Rumore in ambiente di lavoro: riduzione in fase di...

Massimo Garai - Università di Bologna Copyright 2009

Previsione e riduzione del rumore in ambiente di lavoro 1

Bolzano 30/10/2009 Massimo Garai - Università di Bologna 1

Rumore in ambiente di lavoro: riduzione in fase di propagazione

Massimo [email protected]

http://acustica.ing.unibo.it


SommarioLeggi, norme, definizioni base: richiami essenzialiPropagazione: modelli e loro affidabilità– Generalità– Modelli a campo semidiffuso (esempi)– Modelli a campo non diffuso (esempi)– Modelli numerici (affidabilità)

Riduzione: metodi e loro efficacia (esempi)– Trattamenti fonoassorbenti– Schermi acustici




Leggi e norme


Leggi e norme

D. Lgs. 81 del 9 Aprile 2008 e s.m.i.ISO 1999:1990 (in revisione)UNI 9432:2008UNI EN ISO 11200-11204:1997 UNI EN ISO 11690-1..3:1998..2000UNI ISO 14257:2004UNI EN ISO 17624:2005




D. Lgs. 81/08: Valori limiteLpeak

dB(C)LEX,8h

dB(A)

14087Valori limite di esposizione(con DPI)

13785Valori superiori di azione

13580Valori inferiori di azione


Livello di pressione sonora in decibel

dB)(lg102

0⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

ptpLp

Pa102Pa20 -50 ⋅== μp




Livello di picco

)(tppeak ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

0

)(lg20

ptp

L peakpeak


Livello continuo equivalente di pressione sonora

Leq,T

Lp

t

dB)(1lg100

2

0,

⎪⎭

⎪⎬⎫

⎪⎩

⎪⎨⎧

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= ∫

T

Teq dtp

tpT

L




Curve di ponderazione

0

-20

-40

10 100 1 k 10 k

Lp[dB]

AB

CD AB + C

D

Lin (Z)

Frequenza[Hz]

-60

20 k2 k 5 k200 50020 50

In origine:• Curva A ≅ 40 Phon• Curva B ≅ 70 Phon• Curva C ≅ 100 Phon• Curva D = bang sonico


Livello di pressione sonora ponderato A

( ) dB(A)10lg101

10/⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= ∑

=

+n

i

CLpA

iiL

i = 1, .., n bande di 1/3 ottava di frequenzaCi = correzione data dalla curva A per la banda i-esima




Descrittore acustico da calcolare

h8,dB(A)lg10 00

,8 =+= TTTLL e

TAeqhEX, e

Livello di rumore nel tempo Te

Correzione per Tediverso da 8 ore

ep TL , ( ) ( ) ( )NpNpp TLTLTL ,...,,,,, 2211

Media logaritmica pesata


Media logaritmica pesata

)dB(A101lg101

8,10/ ⎟

⎠

⎞⎜⎝

⎛⋅= ∑

=

N

i

LihEX

piTT

L

∑=

=N

iiTT

1




Sorgente Ambiente Ricettore

Emissione Propagazione Immissione

Priorità 1 Priorità 2 Priorità 3


Modelli: generalità




Perché i modelli acustici ?

Progettazione acustica di nuovi ambientiCorrezione acustica di ambienti esistentiIndividuazione delle aree più rumoroseRiorganizzazione del lay-outValutazione dell’efficacia degli interventi antirumore


Metodologia

1. Definire gli obiettivi (descrittori)2. Raccogliere i dati di ingresso3. Scegliere il metodo di previsione4. Costruire il modello acustico5. Eseguire il calcolo previsionale6. Valutare i risultati




Scelta degli obiettivi

Livelli di pressione sonora nei posti di lavoro (puntuali)

Livelli di pressione sonora in ambiente (mappe)

85,583,4


Dati di ingresso - Ambiente

CappottatureSorgenti

SchermiSilenziatori Cabine operatori

Volume (lordo o netto ?)

Superfici (suddivisione ?)

Assorbimento acustico dei materiali (Sabine ?)

Perdite di inserzione (realistiche ?)

Arredi (densitàmedia ?)

Grado di diffusione sonora




Dati di ingresso - SorgentiLivello di potenza sonoraDirettività di emissioneGrado di dettaglio in frequenza:– globale ponderato A o in bande di ottava o 1/3 ottava

Suddivisione in sotto-sorgenti


Classificazione dei modelli di previsione del rumore

qualunquequalunquequalunque Simulazione numerica

prevalente a soffitto

uniforme con simmetrie(locali bassi e

vasti)

Campo non diffuso

uniformemente distribuito e non

elevato

uniforme regolare Campo semidiffuso

ASSORBIMEN-TO ACUSTICO

DISTRIBUZIO-NE ARREDI

FORMA LOCALE

CATEGORIA MODELLO




Livello di pressione sonora al ricevitore

Kr

QLL Wp +⎟⎠⎞

⎜⎝⎛+= 24

lg10π

Livello di potenza della sorgente

Fattore di correzione ambientale

Divergenza geometrica

r: distanza sorgente – ricevitore

Q: direttività sorgente


Direttività per emissione (Qi)Qi

Qi = p2i / p2

sfera

p2i

p2sfera




Direttività per posizione (QΩ)

W = 2⋅W0

W = 0

W0

W = 4⋅W0

W = 0

W = 0W = 8⋅W0

W = 0

W = 0

QΩ = 1 QΩ = 2

QΩ = 4 QΩ = 8


Fattore di correzione ambientale K

K dipende dalle caratteristiche dell’ambiente In campo libero K = 0

UNI EN ISO 374x K → K2

UNI EN ISO 14257 K → DLf

UNI EN ISO 11690-x K → DLf




Modelli a campo sonoro semidiffuso


Modelli a campo sonoro semidiffuso(acustica statistica)

Storicamente sono stati i primi dell’acustica moderna (Sabine, inizio del 1900)Nati per l’acustica delle sale da conferenza o da concertoSuccessivamente estesi (per quanto possibile) agli ambienti industrialiBasati su ipotesi fortemente limitative




Tempo di riverberazione T60

Il tempo che il suono impiega, dopo l’interruzione di una sorgente sonora in regime stazionario, a decadere di 60 dB

Lp

t

60 dB

T60


Formula di Sabine per T60

V: volume dell’ambiente [m3]Si: superfici delimitanti l’ambiente [m2]αi: coeff. d’assorbimento acustico delle Si

SV

S

VT n

iii

αα16,016,0

1

60 ==

∑=

∑=

=n

i

ii

SS

1

αα




Campo sonoro semidiffusoIpotesi di base

Le onde sonore si propagano con uguale probabilità ed ampiezza in tutte le direzioniL’ambiente ha forma regolareTutte le pareti hanno assorbimento acustico simile e non troppo elevatoIl livello sonoro al ricevitore è dato da onda diretta + campo riverberato


Campo sonoro semidiffuso(acustica statistica)

Sorgentecampo diretto

α1 ≅ α2 ≅ α3 ≅ α4

α1 campo riverberato

α2

α3

α4




Campo sonoro semidiffusolivello sonoro al ricevitore

Approssimazione drastica della realtà

Kr

QLL Wp +⎟⎠⎞

⎜⎝⎛+= 24

lg10π

SA α=

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+=

QArK

2161lg10 π


Esempio (100 x 50 x 6 m)

Ambiente parallelepipedo 100 x 50 x 6 mVolume V = 100x50x6 = 30000 m3

Superficie S = 2(100x50+100x6+50x6) = 11800 m2

αmedio = 0.15Sorgente puntiforme Lw = 100 dBSorgente sul pavimento: Q = 2




Potenza sonora della sorgentee assorbimento acustico

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

125 250 500 1,000 2,000 4,000

Frequenza f , Hz

α

Coeff. assorbimento acustico 50

60

70

80

90

100

110

120

125 250 500 1,000 2,000 4,000

Frequenza f , Hz

L W, d

B

Livello di potenza sonora


Campo sonoro semidiffuso: esempio

125 250 500 1000 2000 4000α medio 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30A = α x S m2 590.0 1180.0 1770.0 2360.0 2950.0 3540.0T60 s 8.14 4.07 2.71 2.03 1.63 1.36R m2 621.1 1311.1 2082.4 2950.0 3933.3 5057.1K dB 7.0 4.6 3.4 2.7 2.1 1.8Q 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.010lg(Q/4πr2) dB -28.0 -28.0 -28.0 -28.0 -28.0 -28.0 LW dB 90.0 100.0 100.0 95.0 110.0 80.0Lp dB 69.0 76.7 75.5 69.7 84.2 53.8




T60 (unico) e Lp in un punto fisso

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

125 250 500 1,000 2,000 4,000

Frequenza f , Hz

T 60, s

Campo semidiffuso

4045505560657075808590

125 250 500 1,000 2,000 4,000

Frequenza f , Hz

L p, d

B

Campo semidiffuso r=20 m


Lp in funzione della distanza dalla sorgente sonora

dB(A)2.83m20 =→= pLr

60

65

70

75

80

85

90

95

100

105

1 10 100

Distanza r , m

L p, d

B(A

)

Campo libero Campo semidiffuso




Modelli a campo sonoro non diffuso


Campo sonoro non diffuso

Le onde sonore non si propagano in modo uniforme in tutte le direzioniL’ambiente ha forma irregolareLe pareti hanno assorbimento acustico differente (p.es. soffitto più assorbente)Vi sono superfici con assorbimento acustico elevato




Campo sonoro non diffuso

DL2: indice di attenuazione spaziale del livello di pressione sonora al raddoppio della distanzaDLf: eccesso di livello di pressione sonora (rispetto al campo libero)


Curva di decadimento spaziale del livello di pressione sonoraLp

r

DL2

r1 2r1

DLf




Curva di decadimento spaziale del livello di pressione sonoraLp

rr1 r2

Campo vicino Campo

intermedio

Campo lontano

r1~ 5 mr2 ~ 16 m


Misurazione del decadimento spaziale del livello di pressione sonora

Secondo UNI EN ISO 14257:2004Sorgente omnidirezionale, hS = 1.2 m o 1.55 mDistanze sorgente-microfono, in m:

1, 2, 3, .., 10, 12, 14, .., 20, 24, 28, .., 40, 48, 56, ..2, 3, 4, 6, 8, 12, 16, 24, 32, 48, 64, ..

Incertezza in condizioni di ripetibilità:±0.3 B per DL2 e ±2 dB per DLf




Più sorgenti: somma energeticaL1

r

L2

r

( )...101010lg10 10/10/10/ 321 +++= LLLtotL

r1 r2

L3

rr3


Teoria di F. Bianchi per locali bassi e vasti (1974)

Altezza locale << lunghezza e larghezzaAssorbimento acustico concentrato a soffittoCampo sonoro non diffuso

( ) 2/pavsoffm

Hrααα +=

>

Correzione onde cilindriche

Contributo aggiuntivo

Hr

HrK mα6,8lg103 −⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛+=

Incidenza obliqua




Lp in un punto fisso

4045505560657075808590

125 250 500 1,000 2,000 4,000

Frequenza f , Hz

L p, d

B

Campo semidiffuso Teoria Bianchi


Esempio (100 x 50 x 6 m)

Bianchi) (teoriadB(A)8.78m20

o)semidiffus(campo dB(A)2.83m20

=→=

=→=

p

p

Lr

Lr

60

65

70

75

80

85

90

95

100

105

1 10 100

Distanza r , m

L p, d

B(A

)

Campo libero Campo semidiffuso Teoria Bianchi




Modelli numerici


Metodo degli Elementi Finiti (FEM)

Discretizzazione del dominio spaziale ⇒integrazione dell’equazione delle ondeQualunque geometriaQualunque proprietà del mezzoConverge all’aumentare del numero degli elementi finitiPasso di discretizzazione < λ / 8 ⇒– Limitato a domini piccoli (per es. autoveicoli)




Metodo degli Elementi di Contorno (BEM)

Discretizzazione solo sul contorno del dominio spaziale ⇒Più rapido e/o più accurato del FEMApplicabile a domini illimitati

Tempi di calcolo comunque elevatiFormulazione complessa


Acustica Geometrica

λ << dimensione tipicaSi trascura la natura ondulatoria del suono

⇒ raggi sonori




Acustica Geometrica: Sorgenti Virtuali

S

R

S1

S2


Albero delle Sorgenti Virtuali

SV 1.2.1 SV 1.2.3 SV 1.2.4 SV 1.2.5 SV 1.2.6

SV 1.2 SV 1.3 SV 1.4 SV 1.5 SV 1.6

SV 1 SV 2 SV 3 SV 4 SV 5

SV 6.1 SV 6.2 SV 6.3 SV 6.4

SV 6.5.1 SV 6.5.2 SV 6.5.3 SV 6.5.4 SV 6.5.6

SV 6.5

SV 6

Sorgente Reale

Costruzione + potatura secondo criteri di visibilità:– il punto di riflessione deve appartenere alla superficie di

riflessione– un raggio non deve essere interrotto da altre superfici

→ Computazionalmente poco efficiente




Sorgenti VirtualiCaratteristiche del modello

Deterministico– costruzione sistematica SV

Indiretto– sorgenti reali in un ambiente confinato → sorgenti

virtuali in campo libero + test di visibilità

Poco efficiente– costruzione e potatura dell’albero delle SV con i test di

visibilità → lunghi tempi di calcolo– possibile ricostruire fino al 5°- 6° ordine di riflessioni


Esempio di ecogramma




Acustica Geometrica: Ray Tracing

Energia della sorgente → divisa in pacchetti → raggi sonori lanciati in tutte le direzioni

S

R


Ricevitori = volumi finiti ≈ zona di sensibilità

Computazionalmente mediamente efficiente

Ray Tracing

SR




Ray Tracing

Attenuazione per divergenza geometrica →divergenza dei raggi stessi

t1 t2 > t1 t3 > t2 > t1


Ray TracingCaratteristiche del modello

Statistico– convergenza statistica del metodo

Diretto– simula esplicitamente il processo di propagazione

sonora

Mediamente efficiente– il tempo di calcolo cresce linearmente con il numero di

raggi




Confronto SV-RT

Sorgenti Virtuali Ray TracingNatura Deterministica StatisticaMetodo Indiretto DirettoPrecisione Alta MediaRicevitori Puntiformi Volumi fittiziTempo dicalcolo

Molto lungo Accettabile


Modelli ibridi - Vorländer (1989)

S1

3 5 1 7R2 R5

1 6 R3 4 2 5R1 R3

R2 R4

R1

R3 R1

R4

R51 3

Passo 1. Ray tracingper cercare le SV

valide

Passo 2. SV valide per calcolare i livelli ai

ricevitori




Cone tracing

SS’ R

Raggi sonori a sezione infinitesima →fasci ad apertura progressiva (coni)Ricevitori sferici → ricevitori puntiformi


Problema del “cone overlapping”

individuazioni multiple della stessa SV →memorizzare i percorsi sorgente-ricevitore ed eliminare i duplicati

S

R




Beam tracingVian, van Maercke & Martin (1993)

Distribuzione non uniforme dell’energia sulla sezione del fascio Le individuazioni multiple sono compensate dal minor “peso”energetico dei bordi del fascioOverlapping “sfumato”


Pyramid tracing - Tenenbaum (1992)

Nessun overlappingCopertura dell’angolo solido totale → copertura della superficie sferica con triangoli curvilinei




SV mancanti: correzione

0

10.000

20.000

30.000

40.000

50.000

60.000

70.000

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

1,10

1,20

1,30

1,40

1,50

Tempo (s)

Cap

tazi

oni p

er u

nità

di t

empo

(s-1

)

Sorgenti virtuali Teoria di Van Maercke e Martin Andamento effettivo

tempo critico tc

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛−

=− 2

2c

ttcorr

e1

)t(n)t(n

Correzione moltiplicativa

della coda riverberante


Cone-Beam-Pyramid tracingRiflessione diffusa → split up dei fasci:

S




Costruzione del modello

Operatore competenteha una preparazione specifica e dimostratarispetta il protocollo operativoProtocollo operativoprocedura normalizzata per eseguire tutte le fasi di input, elaborazione, restituzione dell’output, interpretazione


Modello 3D minimale




Superfici curve → piane


Verificare la tenuta stagna




Dati di ingresso - SorgentiLivello di potenza sonoraDirettività di emissioneGrado di dettaglio in frequenza:– globale ponderato A o in bande di ottava o 1/3 ottava

Suddivisione in sotto-sorgenti


Scelta dei materiali




Calibrazione del livello di pressione sonora

-1.5

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

1.5

0 1000 2000 3000 4000 5000

Frequenza, Hz

Med

ia s

carti

, dB

Calibrazione del modello costruito

+ Scarto tipo

- Scarto tipo


Accuratezza attesaFinnish Institute of Occupational Health (2003)Studio della modellazione acustica al computer di grandi ambienti industriali → Linee guida

Livello sonoro : 3 ± 2 dB (125 Hz – 4·000 Hz)Perdita inserz. : 2 ± 1 dB (125 Hz – 4·000 Hz)Tempo riverb. : 0,4 ± 0,3 s (500 Hz – 4·000 Hz)




Esempio 100x50x6 m


Esempio 100x50x6 m

Odeon) ne(simulaziodB(A)0.83m20



=→=

=→=

=→=

p

p

p

Lr

Lr

Lr

60

65

70

75

80

85

90

95

100

105

1 10 100Distanza r , m

L p, d

B(A

)

Campo libero Campo semidiffuso Bianchi Odeon




Esempio 100x50x6 m

Per regolarizzare la curva di decadimento spaziale, si può eseguire una regressione sui dati misurati

y = -5.5767Ln(x) + 99.589R2 = 0.9855

60

65

70

75

80

85

90

95

100

105


L p, d

B(A

)

Campo libero Odeon Log. (Odeon)


Esempio 100x50x6 m

Odeon) ne(regressiodB(A)9.82m20



=→=

=→=

=→=

p

p

p

Lr

Lr

Lr

60

65

70

75

80

85

90

95

100

105


L p, d

B(A

)

Campo libero Campo semidiffusoBianchi Odeon regressione




T60 (medio) e Lp in un punto fisso

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

125 250 500 1,000 2,000 4,000

Frequenza f , Hz

T 60

, s

Campo semidiffuso Odeon (EDT)4045505560657075808590

125 250 500 1,000 2,000 4,000

Frequenza f , Hz

L p, d

B

Campo semidiffuso Teoria Bianchi Odeon


Ottimizzazione tecnica + economica

0

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

60,000

0 20 40 60 80 100 120

Ore-uomo

Cos

to, e

uro

Studio Intervento Totale




Metodi di riduzione del rumorein fase di propagazione


Metodi di riduzione del rumoreAlla sorgente– Selezione di processi meno rumorosi– Selezione di macchine meno rumorose

Sul percorso di propagazione– Disposizione adeguata delle sorgenti– Cappottatura delle sorgenti– Applicazione di silenziatori– Trattamenti fonoassorbenti– Schermi acustici– Divisori– Antivibranti e pavimenti galleggianti

Al ricevitore– Cabine fonoisolanti per operatori– Intervalli in ambiente silenzioso– Dispositivi di protezione individuali




Controllo attivo del rumore

Principio base: la sovrapposizione lineare di due campi sonori in opposizione di fase risulta in un campo totale nullo →Si crea deliberatamente un campo sonoro (campo secondario) per interferire distruttivamente con un campo sonoro indesiderato (campo primario)


Esempio: controllo attivo del rumore di un ventilatore




Controllo attivo

Il controllo attivo del rumore funziona meglio alle basse frequenzeIl controllo attivo del rumore è realizzabile con maggior facilità per rumori stazionari ripetitiviIl controllo attivo del rumore è applicabile per regioni limitate dello spazioAttualmente il controllo attivo del rumore richiede competenze estremamente specialistiche ed ha costi elevati


Processi alternativi (ISO 11690)

Stampaggio idraulicoStampaggio meccanicoFissaggio a pressioneFissaggio con rivettiTaglio al laserTranciatura, punzonaturaOssitaglio in acquaOssitaglio al plasmaTaglio a trazioneTaglio a spintaRastrematura/estrusioneRicalcatura con stampo

Comando elettricoComando ad aria compressa

POCO RUMOROSIMOLTO RUMOROSI




Disposizione delle macchineDistanziare le sorgenti dalle superfici riflettenti– per ridurre al minimo le riflessioni dannose

Raggruppare le sorgenti più rumorose– per ridurre al minimo la zona d’influenza

Isolare le sorgenti più rumorose– in locali separati e trattati

Separare le mansioni a bassa esposizione– per es. manutenzione, imballaggio, pianificazione

Utilizzare comandi a distanza– per allontanare l’operatore dalle sorgenti di rumore


Raggruppare le sorgenti piùrumorose: prima …




Raggruppare le sorgenti piùrumorose: dopo


Isolare le sorgenti più rumorose




Isolare le sorgenti più rumorose


Cabine per macchinari




Silenziatori


Valori caratteristici (ISO 11690)

3-10 dBPerdita per inserzione, Di

Schermo + trattamento fonoassorbente


Silenziatore


Cappottatura, Cabina

VALORI TIPICIDESCRITTOREDISPOSITIVO




Materiali fonoassorbenti:classificazione in base alla naturaOrigine minerale– lana di vetro– lana di roccia

Origine vegetale– fibre di cellulosa– fibre di legno mineralizzato– fibre di cotone

Origine animale– lana di pecora o simili


Materiali fonoassorbenti:classificazione in base alla naturaMateriali sintetici– 1. materiali termoplastici– aumentando la temperatura diventano fluidi– polietilene espanso– poliestere in fibre– 2. materiali termoindurenti– aumentando la temperatura prima rammolliscono poi

reticolano– poliuretano espanso

Pannelli compositi– uno o più strati di materiali fibrosi/porosi inclusi in uno

scatolato in lamiera forata o stirata o in buste




Materiali fonoassorbenti:modalità di applicazione

Rivestimento di pareti o soffitto– materiali spruzzati (intonaco acustico)– materiali in aderenza (per es. incollati)– pannelli su intelaiatura portante: all’effetto

fonoassorbente del materiale si somma quello dell’intercapedine

Creazione di un nuovo controsoffitto– all’effetto fonoassorbente del materiale si somma quello

della diminuzione del volume in cui il suono si propagaA baffles– all’effetto fonoassorbente del materiale si somma quello

della diffrazione sulla schiera di baffles


Trattamenti fonoassorbenti:intonaco acustico




Curve di decadimento spaziale prima, durante e dopo il trattamento

55

60

65

70

75

80

85

90

1 10 100

distanza r , m

L p, d

B(A

)

Prima Durante Dopo

dopodB(A)1.5durantedB(A)6.4primadB(A)2.4

2

2

2

===

DLDLDL


Misurazione delle curve di decadimento spaziale




Trattamenti fonoassorbenti: nuovo controsoffitto


Trattamenti fonoassorbenti: pannelli sospesi a baffles




Valori tipici di αm, DLf e DL2 in campo intermedio (ISO 11690)

DL2, dBDLf, dBαmLocale

da 3,5 a 5 da 5 a 8 > 0,3 Con soffitto ass. e arredi

da 2,5 a 4 da 6 a 9 < 0,2 V≥10000 m3 e H ≥ 5 m, senza soffitto ass., con arredi

da 1 a 3 da 8 a 13 < 0,2 V<10000 m3 e H<5 m, senza soffitto ass., vuoto


Caratteristiche importanti dei materiali

Coefficiente di assorbimento acustico (apparente) α– Misurato in camera riverberante secondo ISO 354– Misurato in tubo ad impedenza secondo ISO 10534

Resistenza agli agenti chimici e biologici– leganti idraulici e bituminosi, vernici e colle– batteri, muffe, insetti, roditori

Assorbimento d’acqua– attitudine del materiale ad essere imbibito d’acqua




Caratteristiche importanti dei materiali

Comportamento al fuoco– reazione al fuoco: grado di partecipazione alla

combustione e produzione di calore, fumi, gocce– resistenza al fuoco: tenuta meccanica, termica e ai fumi

Proprietà meccaniche– resistenza a compressione

Stabilità dimensionale– dopo ripetuti cicli termici– in presenza di acqua


Assorbimento per porosità

Assorbimento acustico crescente con la frequenza e con lo spessore di materiale




Assorbimento per risonanza di membranad

m’

dmc

f cav

'20

0ρ

π=


Assorbimento per risonanza di cavità

eVLScf

π20

0 =

V

S

L

flangiatonon5,1flangiato7,1

aLLaLL

e

e

+=+=




Camera riverberante (UNI EN ISO 354)


Misurazione di α in camera riverberante

V: volume della camera riverberanteS: superficie del campione in provaT1: tempo di riverberazione senza campioneT2: tempo di riverberazione con campione

⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛−=

12

1116,0TTS

VSα




Tubo ad impedenza (UNI EN ISO 10534-2)


Misurazione di α nel tubo ad impedenza Metodo della funzione di trasferimento

1 2

altoparlante

microfoni

campione




Schermi acustici

SR

pavimento

soffitto

suono diretto

suono riflesso

suono diffratto


Schermi acusticiGli schermi vanno posizionati in prossimità delle sorgenti o dei ricevitoriGli schermi dovrebbero essere fonoassorbenti sul lato rivolto alla sorgenteIn ambienti molto riverberanti, schermi fortemente fonoassorbenti possono contribuire a migliorare l’assorbimento acustico totale Gli schermi acustici in ambienti chiusi hanno un insertion loss molto inferiore a quello ottenibile in campo libero, a meno che non siano associati ad un trattamento fonoassorbente delle superfici circostantiÈ sufficiente un Rw ≥ 20 dB




Potere fonoisolante

[dB]lg101lg10t

i

WWR ==

τ

Wi Wt


25

30

35

40

45

50

55

100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150

Frequenza, Hz

R, dB

Curva del potere fonoisolante R

Curva di riferimento

Potere fonoisolanteIndice di valutazione UNI EN ISO 717

46




Esempio: schermo 2x2 m

(a): in campo libero (b): in un ambiente chiuso riverberante


Esempio: schermi + trattamento fonoassorbente

Schermi abbinati al trattamento fonoassorbente di soffitto e paretiAttenuazione di 8-10 dB(A) misurati




Altri vantaggi degli schermi acustici

Protezione da eventuali frammenti proiettati dalle lavorazioni (battitura, molatura, ecc.)Protezione degli occhi dalla luce di saldatrici ad arco e simili Protezioni da schizzi di sostanze chimiche o molto caldeSuddivisione degli ambienti in aree di lavoro


Svantaggi degli schermi acusticiLimitazione del controllo visuale delle macchineLimitazione dell’accesso alle postazioni di lavoroRiduzione dell’illuminamento della postazioneLimitazione del trasporto di materiali o pezzi in lavorazione




Schermi: valori tipici di attenuazione sonora globale in ambienti bassi

6 dB9 dB-> 0,5

4 dB 7 dB 10 dB da 0,3 a 0,5

-4 dB 7 dB < 0,3

da 1 a 3 da 0,3 a 1 < 0,3 h/H

r/H

h: altezza schermo - r : distanza sorgente-ricevitoreH: altezza locale - da UNI EN ISO 17624:2005


Calcolo della “attenuazione sonora ridotta” (UNI EN ISO 17624)

z : differenza tra il minimo percorso del suono tangente al bordo di diffrazione meno efficace ed il percorso diretto in assenza dello schermo [m]λ : lunghezza d’onda del suono [m]rr : raggio di riverberazione [m]

La formula fornisce valori ottimistici

)(,201lg10, rrz rrzD <⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +=

λ




Raggio di riverberazione(UNI EN ISO 17624)

In condizioni di campo diffuso (A = area di assorbimento equivalente del locale)

Per ambienti con molti oggetti diffondenti (Sf = superficie totale degli arredi)

π16Arr =

fr S

Vr34

=


Raggio di riverberazione(UNI EN ISO 17624)

Per ambienti bassi con pochi oggetti diffondenti e soffitto poco assorbente (H = altezza del locale)

Per ambienti lunghi e stretti con pochi oggetti diffondenti e pareti poco assorbenti (B = larghezza del locale)

23Hrr =

23Brr =




Esempio: schermo 2 x 2 m

S

R

pavimento

soffitto

hS=1 mhR=1.5 m

hscreen=2 m

H =6 m

dS=1 mdR=1 m

trattamento fonoassorbente con L ≥ 2h0 h0


Esempio: schermo 2 x 2 m

125 250 500 1000 2000 4000 Aλ = m 2.74 1.37 0.69 0.34 0.17 0.09 -rr = m 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 - LW dB 90 100 100 95 110 80 111.5-20lg( r ) dB -6.0 -6.0 -6.0 -6.0 -6.0 -6.0 -Lp,1 = dB 84.0 94.0 94.0 89.0 104.0 74.0 105.5Dz,r = dB -8.5 -11.2 -14.0 -16.9 -19.9 -22.9 -Lp,2 = dB 75.5 82.8 80.0 72.1 84.1 51.1 86.3su 3 lati dB 80.3 87.6 84.7 76.8 88.9 55.9 92.5Attenuazione globale in dB(A) 12.9




Rumore in ambiente di lavoro: riduzione in fase di propagazione

FINE

Massimo [email protected]

http://acustica.ing.unibo.it

Rumore in ambiente di lavoro: riduzione in fase di...

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