I misuratori di livello sonoro e inquinamento acustico

Il suono non è soltanto quello piacevole prodotto dagli strumenti musicali, ma anche quello indesiderato – chiamato rumore – prodotto da molte altre fonti: il cavo vocale dell’uomo, un motore in funzione, il diaframma vibrante dell’altoparlante, una macchina utensile in azione, e così via.

La percezione del rumore è soggettiva. Fattori quali l’intensità, le caratteristiche, la durata e il tempo del suo verificarsi possono influenzare l’impressione soggettiva del rumore. Per una valutazione dell’inquinamento acustico, è dunque necessario ricorrere a misurazioni quantitative oggettive, in particolare relative all’intensità e alla durata del fenomeno.

A tale scopo viene usato un “misuratore di livello del suono”, o fonometro. Si tratta, normalmente, di uno strumento portatile dotato di un microfono. Il diaframma del microfono risponde ai cambiamenti nella pressione dell’aria causati dalle onde sonore. Questo è il motivo per cui lo strumento è talvolta chiamato misuratore di pressione sonora. Il movimento del diaframma del microfono – cioè la deviazione della pressione sonora misurata in pascal (Pa), viene convertito in un segnale elettrico in volt (V).

All’apparenza, non è difficile auto-costruirsi un simile strumento, anche se poi il valore in volt (scala lineare) va trasformato in decibel (scala logaritmica) attraverso un’apposita formula. Tuttavia, il segnale proveniente dal microfono va convertito in corrente continua da un circuito con un’opportuna costante di tempo di integrazione. Il tutto andrà poi calibrato – ad es., misurando sorgenti standard sia con il proprio strumento che con uno professionale – per garantire l’accuratezza delle misurazioni.

[azonpress_comparison id=”1″]

Un microfono è distinguibile dal valore di tensione prodotto quando viene applicata una pressione costante nota. Ciò è nota come sensibilità del microfono. Lo strumento misuratore del livello del suono deve conoscere la sensibilità del particolare microfono utilizzato. Usando queste informazioni, lo strumento è in grado di convertire con precisione il segnale elettrico a una pressione sonora e di visualizzare su un display il livello di pressione sonora risultante nella scala in decibel (dB).

I misuratori di livello sonoro sono comunemente utilizzati negli studi di inquinamento acustico per la quantificazione di diversi tipi di rumore: in particolare, per i rumori industriali, ambientali ed aerei. L’attuale standard internazionale che specifica le funzionalità e le prestazioni del misuratore di livello sonoro è lo IEC 61672-1: 2013. Dunque, per le misurazioni ufficiali occorre usare strumenti approvati che abbiano la necessaria certificazione e sottoposti a una calibrazione periodica.

Tuttavia, la lettura fornita da un misuratore di livello del suono non è correlata bene alla rumorosità percepita dall’uomo, che viene misurata meglio da un misuratore di rumorosità. La rumorosità specifica è una compressione nonlineare che dipende dal livello e dalla frequenza del rumore, e che può essere calcolata in diversi modi. Lo standard IEC 61672-1: 2013 prevede l’inclusione di un filtro “A” di ponderazione delle frequenze in tutti i misuratori di livello sonoro.

Il filtro per l’“A-ponderazione” attenua e taglia le alte e le basse frequenze per simulare quanto fa il nostro orecchio, lasciando invariate le frequenze medie. In quasi tutti i paesi, l’uso di misure espresse nella scala in decibel “A-ponderata” sulle frequenze – cioè in dB (A) anziché in dB normali – è obbligatorio per essere utilizzate per la protezione dei lavoratori contro la perdita dell’udito causata dal rumore. Dunque è lo standard richiesto legalmente per quasi tutte le misurazioni di questo tipo.

I vari tipi di misuratori

Esistono tre tipi di strumenti di misurazione del suono, o fonometri, riconosciuti dallo standard IEC:

1) il misuratore di livello sonoro “convenzionale“. Si tratta di uno strumento che fornisce un’“istantanea” del livello di rumore attuale, ed è di uso limitato per le misurazioni dei rischi di danno uditivo, per le quali è normalmente richiesto un misuratore di livello integrato o integrato-mediato.

2) il misuratore di livello sonoro integrato. Esso integra – o, in altre parole, “somma” – il rumore ponderato nelle frequenze per dare una misura dell’esposizione al suono, spesso descritta in termini di “livello di esposizione al suono” (SEL), conversione logaritmica dell’esposizione al suono in decibel.

3) il misuratore di livello sonoro integrato-mediato. Oltre all’integrazione nelle frequenze, esso media l’esposizione al suono nel tempo, relativamente a un intervallo di tempo dato prescelto per la misurazione. Il risultato è un valore noto come “livello sonoro continuo equivalente” (L_AT o L_eq).

4) il dosimetro del rumore. Si tratta normalmente di un misuratore personale di esposizione al rumore, destinato a misurare l’esposizione al rumore di una persona integrata per un periodo di tempo, di solito per verificare il rispetto delle norme sulla sicurezza e la salute sul lavoro.

Inoltre, gli standard IEC dividono i misuratori di livello sonoro in due “classi”, caratterizzate da differenti tolleranze per quanto riguarda l’errore di misura. Gli strumenti di Classe 1 hanno una gamma di frequenze più ampia e una tolleranza più restrittiva rispetto a un misuratore di costo inferiore, di Classe 2. Per molte misurazioni, non è necessario utilizzare un apparecchio di Classe 1: questi, infatti, sono i migliori ed i più costosi, e vengono impiegati per la ricerca e per l’applicazione della legge.

Allo stesso modo, l’American National Standards Institute (ANSI) classifica i misuratori di livello sonoro in tre diversi Tipi: 0 (utilizzato nei laboratori), 1 (utilizzato per le misurazioni di precisione sul campo) e 2 (utilizzato per le misurazioni a scopo generale). Per essere conformi, le letture con un misuratore di livello sonori di Tipo (ANSI) 2 devono avere una precisione di ± 2 dB (A), mentre uno strumento di Tipo 1 deve avere un’accuratezza di ± 1 dB (A). Un misuratore di Tipo 2 è negli USA il requisito minimo per le misure di rumore sul lavoro e di solito è sufficiente per le indagini sul rumore di uso generale.

 

Riferimenti bibliografici:

• Sound Level Meter, https://en.wikipedia.org/wiki/Sound_level_meter
• What is a sound level meter?, https://pulsarinstruments.com/sound-level-meters