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Il rumore è un segnale di disturbo rispetto all' informazione trasmessa in un sistema. In fisica, come i suoni, il rumore è costituito da onde di pressione sonora.

Il rumore è un fenomeno oscillatorio che consente la trasmissione di energia attraverso un mezzo. Nel vuoto non è possibile la trasmissione di rumori o di vibrazioni. Il rumore viene definito come una somma di oscillazioni irregolari, intermittenti o statisticamente casuali. Dal punto di vista fisiopatologico, facendo riferimento all'impatto sul soggetto che lo subisce, il rumore può essere meglio definito come un suono non desiderato e disturbante.

Il rumore acustico è collegato da sempre coi concetti di fastidio e di danno. L'interesse al rumore, e quindi la nascita di studi e ricerche per comprenderne la genesi e gli effetti e tentarne una limitazione, ha un primo impulso con lo sviluppo delle città, in particolare Roma, e successivamente con lo sviluppo delle realtà industriali.

Il problema del rumore urbano fu oggetto di legiferazione anche da parte di Giulio Cesare, che a questo scopo promulgò la Lex Julia Municipalis, che impediva il passaggio dei carri fino al pomeriggio inoltrato, spostando e concentrando di fatto il problema la sera e la notte.

Quinto Orazio Flacco, nella sua Epistola XVII (I v7) si lamenta del rumore cittadino e consiglia a Sceva di dormire nel Ferentino.

Anche Seneca si lamenta del chiasso indiavolato che lo circonda: l'abbaiare dei cani, le urla degli schiavi frustati, il vociare delle persone che frequentavano le terme che stavano sotto casa sua, e "la caratteristica inflessione della voce" dei venditori di bibite, dei salsicciai, dei pasticcieri.

Plinio il Vecchio, nel suo Naturalis Historia (V, X, 54) accenna alla possibilità che rumori prodotti da fiumi e rapide possano provocare sordità.
Di rumore e disturbo della quiete pubblica a Roma parla il poeta satirico Giovenale: a suo dire il vociar dei mercanti, il chiasso al passaggio dei carri, il baccano delle mandrie, avrebbero svegliato anche Druso (e in questo starebbe la satira) e le foche (a suo dire la foca era l'animale più sonnolento). Si legge nella sua Satira terza, di come i romani dovevano sopportare non solo il disturbo arrecato dal rumore perenne, ma anche i danni alla salute ad esso connessi.

Bisogna aspettare Bernardino Ramazzini ( 1633- 1714) per uno studio approfondito della relazione professionale rumore-danno, nel suo De Morbis Artificium Diatriba.

Il rumore è prodotto da innumerevoli fonti naturali ed artificiali. 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 fonti naturali e fonti 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 del campo 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.

Per la propagazione è necessario un mezzo elastico (il suono/rumore non si propaga nel vuoto), 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 = ρ ₀ 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 E s 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

In relazione alle sue specifiche modalità di emissione, un rumore può essere definito come continuo o discontinuo (se intervallato da pause di durata apprezzabile), stazionario o fluttuante (se caratterizzato da oscillazioni rapide del suo livello di pressione sonora superiori a 1 dB), aleatorio (o casuale) quando presenta una completa irregolarità dei tempi e dei livelli di emissione. Un rumore viene definito impulsivo quando è rappresentato da un fenomeno temporale che presenta un massimo di pressione sonora di durata compresa fra 1 ms e 1 s.

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 cosiddetta pesatura 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.

I ricercatori, poiché il rumore contiene energia, e può contenere informazione, sono alla ricerca di applicazioni utili del rumore.

Si sfruttano elementi bistabili non lineari (per esempio un pendolo con una molla che crea due posizioni stabili). Se il rumore ha sufficiente energia può riuscire a commutare la posizione del pendolo dall'una all'altra posizione stabile. Del materiale piezoelettrico ricava energia da queste oscillazioni.

Un'applicazione del rumore è nella diagnostica polmonare. Si esamina il rumore prodotto dall'aria nell'attraversamento di bronchi e trachea.

Un'altra applicazione è il controllo della combustione.

L'esposizione al rumore è associata a diversi esiti negativi per la salute. A seconda della durata e del livello di esposizione, il rumore può causare o aumentare la probabilità di perdita dell'udito, ipertensione, cardiopatia ischemica, disturbi del sonno e persino un calo del rendimento lavorativo o scolastico. Quando il rumore è prolungato, possono essere attivate le risposte allo stress del corpo; che può includere un aumento del battito cardiaco e una respirazione rapida. Esistono anche relazioni causali tra rumore ed effetti psicologici come fastidio, disturbi psichiatrici ed effetti sul benessere psicosociale.

L'esposizione al rumore è stata sempre più identificata come un problema di salute pubblica, soprattutto in ambito lavorativo, come dimostrato con la creazione di programmi di prevenzione del rumore e della perdita dell'udito da parte degli organismi nazionali ed internazionali di tutela della salute. Il rumore si è rivelato un rischio professionale, in quanto è l'inquinante correlato ai lavori più comuni. La perdita dell'udito indotta dal rumore, quando associata all'esposizione al rumore sul posto di lavoro, è anche chiamata perdita dell'udito professionale. Ad esempio, alcuni studi hanno mostrato una relazione tra chi è regolarmente esposto a rumore superiore a 85 decibel ed una pressione sanguigna più alta rispetto a chi non è esposto.

L'esposizione al rumore in ambito professionale è un rischio fisico previsto dal D.Lgs.81/2008 al Titolo VIII (art. 180-220), Capo II - Protezione dei lavoratori contro i rischi di esposizione al rumore durante il lavoro.

I diversi articoli che compongono questo capo menzionano:

Campo di applicazione

Definizioni (pressione di picco, livello di esposizione giornaliera LEX,8h, livello di esposizione settimanale LEX, w)

Valori limite di esposizione e valori di azione

Valutazione del rischio

Valutazione di attività a livello di esposizione molto variabile

Misure di prevenzione e protezione

Uso dei dispositivi di protezione individuali

Misure per la limitazione dell'esposizione

Informazione e formazione dei lavoratori

Sorveglianza sanitaria

Deroghe

Linee Guida per i settori della musica, delle attività ricreative e dei call center.

Il Datore di Lavoro ha l'obbligo di fare la valutazione del rischio, di provvedere alla riduzione del livello di rumore, prima con dispositivi di protezione collettiva, poi (se necessario) fornendo ai suoi dipendenti i Dispositivi di Protezione Individuale ( D.P.I.) adatti alle mansioni da loro svolte. Inoltre deve provvedere all'informazione, alla formazione ed all'addestramento dei dipendenti.

L'ISPESL (Istituto Superiore per la Prevenzione E la Sicurezza del Lavoro) ha emanato delle Linee Guida sulla prevenzione e protezione dai rischi dovuti all'esposizione ad agenti fisici nei luoghi di lavoro nelle quali "Richiamato che l'obbligo alla valutazione e alla gestione di ogni rischio per la salute e sicurezza ricade su tutte le aziende nelle quali si applica integralmente il D.Lgs.81/2008, l'obiettivo di queste note è di fornire una prima serie di indicazioni operative che orienti gli attori aziendali della sicurezza ad una risposta corretta al provvedimento legislativo".

n. 487, marzo 2009, Senti che bel rumore p. 94, Dalla centrale elettrica ai polmoni p. 100

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Il rumore è un segnale di disturbo rispetto all' informazione trasmessa in un sistema. In fisica, come i suoni, il rumore è costituito da onde di pressione sonora. Il rumore è un fenomeno oscillatorio che consente la trasmissione di energia attraverso un mezzo. Nel vuoto non è possibile la trasmissione di rumori o di vibrazioni.

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Suono dell'altoparlante

"Il suono c'è quando c'è"

Col termine suono (dal latino sonus ) s'intende tutta la porzione dello spettro acustico (le frequenze di oscillazione) udibile dal orecchio umano, ed è principalmente legato alla propagazione delle onde sonore nell' aria (o nell' acqua, quando siamo immersi). Ogni suono è caratterizzato da una altezza fondamentale (quantità di vibrazioni al secondo) e da una intensità acustica, anche se in molti casi (come i rumori o gli insiemi di suoni), l'altezza non è o potrebbe non essere valutabile. lo spettro udibile dei suoni, comprende le frequenze da 16 a 20 000 Hz, e la velocità di propagazione delle onde nell'aria, è comunemente indicata come 340 m/s. L'intensità dei suoni è legata alla sensibilità del orecchio, compresa tra il valore minimo di soglia e il valore della pressione massima accettabile, corrispondente al dolore e poi al danno perenne del timpano.

Superamento della barriera del suono in atmosfera

Il suono crea una "sensazione uditiva" correlata alla natura delle vibrazioni delle particelle del mezzo di trasmissione, come una successione di micro compressioni ed espansioni tra le sue molecole ( pressione sonora), che lo fa giungere al nostro apparato uditivo, dalla sorgente sonora.

Il suono non viene trasmesso nel vuoto: nello spazio, in assenza di aria o altro mezzo fluido/gassoso, il suono non è percepibile in quanto non riesce ad essere trasmesso.

Onda sonora sferica

Onda sonora piana

Le oscillazioni sono spostamenti delle particelle intorno alla posizione di riposo e lungo la direzione di propagazione dell' onda; gli spostamenti sono provocati da movimenti vibratori, provenienti da un determinato oggetto, chiamato sorgente del suono, il quale trasmette il proprio movimento alle particelle adiacenti grazie alle proprietà meccaniche del mezzo; le particelle a loro volta, iniziando ad oscillare, trasmettono il movimento alle altre particelle vicine e queste a loro volta ad altre ancora, provocando una variazione locale della pressione; in questo modo, un semplice movimento vibratorio si propaga meccanicamente originando un'onda sonora (o onda acustica), che è pertanto onda longitudinale. Si ha un'onda longitudinale quando le particelle del mezzo in cui si propaga l'onda, oscillano lungo la direzione di propagazione. Le onde meccaniche longitudinali sono anche denominate onde di pressione. Il suono è un'onda che gode delle seguenti proprietà: riflessione, rifrazione e diffrazione, ma non della polarizzazione (a differenza della luce che è un' onda elettromagnetica). Un' onda ha la frequenza e lunghezza d'onda che possono essere messe in relazione con la formula:

dove:

è lo spostamento di un punto seguendo l'onda sonora;

è la distanza dalla sorgente dell'onda del punto considerato;

è il tempo trascorso;

è l'ampiezza delle oscillazioni,

è la velocità dell'onda;

è la pulsazione[2] dell'onda.

La quantità è il tempo necessario all'onda per percorrere la distanza .

La frequenza , in hertz, dell'onda è data da:

Per le onde sonore, l'ampiezza dell'onda è la differenza tra la pressione del mezzo non perturbato e la pressione massima causata dall'onda.

La velocità di propagazione delle onde sonore dipende dalla temperatura e pressione del mezzo attraverso il quale si propagano.

Come tutte le onde, anche quelle sonore sono caratterizzate da una frequenza (che nel caso del suono è in diretta, ma non esclusiva, relazione con la percezione dell' altezza) e un' intensità (che è in diretta, ma non esclusiva, relazione con il cosiddetto "volume" del suono). Inoltre, caratteristica saliente delle onde sonore è la forma d'onda stessa, che rende in gran parte ragione delle differenze cosiddette di timbro che si percepiscono tra suoni di tipo diverso.

Il campo uditivo dell'uomo si estende da una frequenza di circa fino a (ossia ). La lunghezza d'onda rappresenta lo spazio percorso dall'onda sonora in un periodo completo di oscillazione. Le relazioni tra periodo (tempo necessario perché si compia un'oscillazione completa), frequenza , e lunghezza d'onda sono date da:

dove è la velocità del suono nell'aria ( nell'aria alla temperatura di ed alla pressione atmosferica al livello del mare[3]).

La velocità del suono dipende molto dalla densità del mezzo: è circa nell'acqua e circa nel ferro. Essendo un movimento di materia, nel vuoto non si trasmette, poiché non c'è materia da far oscillare.

Conoscendo la velocità e la frequenza di un suono, possiamo dunque calcolare la sua lunghezza d'onda; alla frequenza di , la lunghezza d'onda è pari a , mentre a è pari a soltanto .

La velocità di propagazione del suono dipende dalle caratteristiche del mezzo, in particolare l'elasticità e la densità. È direttamente proporzionale all'elasticità ed inversamente proporzionale alla densità, secondo la relazione dove:

= velocità del suono nel mezzo considerato

= costante

= modulo di elasticità di Young

= densità del mezzo

Spesso materiali di elevata densità presentano anche moduli di elasticità elevati e questo ha contribuito al diffondersi della convinzione che la velocità del suono sia più elevata in un mezzo ad alta densità rispetto ad un altro di densità più ridotta.

L'altezza è la qualità che fa distinguere un suono acuto da uno grave. Dipende in massima parte dalla frequenza ma anche dalla intensità. L'orecchio umano percepisce solo i suoni che vanno da 16 a 20.000 oscillazioni al secondo. Al di sotto abbiamo gli infrasuoni, al di sopra gli ultrasuoni. Il sonar, ma anche i delfini ed i pipistrelli, percepisce gli ultrasuoni mentre gli elefanti, i pesci ed i cetacei percepiscono gli infrasuoni.

La pratica musicale copre una gamma di suoni, le cui fondamentali vanno dal do grave che ha circa 65 oscillazioni semplici al secondo al do acuto che ha 8276 oscillazioni semplici. La voce umana ha un registro ancora più limitato. Per calcolare l'altezza dei suoni, è stato scelto come punto di riferimento il La4 (= ottava centrale del pianoforte) che chiamiamo o corista. La frequenza del diapason, che fino al XIX secolo variava di Paese in Paese e anche a seconda del tipo di musica da eseguire (sacra, da camera ecc.) è stata determinata da diversi congressi: nel 1885, il governo austriaco stabilì che il La4 corrispondesse a 870 oscillazioni semplici che, a loro volta, corrispondevano a 435 oscillazioni doppie. Ora invece il valore di riferimento, stabilito dalla Conferenza di Londra del 1939, è 440 vibrazioni doppie, quindi 880 semplici.

Volume e pressione

Il volume che viene spesso anche chiamato - colloquialmente ed erroneamente - pressione, è la qualità sonora associata alla percezione della forza di un suono, ed è determinato dalla pressione che l'onda sonora esercita sul timpano: quest'ultima è a sua volta determinata dall' ampiezza della vibrazione e dalla distanza del punto di percezione da quello di emissione del suono. In particolare, la pressione di un'onda sonora sferica emessa da una sorgente puntiforme risulta essere proporzionale al reciproco della distanza:

= pressione

Per misurare il volume percepito di un suono si fa spesso riferimento al livello sonoro, che viene calcolato in decibel,[7] come segue:

nella formula, indica la pressione quadratica media, mentre è una pressione sonora di riferimento (soglia del silenzio o udibile. È la più piccola variazione di pressione che l'orecchio umano è in grado di percepire[8]) comunemente posta a in aria e a in acqua. La misura in decibel risulta più appropriata per indicare il livello sonoro percepito, perché la risposta dell'orecchio umano è all'incirca logaritmica.[9]

L'intensità di un'onda sonora è invece definita come la quantità di energia che passa attraverso l'unità di area nell'intervallo di tempo unitario. Quindi se l'energia passa attraverso l'area nel tempo , l'intensità dell'onda è , dove si è tenuto conto della definizione di potenza come rapporto fra l'energia e il tempo in cui viene sviluppata ( ).[10]

L'intensità si può esprimere anche a partire dalla pressione e dalla velocità dell'onda (indicando con T il periodo dell'onda):

Nel caso di un'onda sferica (sorgente puntiforme), l'intensità, in funzione della distanza è data da

.

Come si può vedere l'intensità decresce come il reciproco del quadrato della distanza: e quindi molto più rapidamente della pressione [11]

Anche per l'intensità si dà una definizione di livello in unità logaritmiche (decibel):

In questo caso l'intensità di riferimento .

Il timbro è la qualità che più distingue un suono da un altro; immaginiamo la voce di un Elefante o di una Tigre (ad esempio). In ambito musicale, il timbro è la qualità che distingue uno stumento musicale dall'altro, a parità della nota suonata. Il timbro dipende dalla forma d'onda del suono (quantità e intensità delle armoniche, oltre la fondamentale), determinato dalla sovrapposizione delle onde caratterizzanti. Il timbro è determinato anche dalla natura della sorgente sonora (forma e composizione) e dalla maniera in cui questa viene fatta vibrare o posta in oscillazione (le corde vocali, un violino o le foglie mosse dal vento, ecc).

La scomposizione nelle proprie componenti fondamentali (sinusoidali) di un suono registrato (o ripreso da un microfono), è detta analisi in frequenza. Con questo metodo si è in grado di semplificare ( ) i suoni ad una singola onda sonora ( audio) per digitalizzarli, e nel caso anche per valutare il timbro del suono analizzato (es: analizzatore di spettro, ecc).

Nella musica, tanto più un suono è composto da diverse componenti, tanto più esso risulta complesso. Ad esempio, si potrebbe andare da un suono più semplice di un flauto dolce, composto dalla fondamentale e da pochissime armoniche (piuttosto consonanti e di basso livello acustico), al suono ricco degli strumenti ad arco, composto da moltissime frequenze armoniche secondarie.

Tanto più le frequenze secondarie che si sovrappongono alla principale non sono armoniche (ovvero hanno frequenze che non sono multipli interi della fondamentale), tanto più ci si avvicina al rumore.

Il suono delle conchiglie

Si può distinguere il concetto di suono da quello di rumore?

Meter del livello sonoro

Il suono è in generale una sensazione che nasce nell'uomo quando una perturbazione meccanica si propaga in un mezzo elastico facendolo vibrare. Per questa ragione molto spesso abbiamo a che fare con suoni i cui stimoli acustici hanno le componenti in frequenza multipli della frequenza fondamentale. [non chiaro] Il rumore è comunemente identificato come una sensazione uditiva sgradevole e fastidiosa o intollerabile. Tuttavia, alcuni studiosi ritengono che la differenza di significato tra "suono" e "rumore" sia legata più alla controllabilità dell'emissione acustica, che non alla sua gradevolezza. Inoltre, molti rumori vengono generati elettronicamente per ricreare l'equivalente del suono nella sua complessità, ad esempio il rumore bianco, il rumore rosa, il rumore gaussiano, ecc. E il rumore del mare (ad esempio) non è un suono udibile?

L'udito umano non è ugualmente sensibile a tutte le frequenze dei suoni, ma è più sensibile nel campo compreso fra e , e molto meno sensibile alle frequenze estremamente basse ( ) o estremamente elevate ( ). Questo fenomeno è molto più pronunciato ai bassi livelli di pressione sonora che non agli alti livelli. Così, un segnale a con un livello di pressione sonora di (abbastanza alto), dà luogo alla stessa intensità soggettiva di un segnale a con livello di ( di differenza, non pochi); pertanto, affinché uno strumento per la misura del rumore reagisca nella stessa maniera dell'orecchio umano, è necessario dotarlo di un filtro di ponderazione che ne simuli la risposta. E questo filtro, è definito dalle norme CEI 29-1, 29-10 e 29-14 (e successive modificazioni e/o integrazioni) come "ponderazione A".[13]

1. ^ suòno - Treccani , su Treccani. URL consultato il 9 maggio 2024. a b c

2. ^ Halliday Resnick Walker, p. 501.

3. ^ Halliday Resnick Walker, p. 498.

4. ^ Vedi anche:

5. Cioè ^ forza per unità di area: nel Sistema Internazionale di unità di misura, la pressione è espressa in pascal (simbolo ) cioè Newton su metro quadro.

6. ^ Si tratta in effetti di una sovrapressione, cioè della variazione di pressione determinata dal suono.

7. ^ A volte indicati come dB spl (dB sound pressure level - livello di pressione sonora) per distinguerli dall'analoga misura di livello d'intensità.

8. ^ Oltre alla soglia del silenzio, si trovano anche riferimenti alla cosiddetta soglia del dolore, che però ha una definizione assai più soggettiva. I valori riportati variano tra i 120 e i 140 dB, corrispondenti a pressioni comprese tra 20 e 200 pascal.

9. ^ In realtà bisognerebbe anche tenere conto del fatto che la risposta dell'orecchio umano dipende anche dalla frequenza del suono.

10. Nel Sistema Internazionale di unità di misura, l'intensità è quindi espressa in ^ watt su metri quadri ( )

11. Valgono anche le relazioni (analogamente al caso della pressione) ^

12. ^ A volte indicati come dB-SIL (dB sound intensity level - livello di intensità sonora) per distinguerli dall'analoga misura di livello di pressione.

13. ^ www.gazzettaufficiale.it, https://www.gazzettaufficiale.it/atto/serie_generale/caricaArticolo?art.progressivo=0&art.idArticolo=1&art.versione=1&art.codiceRedazionale=097A9090&art.dataPubblicazioneGazzetta=1997-11-15&art.idGruppo=0&art.idSottoArticolo1=10&art.idSottoArticolo=1&art.flagTipoArticolo=2. URL consultato il 9 maggio 2024.

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"Il suono c'è quando c'è" Col termine suono (dal latino sonus ) s'intende tutta la porzione dello spettro acustico (le frequenze di oscillazione) udibile dal orecchio umano, ed è principalmente legato alla propagazione delle onde sonore nell' aria (o nell' acqua, quando siamo immersi).

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