutt’oggi, la possibilità di quantificare queste di ff ee-renze. Ciò che sembra certo è che le variazioni individuali sono distribuite, in generale, in modo normale. Danno uditivo e sordità professionale   Come già anticipato, l’esposizione continuativa per lunghi periodi a suoni caratterizzati da livelli di pressione sonora superiori a 70-75 dBA3 si traduce in uno spostamento permanente della soglia di udibilità (PTS  (PTS ) imputabile ad una progressiva degenerazione delle cellule ciliate e di strutture strutture accessorie accessorie dell’organ dell’organo o del Corti. Corti. Secondo Secondo una teoria teoria accreditata tale processo degenerativo sarebbe da attribuirsi al continuo lavoro cui sono sottoposte le strutture ricettive dell’orecchio. Tale lavoro influenza negativamente i processi metabolici che contribuiscono alla vita delle cellule dei recettori recettori stessi. In altri termini, termini, la degenerazi degenerazione one delle strutture strutture recettive recettive avverrebbe in seguito a superlavoro. 3

Il livello ponderato A (dBA) verrà introdotto nel prossimo capitolo.

 

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17

0 10

i d ) d

(d

io

B e

20 re

m o to m n

ru 30 e m

a d ta s o

ot 40 t s d

p

o

Esposizione

in ot

5 - 9 an ni

ial 50

15 - 19 anni

o

25 - 29 anni

n u g s re s P

60

35 - 39 anni 40 - 52 anni

70 125

250

 

500

1000 Frequenza (Hz)

2000 3000 4000 6000

Figura 2.11: Evoluzion Evoluzionee dello spostament spostamento o permanente permanente di soglia con il tempo di esposiz esposizione ione provocato provocato da un rumore indust industriale. riale. 60 ial g ) B

50

io

er

40

e m

o s d

d( d

o

i

4000 Hz 3000 Hz

ur 30 m ot

2000 Hz

a d n

tot 20 e m o ta d s

1000 Hz

in 10 o p S

0

0

10

20

30

40

50

Tempo di esposizione (anni)

Figura 2.12: Spostam Figura Spostamen ento to di soglia soglia in funzio funzione ne del tempo di esposiz esposizion ionee per alcune frequenze tipiche La Fig.2.11 mostra la modificazione che subisce la PTS  la  PTS    con il tempo di esposizionee ad un rumore industriale. sizion industriale. I dati si riferiscono riferiscono ad una rilevazione rilevazione su un campione di oltre mille occupati in nove di ff erenti erenti aziende e perciò a rumori di caratteristiche spettrali diff erenziate. erenziate. L’osserv L’osservazione azione della predetta predetta figura mostra come la perdita di udito inizia a manifestarsi in corrispondenza di circa 4000 Hz (nel campo di frequenze dove la sensibilità dell’orecchio presenta il suo valore massimo). Con il protrarsi del tempo d’esposizione il campo delle frequenze compromesse compro messe tende ad allargarsi allargarsi all’interv all’intervallo allo 2000-6000 Hz. Successiv Successivamen amente te lo spostamento permanente di soglia raggiunge valori significativi (25 dB o più) in corrispond corrispondenz enzaa di freque frequenze nze via via più basse basse (1000 (1000 Hz fino a 500 Hz). Hz). In questa fase il danno uditivo ha interessato il campo di frequenze caratteristico della voce umana e l’individuo colpito inizia a presentare serie di fficoltà nella comprensione del parlato. Come già visto per lo spostamento temporaneo di soglia, anche quello permanente è influenzato dallo spettro del rumore disturbante. L’orecchio, infatti, continua a dimostrarsi più resistente per suoni a bassa frequenza rispetto a quelli di frequ frequenza enza medio alta. Una ulteriore analogia analogia tra lo spostamento spostamento temporaneo e permanente di soglia riguarda gli e ff etti etti del rumore intermittente il quale ancora una volta si rivela meno pericoloso di uno stazionario a parità di ogni altra condizione. La Fig.2.12 riporta la dipendenza, ancora per rumore industriale, dello spo-

 

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stamento permanente di soglia in funzione del tempo di esposizione per alcune frequenze freque nze tipiche. tipiche. Come si vede, la perdita perdita di udito in corrispondenza corrispondenza delle alte frequenze (> (>   3000  Hz) subisce un rapido incremento nei primi 10-15 anni di esposizione per poi mantenersi quasi costante. Di contro, per frequenze mediobasse (< (<  2000  2000 Hz)  Hz) lo spostamento di soglia presenta un gradiente più contenuto anche se la crescita non sembra presentare arresti. 2. 2.5 5.2 .2.2 .2

Eff etti etti non specifici

Studi recenti mostrano che il rumore è in grado di provocare anche e ff etti etti negativi non specifici o extrauditivi la cui entità non è facilmente quantificabile a causa sa a)  a)   della diversa reazione dell’individuo alla sollecitazione acustica e b) e  b)  della concomitanz concom itanza a di altri stimoli stimoli ambient ambientali ali dai quali il rumore risulta risulta di fficilmente separabile. Gli eff etti etti extrauditivi vengono correntemente distinti in: •

  e  ff etti etti neuroendocrini e psicologici ; psicologici ;

•

  e  ff etti etti psicosomatici 4 .

ff 

E etti neuroendocrini e psicologici   E’ dimostrato che il rumore agisce sul sistema nervoso. Una misura di tali e ff etti etti può essere quantizzata correlandola,

ad esempio, alle modificazioni subite dalla circolazione dalla  circolazione celebrale  o   o dallo stato di tensione muscolare  o muscolare  o anche dall’elettroencefalogramma  dall’elettroencefalogramma  in   in concomitanza di uno stimolo acustico. E’ stato rilevato che rumori di intensità compresa tra i 60 e gli 80 dB, ad esempio, sono in grado di produrre su soggetti ansiosi variazioni encefalografiche statisticamente significative rispetto a quelle mostrate in condizioni di relativa relativa silenziosità. silenziosità. Rumori Rumori di intensità intensità superiore superiore agli 80 dB, al contrario, contrario, producono costantemente modificazioni dell’elettroencefalogramma che diventano tanto più importanti quanto più elevato è il livello dello stimolo e tanto più lungo è il tempo di esposizione. esposizione. Allo scopo di fornire fornire un’idea dell’i dell’importan mportanza za del fenomeno, diciamo che livelli superiori ai 115 dB sono in grado di produrre modificazioni importanti nel tracciato encefalografico il quale presenta caratteri simili a quello rilevato in soggetti in preda a crisi epilettiche. Allo stesso modo, soggetti sottoposti a stimoli sonori molto intensi possono lamentare stordimento, difficoltà nella parola, cefalea, senso di spossatezza, irritabilità e inquietudine. Livelli di pressione acustica elevati (110 dB o più) possono interessare anche il sistema sistema endocrino endocrino che reagisce dapprima dapprima con una iperattività iperattività dell’ipofisi, dell’ipofisi, della tiroide e delle ghiandole surrenali alla quale può seguire una fase di inibizione della funzionalità che riprende dopo un certo tempo dalla cessazione dello stimolo acustico. Studi sugli eff etti etti psicologici del rumore hanno evidenziato nei soggetti interessati manifestazioni di irritabilità  di irritabilità ,  incertezza   e angoscia  e  angoscia  le   le quali possono anche portare a modificazione della personalità o alla accentuazione di certi aspetti della personalità stessa; tali modificazioni possono provocare, specialmente in soggetti psicolabili, atteggiamenti di aggressività o di rifiuto con conseguenti alterazioni dei rapporti del soggetto colpito con la comunità. 4

La   psicosomatica   è il ramo della medicina che si occupa dell’influenza degli stati psichici sulla funzionalità di organi e apparati del corpo umano e delle disfunzioni che hanno come causa o concausa fattori di natura psicologica.

 

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etti psicosomatici del rumore si Eff etti etti psicosomatici   Le conoscenze sugli eff etti riferiscono alle osservazioni eff ettuate ettuate su animali e sulla sperimentazione fatta sull’uomo in laboratorio. Bisogna tenere presente, altresì, che i predetti dati sono aff etti etti da serie incertezze incertezze principalmen principalmente te a causa della di fficoltà di accertare quanto abbia influito il rumore, in una conclamata patologia psicosomatica, rispetto ad altre cause connesse con l’attività, lavorativa o extralavorativa, dell’individuo. Per completezza, diciamo qui che sono ancora parziali le informazioni sugli eff etti etti psicosomatici a lungo termine provocati dall’esposizione prolungata al rumore. Ciò nonostante, allo stato attuale è possibile a ff ermare ermare che livelli sonori inferiori a 70 dB(A) non sono in grado di provocare e ff etti etti psicosoma psicosomatici tici.. Pe Perr livelli sonori superiori si può cominciare a parlare di eff etti etti psicosomatici direttamente connessi al rumore la cui entità e natura appare legata non solo alle caratteristiche del rumore, ma anche a quelle dell’individuo interessato (condizione psicologica, psicologica, abitudine abitudine allo stimolo ricevuto, ricevuto, ...) non sempre facilment facilmentee individuabili e quantificabili. Senza entrare entrare nel merito merito di aspetti aspetti molto specialistici specialistici che esulano dai nostri nostri interessi, si è ritenuto utile riportare sotto forma tabellare (Tab.2.2) i principali eff etti etti psicosomatici imputabili al rumore. Sistema Siste ma cardio cardiov vascolare ascolare

Modificazione Modificazione dell’ECG dell’ECG Innalzamento della pressione arteriosa Tachicardia

Appa Ap para rato to di dige gere rent ntee

Fen enom omen enii sp spast astic icii Ipersecrezione cloridrica Aumento della motilità intestinale

Apparato Appar ato respiratori respiratorio o

Aumento Aumento della frequenza frequenza respiratori respiratoriaa Riduzione del volume respiratorio Laringopatie

Appa Ap para rato to vi visi siv vo

Rest Restri ring ngim imen ento to del del ca camp mpo o visi visiv vo Disturbi dell’accomodazione Dilatazione della pupilla

Tabella 2.2: Principali eff etti etti psicosomatici del rumore

etti più attinenti agli interessi dell’ingegneria Eff etti etti psico-sociali   Sono gli eff etti dell’ambiente dell’ambie nte.. Essi non esplicano un’azio un’azione ne diretta su un organo o un sistema sistema o un tessut tessuto, o, ma piutto piuttosto sto una azione azione di dis distur turbo bo che che può restare restare limitata limitata all’ambito strettamente personale dell’individuo interessato (l’e fficienza e il rendimento lavorativo, l’attenzione, l’apprendimento, caratteristiche e durata del sonno), ma che può anche interessare le relazioni interpersonali e il rapporto con la comunità (trasmissione e comprensione del linguaggio parlato).

2.5.3

Principal Principalii indici indici di valut valutazi azione one del disturbo disturbo

Sebbene la valutazione del disturbo da rumore si presenti, per alcuni aspetti, metodologicamente simile alla valutazione della sensazione sonora di suoni

 

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complessi, la prima mostra una maggiore complessi, maggiore complessità complessità a causa degli elementi elementi socio-ambien socio-am bientali tali e psicologici psicologici non sempre sempre facil facilmen mente te quantizzabili quantizzabili.. Infatti, Infatti, il disturbo da rumore dipende in larga misura: •

•

•

 da alcune caratteristiche oggettive del rumore stesso  quali il livello di pressione acustica, la composizione spettrale, la distribuzione temporale, la natura impulsiva o meno, la presenza di componenti tonali particolarmente intense;  dalla destinazione urbanistica della località in cui il rumore si manifesta . Particolari rumori che interferiscono con il parlato risultano particolarmente disturbanti in zone destinate a scuole o u ffici; rumori che interferiscono più da vicino con il riposo sono maggiormente disturbanti, più che altri, in zone residenziali o in prossimità di ospedali;   dalle dalle caratteristiche caratteristiche del dell’individuo l’individuo   (diversa (diversa tollerabili tollerabilità tà nei riguardi riguardi del distur disturbo bo anche anche in relazi relazione one all’att all’attivi ività tà dis distur turbat bata, a, maggio maggiore re o min minore ore capacità di assuefazione ad un certo rumore).

Il proble problema ma si presenta, presenta, quindi, molto complesso complesso ed articolato articolato con soluzioni non semplici e non necessariamen necessariamente te univoche. univoche. Da un punto punto di vista operativo, operativo, quindi,, è conv quindi convenien eniente te porre il problema problema in modo meno generalizzato generalizzato ricercando ricercando un legame parziale (caratteristico della particolare applicazione) tra uno solo degli eff etti e tti nocivi (specifici e/o non specifici) del rumore e solo alcune delle cause del disturbo. Si comprende che una tale semplificazione comporti inevitabilmente la nascita di un certo numero di scale e procedure (le une e le altre più spesso note come indici come  indici di valutazione ) ciascuna in grado di correlare in misura più o meno complicata uno o più e ff etti etti indesiderabili del suono ad un particolare tipo di rumore in assegnate assegnate condizioni condizioni ambient ambientali. ali. Ne deriv deriva a immed immediatame iatamente nte che la scelta di un indice di valutazione piuttosto di un altro è conseguenza diretta della particolare applicazione e spesso è imposto o raccomandato dalla normativa specifica. valutazione più Livello sonoro ponderato A   Costituisce uno degli indici di valutazione diff usi usi il quale si fonda sul fatto che componenti tonali diverse concorrono in misura alla sensazione uditivapartendo e quindi al disturbo. Per diversa questo motivo, esso si ottiene dal risultato di un’analisi spettrale a bande d’ottava o a terzi d’ottava. I valori dei livelli sonori Lj  così ottenuti subiscono una correzione che tende ad esaltare le frequenze maggiormente udibili e a mortificare quelle meno udibili nella misura suggerita dalla isofonica di 40 phon dell’audiogramma dell’audiogramma normale di Munson Munson e Flechte Flechter: r: LCor  = L  =  L j  + Aj

 

(2.2)

in cui i valori delle correzioni  correzioni   Aj   (dB) sono mostrati mostrati in Tab.2.3. Tab.2.3. I livelli così corretti sono poi composti secondo la: LA  = 10lg10



N  LCor /10 j =1 10



  dBA

(2.3)

Le operazioni or ora descritte, sebbene concettualmente semplici, possono rivelarsi abbastanza noiose se eseguite manualmente. Allo scopo, normali misuratori

 

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di livello sonoro ( fonometri  ( fonometri ) sono stati corredati di una opportuna sezione che opera automatica automaticamen mente, te, in sequenza, sequenza, le operazioni operazioni espresse dalle (2.2, 2.3).

Frequen requenza za cen centra trale le di banda (Hz)   16 20 25   31.5 40 50   63 80 100   125 160 200   250 315 400   500

Correz Correzion ionee (dB) -56.7 -5 -50.5 -44.7 -39.4 -3 -34.6 -30.2 -26.2 -22.5 -19.1 - 16.1 -1 -13.4 -10.9 -8.6 -6.6 -4.8 -3.2

Freq requen uenza za centra centrale le di banda (Hz) 630 800  

1000

1250 1600  

2000

2500 3150  

4000

5000 6300  

8000

10000 12500  

16000

20000

Correz Correzion ionee (dB) -1.9 -0.8   0 +0.6 +1.0   +1.2 +1.3 +1.2   +1.0 +0.5 -0.1   -1.1 -2.5 -4.3   -6.6 -9.3

Tabella 2.3: Correzioni Correzioni (dB) dei livelli livelli di banda d’ottava d’ottava (in grassetto) e terzi d’ottava Esempio:   Determiniamo il livello sonoro in dBA a partire dai risultati, riportati riporta ti nelle nelle prime prime due colonn colonnee di Tab.2.4 ab.2.4,, di un’ana un’analis lisii spettra spettrale le a bande bande d’ottava eff ettuata ettuata in un reparto di lavorazione.

  (Hz)   Lj  (dB)   Aj   (dB)   LCor   (dB) 125 88 -16.1 71.9 250 90 -8.6 81.4 500 93 -3.2 89.8 1000 98 0 98 2000 102 +1.2 103.2 4000 96 +1.0 97 8000 95 -1.1 93.9

ν 

Tabella abella 2.4 2.4:: Determ Determina inazio zione ne del livello livello in dBA dai ris risult ultati ati di un’ana un’analis lisii in frequenza a bande d’ottava I livelli ottenuti sperimentalmente (L ( Lj ) vengono corretti secondo la (2.2). Dai dati così modificati si calcola la somma presente nella (2.3) ottenendo: 107.19 + 108.14 + 108.98 + 109.8 + 1010.32 + 109.7 + 109.39 = 3.56 × 1010 da cui: LA  = 10lg10 (3 (3..56 × 1010)  106   dBA Oltre alla curva di ponderazione A sono state introdotte altre curve di ponderazione denominate B e C le quali, con modalità analoghe a quelle or ora

 

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viste per la curva di ponderazione A, approssimano all’inverso le isofoniche 70 e 100 phon rispettiv rispettivame ament nte. e. Delle Delle due due,, la curv curva di pondera ponderazio zione ne B è caduta caduta ormai in completo disuso, mentre la C sembra a ff ermarsi ermarsi sempre più come un valido sostituto della A. Quest’ultima, tuttavia, ormai normalizzata e presente nella totalità dei fonometri commerciali è, a tutt’oggi, di gran lunga quella più impiegata nella valutazione del disturbo da rumore anche perché non sembrano significativamente migliori i risultati ottenuti adottando curve di ponderazione diverse. Concludiamo avvertendo che una particolare cautela deve essere adottata in presenza di rumori contenenti componenti tonali particolarmente intense ovvero in presenza di rumori impulsivi. impulsivi. In queste circostanze, circostanze, infatti, infatti, può essere essere utile correggere opportunamente i risultati per tener conto del maggior disturbo prodotto prodott o da queste queste particolari particolari situazioni. situazioni. L’entità L’entità di tali correzioni correzioni non è stata stata ancora definita definita ed è spesso lasciata alla sensi sensibilit bilità à dell’operato dell’operatore. re. indice spesso spesso impiega impiegato to per la Livello sonoro contin continuo uo equiv equivalente alente   Un indice previsione del disturbo previsione disturbo provocato provocato da rumore industriale industriale o comunque comunque da rumori di intensità variabile nel tempo con particolare riferimento ai rumori aleatori, è il livello il livello sonoro continuo equivalente   equivalente   Leq . Esso corrisponde al livello di pressione sonora (in dB) di un ipotetico un  ipotetico rumore continuo e costante  che, costante  che, in un assegnato intervallo di tempo   ∆t, presenta lo stesso flusso di energia (J m −2 )  del rumore analizzato. Proprio per questa sua peculiarità, il livello sonoro continuo equivalente può essere correlato al danno uditivo subito dall’individuo esposto, oltre che ad un eff etto etto di fastidio generalizzato. ¯i Dato un punto assegnato di un campo sonoro prodotto da un rumore, sia  I  il valore medio costante dell’intensità acustica in una porzione   ∆ti  dell’intero intervallo di osservazione: N  ∆t  = i=1 ∆ti

 

Il flusso d’energia (J m −2 )  associato al rumore in   ∆t  è pari a: N  ¯  ¯ i=1 I i ∆ti  = I R



N  LI¯,i /10 ∆ti i=1 10



con   N  con  N    il numero delle rilevazioni eff ettuate ettuate e  e   LI,i ¯   il livello di intensità acustica   ¯ l’intensità acustica di un suorelativo all’i all’i-esimo campione. campione. Se si indica con I  l’intensità I  no ipotetico continuo e costante caratterizzato dallo stesso flusso d’energia del rumore reale esaminato deve essere verificata l’uguaglianza seguente: ¯  =  I  ¯R ∆t  ·  I  da cui:

¯ I  ¯R = I 

e quindi: LI ¯ = 10lg10

N  LI¯,i /10 ∆ti i=1 10



 

(2.4)

N  ∆ti 10LI¯,i /10 i=1 ∆t

    I ¯ 

¯R  = 10lg10 I 



N  ∆ti 10LI¯,i /10 i=1 ∆t



etti pratici, l’equazione precedente si Se ricordiamo che  che   LI ¯  =  L ∆ p  a tutti gli e ff etti può sostituire con la più pratica: Leq  = 10lg10



N  ∆ti 10L∆p,i/10 i=1 ∆t



 

(2.5)

 

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23

 L M 

 L A  L j 

t 

 Lm

t 

 N t 

Figura 2.13: Livello di pressione acustica ponderato A misurato ad intervalli di tempo prefissati prefissati ed equispaziat equispaziatii ∆t.  L A

    L

      

1 4

    L

10

    M

      

8

   m

    L     M     L

7  6  5

t 

 N t 

Figura 2.14: Individuazione del numero di campioni aventi un livello compreso in prefissato intervallo. facilmente misurab misurabile ile a diff erenza erenza di   LI ¯   che, che, al essendo   L∆ p   una grandezza facilmente contrario, è di difficile determinazione sperimentale. Allo stato attuale, viene correntemente impiegato l’L l’LeqA  valutato mediante il livello di pressione acustica ponderato A per cui si usa parlare di livello di  livello sonoro continuo equivalente ponderato A. A. Livelli statistici   Allorché Allorché si è in presenza presenza di rumori aleatori aleatori (qual’è quello

conseguente al traffico stradale o anche alle lavorazioni industriali in genere), i relativi campioni del livello di pressione sonora rappresentano variabili aleatorie alle quali si applicano i metodi di indagine propri della statistica. Supponiamo di misurare il livello di pressione acustica ponderato A ad intervalli di tempo prefissati ed equispaziati di   ∆t   come come in Fig.2.5. Fig.2.5.3. 3. Sia Siano no   N  i campioni misurati e se si suppone che ciascuno di essi agisca per l’intero intervallo   ∆t   prima prima che che ve venga nga misura misurato to il succes successiv sivo o sarà sarà   N    ∆t   il tempo di osservazione. Dei campioni misurati L misurati  L j   ( j =  j  = 1, 2, . . . , N )  viene determinato il valore minimo L mo  L m  e quello massimo L massimo  L M  (vedi Fig.2.14). L’intervallo L L’intervallo  L M  − Lm  viene diviso in  in   M  M  intervalli  intervalli uguali:   LM   − Lm ∆L  = M    ·

 

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24

 P i  30 % 25 

20

15  10 8

10 7  6  5 

5 

4

1 0

 L

 Lm

 

 L

L M 

Figura Fig ura 2.15: 2.15: Distri Distribuz buzion ionee dei liv livell ellii di pressi pressione one sonora relativi relativi al segnal segnalee campionato di Fig.2.5.3 Il numero di campioni i cui livelli L livelli  L j  cadono all’interno dell’i dell’i − esimo esimo intervallo  intervallo ossia quelli tali che: Lm  + (i ( i − 1) ∆L ≤ Lj   < L m  + i∆L

i  = 1, 2, 3, . . . , M  

viene indicato indicato con N  con  N i  ed il rapporto: P i  =

  N i N 

rappresenta la frazione di tempo, rispetto a quello totale di osservazione, durante durante il quale si è presentato un livello sonoro compreso nell’intervallo considerato. Tali risultati possono essere organizzati su di un istogramma come quello di Fig.2.15 il quale consente una visione immediata della distribuzione dei livelli. Esso è ottenuto riportando in corrispondenza di ciascuno degli M  degli  M    intervalli ∆L un’area proporzionale al relativo P  relativo  P .. Più importante in acustica è l’istogramma che esprime la distribuzione cumulativa dei livelli. Esso si ottiene riportando ordinatamente in corrispondenza degli stessi intervalli ∆L  il numero di campioni rispetto al totale (ovvero la porzione di tempo rispetto al totale) con un livello superiore a ∆L. In corrispondenza ¯  i quali sono definiti dalle: dei   ∆L  si riportano i relativi  P  i P  M 

M 

M 

¯1  = P 

 P  ;   P ¯  =  P  ;   . . .   ;   P ¯   =  P  j

2

j

ovvero:

j =M 

M 

¯i  = P 

 P 

j

j =i

j

M  M 

j =2

j =1

  i  = 1, 2, . . . , M  

 

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25

100

 Pi  (%) 80

60

Curva cumulativa dei livelli 

40

20

0

 Lm

  L50  

 L90

L10

L M 

 L

Figura 2.16: Curva cumulativa dei livelli. Ne risulta il grafico di Fig.2.16. Fig.2.16. Per  ∆L   →  0   l’istogramma approssima sempre più una curva che è detta   curva cumulativa dei livelli . Median Mediante te tale curv curva è possibile risalire immediatamente al livello   Lx   (letto in ascissa) superato per una certa percentuale x percentuale  x  del tempo di osservazione (letto in ordinata). Per il loro particolare significato si comprende che, ad esempio, il livello L90  (ossia quello superato per il 90% del tempo di osservazione osservazione)) costituisce costituisce una misura del rumore di fondo mentre il livello  livello   L10   (o ancor più  più   L1 ) una misura dei livelli livelli di picco. picco. Nel passato passato,, inf infatt atti, i, si è imp impieg iegata ata la diff erenza  erenza   L10 − L90 (detta anche clima anche  clima di rumore ) come un parametro da correlare alla variabilità del rumore da traffico. introdotto o nel 1974 negli Stati Livello equivalente equivalente giorno-notte   E’ stato introdott Uniti come  come   DNL DNL   (Day-Night Average Sound Level) ed è basato sull’ipotesi ragionevole che uno stesso rumore sia più disturbante nelle ore dedicate al riposo che in quelle dedicate ad altre attività. attività. Con tali premesse, l’in l’intero tero giorno solare viene diviso diviso in due periodi: quell quelloo  diurno  compreso tra le 7.00 e le 22.00 (per complessive 15 ore) e quello  notturno  notturno compreso  compreso tra le 22.00 e le 7.00.(per comple complessive ssive ciascuno ciascuno di si misura misurdenomineremo a (generalmente (generalmente in scala poderata A) 9il ore). livelloPer equivalente chetali perperiodi ovvie ragioni diurno diurno L  L d e notturno Ln . Il livello equ equivalen ivalente te notturno viene prima corretto corretto aumentandolo di  di   10 10 dB  dB secondo la semplice: Lnc  =  L n  + 10 e poi combinato con quello diurno per ottenere il livello equivalente giorno-notte: DN L  = 10 log log10

 15     9   10 10 + Ld

Lnc 10

10

24

24

Il livello livello di inqui inquiname nament nto o da rumore rumore   E’ introdotto introdotto nel nel 1969 come come   NPL

(Noise Pollution Level) e sull’assunto che il disturbo arrecato da un certo rumore che perdura per un assegnato intervallo di tempo ∆t  sia dovuto, essenzialmente,

 

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26

al livell livello o ene energe rgetic tico o e all alla a vari ariabi abilit lità à del rumore rumore ste stesso sso.. Per Per tal talee motiv motivo o si è posto: N P L  = L  =  L eq  + k σ nella quale  quale   Leq  rappresenta il livello equivalente continuo (più spesso in scala A) riferito a ∆t  e   σ  la deviazione standard dei livelli istantanei L istantanei  L j  rilevati nello stesso intervallo di tempo. La costante k costante  k  è una costante empirica il cui valore è stato assunto pari a 2.56 in seguito a correlazioni e ff ettuate ettuate tra i dati oggettivi e le reazioni della popolazione al rumore. Se la rumorosità è dovuta al tra ffico stradale, possono risultare comode relazioni alternative che legano l’NLP  l’NLP  ai  ai livelli statistici   L10 , L90,   e   L50   riferiti all’intervallo di tempo   ∆t: N P L  = L  =  L eq  + (L ( L10 − L90) N P L  = L  =  L 50 + (L ( L10 − L90 ) +

2.5. 2.5.4 4

  (L10 − L90 )2 60

Indi Indice ce d dii dist distur urbo bo da tra traffico

Originariamente introdotto da Griffiths e Langdon nel 1968 come   TNI  TNI    (Traffic Noise Index) è basato sulla combinazione degli indici statistici ponderati A riferiti all’intero arco delle 24 ore secondo la: + L 90 − 30 T N I   = 4 (L10 − L90 ) + L Nella precedente il primo termine (denominato da Gri ffiths e Langdon clima Langdon  clima di  rumore ) quantifica la variabilità del rumore da traffico mentre L mentre  L 90  ne misura il livello live llo di fondo. La costante costante è di natura natura empirica e serve a correlare correlare meglio i risultati oggettivi alle reazioni soggettive.