L’isolamento acustico degli edifici: le caratteristiche del suono

Il suono è un’oscillazione meccanica (vibrazione) propagantesi in un mezzo che abbia caratteristiche fisiche di elasticità; tale oscillazione genera un’onda di pressione (onda sonora) la quale si propaga da un punto di origine (sorgente) mediante la trasmissione di moto alle particelle adiacenti componenti il mezzo (ad esempio aria, acqua, materiali, ecc.) rispetto al punto di equilibrio delle stesse. Caratteristiche della vibrazione, nel caso del suono (e pertanto dell’onda derivante), sono:
 

• Periodo: intervallo di tempo necessario affinché si compia una vibrazione completa la cui unità di misura è il secondo (s);

 

• Frequenza: numero di vibrazioni complete che avvengono in un’unità di tempo (1 secondo). La frequenza si misura in Hertz (Hz) e il valore di tale caratteristica determina l’intervallo di udibilità, ossia il range entro il quale l’onda acustica è in grado di generare una sensazione uditiva: l’orecchio umano, infatti, percepisce frequenze sonore comprese tra i 16 e i 20.000 Hz (con sensibilità massima attorno ai 2.000 Hz), seppure lo spettro del suono sia molto più ampio (tra 1 e 10⁷ Hz); valori di frequenza delle onde sonore inferiori ai 20 Hz vengono definiti infrasuoni, mentre quelli superiori ai 20.000 Hz vengono definiti ultrasuoni;  

 

• Lunghezza: distanza percorsa dall’onda in un periodo la cui unità di misura è il metro (m);

 

• Ampiezza: spostamento massimo delle molecole d’aria oscillanti attorno alla propria posizione di equilibrio dovuto al passaggio della cosiddetta perturbazione acustica (la vibrazione); dal valore di questo spostamento dipende l’intensità del suono e, pertanto, il livello sonoro percepito (volume);

 

• Altezza (o acutezza): elevazione di un suono dovuta alla rapidità delle vibrazioni che lo producono, quindi proporzionale alla frequenza in rapporto all’ampiezza, consentendo la distinzione tra suoni acuti e suoni gravi; 

 

• Intensità: flusso di energia che, nell’unità di tempo, attraversa l’unità di superficie posta perpendicolarmente alla direzione di propagazione dell’onda sonora. Tale definizione è legata alla disciplina fisica pura, tuttavia è strettamente legata alla definizione, appartenente alla disciplina della psicoacustica, di volume sonoro (o intensità o livello sonoro) ossia la forza di un suono determinata dalla pressione che l’onda sonora esercita sul timpano: il livello di pressione sonora è l’incremento in scala logaritmica della pressione dell’aria (mezzo) rispetto ad una situazione di quiete nel mezzo stesso. Il livello sonoro, la cui unità di misura è il decibel (dB), è determinante nella valutazione del comfort acustico in quanto il suo valore è di riferimento per le definizioni di udibilità (soglia di udibilità da 0 dB a crescere), tollerabilità (il cui valore limite è tra gli 80 e i 90 dB), soglia di dolore (attorno ai 120 dB) e di danno all’udito (oltre i 130 dB) per l’essere umano. Tali valori, naturalmente, vanno rapportati, a seconda del campo di applicazione, alla durata del suono ed alla sua frequenza: in architettura e in edilizia, ad esempio, sono determinanti la destinazione d’uso dell’ambiente oggetto di studio (residenza, ufficio, ambiente di produzione, ecc.) e il tipo di attività che viene svolta al suo interno;

 

• Velocità di propagazione: rapporto tra la distanza e l’intervallo di tempo impiegato da un suono attraversante un mezzo. Misurata in m/s, essa dipende dalla densità del mezzo, dalla forza di legame tra le molecole dello stesso, dalla temperatura e dalla pressione: ad esempio, nell’aria a condizioni standard il suono si propaga con una velocità di 331 m/s.

 
Ai fini di nostro interesse è opportuno accennare alcuni fenomeni ai quali l’onda sonora è soggetta in rapporto al mezzo di propagazione:
 

• Riflessione: fenomeno che si verifica quando un’onda incontra un ostacolo che la respinge in direzione opposta, ossia verso la sorgente;

 

• Rifrazione: cambio di direzione della propagazione di un’onda sonora quando questa attraversa una superficie di separazione di mezzi a densità differente;

 

• Assorbimento: fenomeno di dissipamento dell’energia dell’onda sonora, sottoforma di energia termica, nell’ostacolo che incontra durante la propagazione;

 

• Diffrazione: fenomeno che si verifica nel momento in cui un’onda incontri un ostacolo o sia costretta ad attraversare una fenditura i quali siano in grado di modificare apprezzabilmente la forma dei suoi fronti di propagazione in rapporto alla sua lunghezza; la diffrazione rappresenta la deformazione del fronte di propagazione dell’onda il quale diviene pressoché sferico;

 

• Risonanza: amplificazione dell’oscillazione mediante un sistema al quale vengano trasmessi impulsi di frequenza equivalente a quella di vibrazione dello stesso;

 

• Interferenza: sovrapposizione di due o più onde acustiche, attraverso lo stesso mezzo di propagazione, aventi la medesima fase costante e pari frequenza; l’interferenza può essere distruttiva nel caso in cui le due onde si propaghino in opposizione l’una rispetto all’altra e, pertanto, si annullino reciprocamente (assenza di suono) oppure costruttiva nel caso in cui la propagazione delle onde sia concordante e dunque generante, per somma vettoriale, un suono di maggiori ampiezza e intensità;

 
 
Alla luce delle definizioni sopra accennate si può affermare che non esiste reale differenza tra suono e rumore, infatti quest’ultimo è, a tutti gli effetti, un suono; la distinzione dipende sostanzialmente dalla sensazione sonora, la quale, va detto, ha un certo grado di soggettività: il rumore è generalmente associato a sensazioni di disarmonia, disturbo, casualità, mentre il suono viene riconosciuto con sensazioni di armonia e musicalità. Tuttavia, non sono rari casi in cui suoni non “intonati” o non armonici possano risultare gradevoli, come ad esempio lo sciabordio delle onde del mare o, al contrario, suoni armonici possano risultare sgradevoli, come ad esempio il sovrapporsi di musiche perfettamente armoniche ma provenienti da sorgenti differenti e che giungano all’ascoltatore contemporaneamente. In architettura ed in edilizia, vista la necessità di un parametro oggettivo, non vi è distinzione tra ciò che è considerato armonico o meno, infatti l’apparato legislativo-normativo, come detto precedentemente, prende in considerazione come parametro per i requisiti acustici il livello sonoro.