Rumore
Il rumore è un segnale di disturbo rispetto all'informazione trasmessa in un sistema, come i suoni, il rumore è costituito da onde di pressione sonora.
Il rumore è prodotto da innumerevoli fonti naturali ed artificiali. Anche in condizioni di apparente silenzio l'aria è attraversata da onde sonore che non vengono percepite perché troppo deboli oppure al di fuori della gamma udibile. Onde sonore di frequenza inferiore ai 20 Hz (infrasuoni) e superiori a 20 KHz (ultrasuoni) non sono percepite dall'orecchio umano. Generalmente i rumori sono suoni caratterizzati da un andamento di pressione non periodico e armonicamente molto complesso, ma a volte la percezione di suono oppure di rumore è soggettiva.
In generale le sorgenti di rumore (o di suono) sono:
- corpi solidi oscillanti;
- colonne d'aria oscillanti;
- corpi in movimento rapido;
- gas rapidamente fuoruscenti;
- incrementi rapidi di pressione;
- la voce umana, complicata combinazione di 1 e 2.
Per la propagazione è necessario un mezzo elastico, nel quale la sorgente crea una successione di onde di rarefazione e compressione, che si muovono con una velocità dipendente solo dalle condizioni del mezzo. Tale successione porta le particelle del mezzo a vibrare attorno alla posizione di equilibrio lungo la direzione di propagazione dell'onda (quindi le onde sonore sono onde longitudinali). Vale la legge di Ohm acustica: Δ p = ρ0 c v, cioè la pressione sonora è proporzionale alla velocità di oscillazione delle particelle. Da questa formula si può poi ricavare:
che, se valutata lungo una trasformazione adiabatica infinitesima (quindi isoentropica), quale è la trasformazione che si può supporre avvenga per il passaggio del mezzo di propagazione tra la zona di compressione e la zona di rarefazione di un'onda sonora, porta ad esprimere la velocità del suono come:
- con Es modulo di comprimibilità isoentropico del mezzo di propagazione.
In particolare per il gas ideale: .
Si ricorda che nell'aria la velocità del suono dipende fortemente anche dalla temperatura: in particolare aumenta all'aumentare della temperatura.
Si pone solitamente una distinzione importante tra rumore aereo e rumore impattivo: il primo si diffonde nell'aria, il secondo non solo nell'aria, ma anche in corpi solidi vicini alla sorgente.
Criteri di valutazione del rumore
Per prescrivere criteri di tollerabilità al rumore, bisogna studiarne la forma dello spettro sonoro, la durata e il rumore di fondo. Se ci si basa solo sulla pesatura attuata dalla scala fonometrica A, si rischia di porre sullo stesso piano rumori con spettro sonoro differente e quindi diversamente disturbanti.
Si è creato allora un metodo di attribuzione di indice al rumore: si sovrappone lo spettro sonoro ad una serie di curve di riferimento (assomiglianti alle curve isofoniche) e si attribuisce al rumore l'indice di valutazione della prima curva sotto la quale rimane l'intero spettro. Come curve di valutazione si usano le NC (Noise Criteria) negli USA e le NR (Noise Ratings) suggerite dall'ISO.