Misurare e percepire il volume
Le onde sonore sono vibrazioni di molecole d’aria trasportate da una fonte di rumore all’orecchio. Il suono è tipicamente descritto in termini di volume (ampiezza) e l’altezza (frequenza) dell’onda. Loudness (chiamato anche livello di pressione sonora, o SPL) è misurata in unità logaritmiche chiamate decibel (dB). L’orecchio umano normale può rilevare suoni che vanno tra 0 dB (soglia dell’udito) e circa 140 dB, con suoni tra 120dB e 140 dB che causano dolore (soglia del dolore)., L’SPL ambientale in una libreria è di circa 35 dB, mentre quello all’interno di un autobus in movimento o di un treno della metropolitana è di circa 85 dB; le attività di costruzione di edifici possono generare SPL fino a 105 dB alla fonte. Gli SPLS diminuiscono con la distanza dalla sorgente.
La velocità con cui viene trasmessa l’energia sonora, chiamata intensità sonora, è proporzionale al quadrato dell’SPL., A causa della natura logaritmica della scala decibel, un aumento di 10 dB rappresenta un aumento di 10 volte dell’intensità del suono, un aumento di 20 dB rappresenta un aumento di 100 volte dell’intensità, un aumento di 30 dB rappresenta un aumento di 1.000 volte dell’intensità e così via. Quando l’intensità del suono è raddoppiata, invece, l’SPL aumenta di soli 3 dB. Ad esempio, se un trapano da costruzione causa un livello di rumore di circa 90 dB, due trapani identici che operano fianco a fianco causeranno un livello di rumore di 93 dB., D’altra parte, quando si combinano due suoni che differiscono di oltre 15 dB in SPL, il suono più debole viene mascherato (o soffocato) dal suono più forte. Ad esempio, se un trapano da 80 dB funziona accanto a un bulldozer da 95 dB in un cantiere, l’SPL combinato di queste due sorgenti sarà misurato come 95 dB; il suono meno intenso dal compressore non sarà evidente.
La frequenza di un’onda sonora è espressa in cicli al secondo (cps), ma hertz (Hz) è più comunemente usato (1 cps = 1 Hz)., Il timpano umano è un organo molto sensibile con una vasta gamma dinamica, essendo in grado di rilevare suoni a frequenze fino a 20 Hz (un tono molto basso) fino a circa 20.000 Hz (un tono molto alto). L’altezza di una voce umana in una conversazione normale si verifica a frequenze comprese tra 250 Hz e 2.000 Hz.
La misurazione precisa e la descrizione scientifica dei livelli sonori differiscono dalla maggior parte delle percezioni e opinioni umane soggettive sul suono., Le risposte umane soggettive al rumore dipendono sia dal tono che dal volume. Le persone con udito normale generalmente percepiscono i suoni ad alta frequenza più forti dei suoni a bassa frequenza della stessa ampiezza. Per questo motivo, i fonometri elettronici utilizzati per misurare i livelli di rumore tengono conto delle variazioni del volume percepito con il passo. I filtri di frequenza nei contatori servono per abbinare le letture dei contatori con la sensibilità dell’orecchio umano e il volume relativo di vari suoni. Il cosiddetto filtro ponderato A, ad esempio, è comunemente usato per misurare il rumore della comunità ambientale., Le misurazioni SPL effettuate con questo filtro sono espresse come decibel ponderati A o dBA. La maggior parte delle persone percepiscono e descrivono un aumento da 6 a 10 dBA in una lettura SPL per essere un raddoppio di “loudness.”Un altro sistema, la scala ponderata in C (dBC), viene talvolta utilizzata per i livelli di rumore d’impatto, come gli spari, e tende ad essere più preciso del dBA per il volume percepito dei suoni con componenti a bassa frequenza.
I livelli di rumore variano generalmente con il tempo, quindi i dati di misurazione del rumore sono riportati come valori medi nel tempo per esprimere i livelli di rumore complessivi. Ci sono diversi modi per farlo., Ad esempio, i risultati di una serie di misurazioni ripetute del livello sonoro possono essere riportati come L90 = 75 dBA, il che significa che i livelli erano uguali o superiori a 75 dBA per il 90% del tempo. Un’altra unità, chiamata Equivalent Sound levels (Leq), può essere utilizzata per esprimere un SPL medio in qualsiasi periodo di interesse, ad esempio una giornata lavorativa di otto ore. (Leq è una media logaritmica piuttosto che una media aritmetica, quindi gli eventi forti prevalgono nel risultato complessivo.,) Un’unità chiamata livello sonoro giorno-notte (DNL o Ldn) rappresenta il fatto che le persone sono più sensibili al rumore durante la notte, quindi una penalità di 10 dBA viene aggiunta ai valori SPL misurati tra le 10 di sera e le 7 del mattino. Le misurazioni DNL sono molto utili per descrivere, ad esempio, l’esposizione complessiva della comunità al rumore degli aeromobili.