LA STRUMENTAZIONE LA STRUMENTAZIONE. STRUMENTAZIONE PER LA MISURA DEL SUONO MISURATORE DI LIVELLO SONORO Strumento elettronico che reagisce al suono

LA LA STRUMENTAZIONESTRUMENTAZIONE

STRUMENTAZIONE PER LA MISURA DEL SUONO

MISURATORE DI LIVELLO SONORO Strumento elettronico che reagisce al suono in modo simile all’orecchio umano.

1) TRASDUTTORE trasforma le variazioni di pressione

sonora in corrispondenti variazioni di segnale elettrico2) MISURATORE

Misura il segnale elettrico

IL MICROFONO

Il microfono è costituito: da una parte meccanica (membrana),

che viene posta in movimento dalle variazioni di pressione sonora

da un sistema che trasforma tale movimento in variazioni di una grandezza elettrica

TIPI DI MICROFONO

MICROFONI A VARIAZIONE DI

RESISTENZA

MICROFONI ELETTRODINAMICI

MICROFONI A CRISTALLO

MICROFONI A CONDENSATORE

PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO DEL MICROFONO

Il microfono a condensatore è costituito da una membrana metallica sottilissima e da una placca posteriore rigida detta contropiatto.

La membrana ed il contropiatto costituiscono un condensatore il cui dielettrico è l’aria.

MICROFONI A CONDENSATORE

SCELTA DEL MICROFONO

MICROFONO DA 1/2”

FATTORI METEOROLOGICI

Il vento produce delle turbolenze attorno al corpo del microfono generando un livello di pressione a bassa frequenza sulla membrana.

Gli schermi antivento riducono le turbolenze, hanno una forma priva di discontinuità e sono realizzati con schiume di poliuretano a celle aperte.

TEMPERATURA

Normalmente il range di utilizzo è compreso tra – 10 e + 50 °C. Oltre i 150 °C circa la deformazione della membrana diventa irreversibile.

E’ bene evitare sbalzi improvvisi di temperatura per evitare la formazione di condensa nel microfono.

MICROFONO PER ESTERNO

MICROFONO PER ESTERNO

FastSlow

Impulse

87.2

RMSPeak

Pesatura

IL FONOMETRO

DINAMICA

Un range dinamico tipico di molti strumenti è pari a 80 dB e può essere spostato ad esempio a passi di 10 dB (20÷100, 30÷110, 40÷120, etc).

I moderni strumenti possono anche fare a meno dell’amplificatore perché i loro componenti elettronici gestiscono segnali di entità molto bassa senza problemi.

CIRCUITI DI FILTRAGGIO

Il segnale incontra successivamente i circuiti di filtraggio (o di pesatura), che provvedono a pesare il segnale secondo le curve A, B, C o D.

Viene modificata la sensibilità dello strumento alle varie frequenze, rendendola uguale, con buona approssimazione, a quella dell’orecchio umano.

40

20

0

20 Hz 100 1 kHz 10 kHz

40

0

-20

-40

20 Hz 100 1 kHz 10 kHz

40

Lp (dB)

Lp (dB)

Pesatura-A

Isofonica a 40 dB

normalizzata a 0 dB

a 1kHz

Isofonica a 40 dB

invertita e

comparata con la pesatura-A

CURVA DI PONDERAZIONE “A”

FONOMETRO INTEGRATORE DI PRECISIONE

In presenza di suoni fluttuanti nel tempo (non costanti) è necessario determinare il livello medio della pressione sonora in un determinato tempo.


Il fonometro integratore permette di misurare automaticamente la media energetica espressa in dB dei livelli di pressione sonora che si sono evoluti in un certo tempo di misura.


Il microprocessore gestisce ogni parte e procedura del fonometro, dal calcolo alla visualizzazione dei risultati sul display, dalla programmazione alla gestione dei dati in uscita della interfaccia digitale, ecc.


LEQ

Il parametro che permette di descrivere il contenuto energetico del livello di pressione sonora nel tempo di misura T è il livello continuo equivalente, inteso come il livello costante che avrebbe un rumore stazionario della stessa energia acustica del rumore fluttuante durante un dato tempo di misura T.

Leq

T

Lp

Tempo

dt

p

tp

TL

T

eq

2

00

10

1log10

LEQ

IL SOFTWARE

I dati registrati nella memoria interna del fonometro possono essere successivamente scaricati su un computer ed elaborati.

Importanza del software di elaborazione e rappresentazione dei dati nel campo dell’acustica ambientale.

FILTRI

Per conoscere e analizzare la composizione in frequenza di un suono è necessario utilizzare dei filtri che permettono il passaggio, senza attenuazioni, delle frequenze comprese all’interno della propria banda passante, attenuando notevolmente le frequenze inferiori e superiori.

B0

0

- 3 dB

Frequenza Frequenza

Frequenza

Filtro ideale

Filtro reale: defini-zione della Banda a - 3 dB

Ondulazione

f1 f0 f2

f1 f0 f2

=

Banda = f2 – f1

Centro Frequenza = f0

f1 f0 f2

Confronto tra Filtro reale e Filtro ideale

Area Area

FILTRI

FILTRI

Filtri a percentuale costante:

1/1 OTTAVA

(f2 è pari al doppio di f1 f2/ f1= 2)

1/3 OTTAVA

(f2 è pari a 21/3 x f1 f2/ f1= 21/3)

500 1000 2000

800 1000 1250

L

L

Frequenza[Hz]

Frequenza[Hz]

B = 1/1 Ottava

B = 1/3 Ottava

FILTRI

Norma EN 61260/1995 (IEC 1260)

FILTRI

I moderni fonometri possono essere muniti al proprio interno di set di filtri paralleli (filtri digitali Real Time).

Sono definiti ANALIZZATORI IN FREQUENZA e consentono di analizzare l’intero spettro delle frequenze audio con un’unica misura.

FILTRIHz;(dB[2.000e-05 Pa], PWR) 12.5 60.1

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

16 31.5 63 125 250 500 1 k 2 k 4 k 8 k 16 k

IL PROBLEMA IL PROBLEMA

DELLA IRRIPETIBILITA’ DELLA DELLA IRRIPETIBILITA’ DELLA

MISURAMISURA

OMOLOGAZIONE

Il Certificato di Omologazione viene rilasciato da parte di enti omologatori riconosciuti come Laboratori Ufficiali a livello Internazionale.

L’omologazione riguarda un determinato “modello” di strumento di cui il costruttore fornisce un campione.

OMOLOGAZIONE

L’ente omologatore effettua lunghe e complesse prove per verificare la rispondenza ai parametri stabiliti dalle norme IEC.

In Italia non esiste un ente omologatore, pertanto si fa riferimento ad altri enti appartenenti alla Comunità Europea.

OMOLOGAZIONE

TARATURA

La taratura o verifica di conformità è effettuata sul singolo strumento identificato dal proprio numero di serie e consiste in una serie di prove di numero inferiore ai test di omologazione.

TARATURA

Viene verificata la conformità dello strumento alla classe di precisione attribuita al modello omologato (rispondenza ai parametri stabiliti dalle norme IEC 651, 804, 942, ecc..)

Al termine della verifica viene rilasciato un certificato di prova contenente i risultati dei controlli effettuati sui più importanti parametri previsti dalle norme.

TARATURA

La taratura può essere effettuata solo da un “Centro di Taratura” certificato SIT (D.Lvo 273/91 Servizio di Taratura in Italia).

TARATURA

L’Istituto Elettrotecnico Nazionale “Galileo Ferraris” di Torino è l’istituto metrologico primario abilitato al riconoscimento dei centri di taratura secondari.

CALIBRAZIONE

Per calibrazione si intende un controllo dello stato di funzionamento dello strumento per confronto con un segnale campione.

La calibrazione è importante per valutare l’insorgenza di difetti di funzionamento.

CALIBRAZIONE

La calibrazione deve essere eseguita prima e dopo ogni ciclo di misura e la differenza tra le due calibrazioni non deve essere superiore a 0,5 dB (D.M. 16/03/98).

Il segnale di calibrazione può essere registrato.

CALIBRAZIONE

Nei fonometri più evoluti la calibrazione può essere interna ed esterna.

La calibrazione interna avviene tramite la generazione, da parte di un particolare circuito oscillatore interno al fonometro, di un segnale di riferimento alla frequenza di 1 kHz e di ampiezza pari a 50 mV, corrispondenti a 94 dB.

CALIBRATORE

Sempre in tema di IRRIPETIBILITA’ DELLA MISURA

DM 16.03.1998 Tecniche di rilevamento e di misurazione dell’inquinamento acustico - ALLEGATO B Norme tecniche per

l’esecuzione delle misure2. La misura dei livelli continui equivalenti di pressione sonora ponderata “A” nel

periodo di riferimento (LAeq, TR):

Può essere eseguita:

• Per integrazione continua. Il valore LAeq,TR viene ottenuto misurando il Rumore Ambientale durante l’intero periodo di riferimento con l’esclusione eventuale degli interventi in cui si verificano condizioni anomale non rappresentative dell’area in esame;

• Con tecnica di campionamento. Il valore LAeq,TR viene calcolato come media dei valori di livello continuo equivalente…relativo agli intervalli del Tempo di Osservazione (TO). Il valore di LAeq,TR è dato dalla relazione:



l’esecuzione delle misure

3. La metodologia di misura rileva valori di LAeq,TR rappresentativi del Rumore Ambientale nel periodo di riferimento, della zona in esame, della tipologia della sorgente e della propagazione dell’emissione sonora. La misura deve essere arrotondata a 0,5 dB.

4. Il microfono da campo libero deve essere orientato verso la sorgente di rumore; nel caso in cui la sorgente non sia localizzabile o siano presenti più sorgenti deve essere usato un microfono per incidenza casuale. Il microfono deve essere montato su apposito sostegno e collegato al fonometro con cavo di lunghezza tale da consentire agli operatori di porsi alla distanza non inferiore a 3 metri dal microfono stesso.



l’esecuzione delle misure5. Misure all’interno di ambienti abitativi. Il microfono

della catena fonometrica deve essere posizionato a 1,5 metri dal pavimento e ad almeno 1 metro da superfici riflettenti (verticali…). Il rilevamento in ambiente abitativo deve essere eseguito sia a finestre aperte che chiuse, al fine di individuare la situazione più gravosa. Nella misura a finestre aperte il microfono deve essere posizionato a 1 m dalla finestra; in presenza di onde stazionarie il microfono deve essere posto in corrispondenza del massimo di pressione sonora più vicino alla posizione indicata precedentemente. Nella misura a finestre chiuse il microfono deve essere posto nel punto in cui si rileva il maggior livello della pressione acustica.




6. Misure in esterno. Nel caso di edifici con facciata a filo della sede stradale, il microfono deve essere collocato a 1 m dalla facciata stessa. Nel caso di edifici con distacco dalla sede stradale o di spazi liberi, il microfono deve essere collocato nell’interno dello spazio fruibile da persone o comunità e, comunque, a non meno di 1 m dalla facciata dell’edificio. L’altezza del microfono sia per misure in aree edificate che per misure in altri siti, deve essere scelta in accordo con la reale o ipotizzata posizione del ricettore.




7. Le misurazioni devono essere eseguite in assenza di precipitazioni atmosferiche, di nebbia e/o di neve; la velocità del vento deve essere non superiore a 5 m/s. Il microfono deve essere comunque munito di cuffia antivento. La catena di misura deve essere compatibile con le condizioni meteorologiche del periodo in cui si effettuano le misurazioni e comunque in accordo con le norme CEI 29-10 ed EN 60804/1994.




1. Metodologia di misura del rumore stradale.

Essendo il traffico stradale un fenomeno avente carattere di casualità o pseudocasualità, il monitoraggio del rumore da esso prodotto deve essere eseguito per un tempo di misura non inferiore a una settimana. In tale periodo deve essere rilevato il livello continuo equivalente ponderato “A” per ogni ora su tutto l’arco delle ventiquattrore: dai singoli dati di LAeq ottenuti si calcola:

a)Per ogni giorno della settimana i LAeq diurni e notturni;

b)I valori medi settimanali diurni e notturni.




Il microfono deve essere posto ad una distanza di 1 metro dalle facciate di edifici esposti ai livelli di rumore più elevati e la quota da terra del punto di misura deve essere pari a 4 metri. In assenza di edifici il microfono deve essere posto in corrispondenza della posizione occupata dai recettori sensibili.

I valori di cui al punto b) devono essere confrontati con i livelli massimi di immissione stabiliti con il regolamento di esecuzione previsto….DPR n. 142/04.

DPR 142/2004 Tabella 2 – Strade esistenti

LA MISURALA MISURA

IN PRATICAIN PRATICA

un esempio: Via Einaudiun esempio: Via Einaudi


#1 Leq 1m A dB dBMER 01/12/10 08h53m30 57.5 GIO 02/12/10 06h38m30 63.5

GIORNO NOTTE Non codificato

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

01/12/10 02/12/10 03/12/10 04/12/10 05/12/10 06/12/10 07/12/10



Linea azzurra: livello sonoroLinea azzurra: livello sonoro

Linea rossa: traffico veicolareLinea rossa: traffico veicolare


LA PREVENZIONELA PREVENZIONE

D.G.R.E.R. n. 673/2004D.G.R.E.R. n. 673/2004

D.G.R.E.R. n. 673/2004D.G.R.E.R. n. 673/2004

Un esempio previsionaleUn esempio previsionale

• Analisi della domanda mobilità O/D (origine/destinazione) esistente

http://servizissiir.regione.emilia-romagna.it/FlussiMTS/







• Analisi della domanda mobilità O/D (origine/destinazione) esistente


Stazione n.393 – Fossadello di Caorso







• Analisi della domanda mobilità O/D (origine/destinazione)

indotta

Può essere calcolata sulla base di un mero conteggio “ingresso/uscita” ponderale o volumetrico delle merci;

oppure assumendo dati reali da sistemi similari già operativi.

Le stime e successive valutazioni sono ormai univocamente suddivise in veicoli leggeri e veicoli pesanti.

L’analisi, deve essere in grado di stimare la distribuzione del traffico veicolare sulla rete stradale esistente e/o futura sino alle arterie di collegamento sulle lunghe percorrenze (autostrade).

Gli scenari evolutivi del traffico richiesti dalla DGR 673/04 per la realizzazione di nuove strade, sono basati sul trend economico, i dati degli ultimi anni stanno però confutando le stime precedenti basate su informazioni economico-commerciali molto diverse dalle attuali.

Un esempio previsionaleUn esempio previsionaleMetodo di calcolo

La principale difficoltà è rappresentata dalla fluttuazione del livello sonoro espresso dal traffico veicolare nel tempo, anche a fronte di una propria “ciclicità”.


…. per cui si ricorre sostanzialmente a due tipi di approccio:- uso dei livelli sonori statistici percentili (Ln di dati acustici misurati);- uso del Livello di un Singolo Evento (SEL);


….. con il metodo dei dati acustici si tendono ad ottenere degli indici di valutazione generale, mentre…….


….. con il metodo dei dati acustici si tendono ad ottenere degli indici di valutazione generale, mentre per stimare scenari futuri si ricorre a metodi di calcolo come quello proposto da CNR o il noto NMPB Routes 96

CNR (1980): metodo basato su dati “non acustici”



Un esempio previsionaleUn esempio previsionaleMetodo di calcoloMetodo di calcolo

….. con il metodo dei dati acustici si tendono ad ottenere degli indici di valutazione generale, mentre per stimare scenari futuri si ricorrono a metodi di calcolo come quello proposto da CNR o il noto NMPB Routes 96 (SEL)

SEL (Single Event Level) semplificato:


….. con il metodo dei dati acustici si tendono ad ottenere degli indici di valutazione generale, mentre per stimare scenari futuri si ricorrono a metodi di calcolo come quello proposto da CNR o il noto NMPB Routes 96 (Lw); o ancora il metodo tedesco RLS 90.

NMPB Routes 96:


RLS 90:

Non considera riflessioni oltre il primo grado…..

Un esempio previsionaleUn esempio previsionaleUN CASO CONCRETO

“nuovo polo industriale e relativa tangenziale Comune di Pontenure”

“SISPLAN srl – Bologna”

Dopo aver prodotto e valutato i flussi di traffico previsti, è stato fatto ricorso ad un software commerciale denominato “LIMA light”, nel quale è implementato il modello di calcolo che tiene conto del Numero di Veicoli in un determinato tempo (T); tre tipologie di veicoli (leggeri, medi e pesanti); la velocità media in km/h; della distanza ipotetica del recettore dalla sorgente; etc… ; e fornisce come dato di output il Livello sonoro continuo equivalente riferito ad 1 ora distinto per ogni classe di veicolo, oltre al valore di livello complessivo, quale somma delle categorie di veicoli considerati.

Il dato, viene restituito in forma grafica attraverso le cosiddette “curve di isolivello” (aree nelle quali il livello sonoro è costante in un determinato range; oppure, attraverso una griglia più o meno fitta di punti (di costruzione delle curve isofoniche) di Laeq



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