Corso di formazione Progetto Low Noise PON 01_01878 Dott.ssa La Rosa Daniela Dipartimento di Ingegneria Industriale, Università di Catania Viale A.Doria, 6 Catania MA “Materiali isolanti, fonoassorbenti e smorzanti” (parte 2)

Risonatori Acustici Il sistema è costituito da una massa oscillante (aria nel collo), un elemento elastico (aria nella cavità) ed un elemento smorzante (l’attrito sulle pareti del collo), ed è caratterizzato da una frequenza di risonanza in corrispondenza della quale la dissipazione di energia sonora sarà massima. L’aria contenuta nel collo viene posta in oscillazione mentre l’aria all’interno della cavità viene alternatamene compressa ed espansa, la sua elasticità fa si che essa si comporti come una molla.

Risonatori Acustici RH c o = velocità di propagazione del suono nel mezzo (m/s); r, l = raggio e la lunghezza del collo del risonatore (m); V = volume della cavità (m 3 ). Gli elementi caratteristici di un risonatore di Helmotz sono: Il volume V della cavità (definita da pareti rigide e collegata all’esterno) l’apertura (collo del risonatore) di sezione “A” e di lunghezza “l”

Risonatori Acustici RH L’assorbimento di un singolo risuonatore dipende dalla frequenza di risonanza e può essere stimato con la formula: A = area di assorbimento equivalente totale, [m 2 ] c = velocità del suono nell’aria, in [m/s] f = frequenza di risonanza, in Hz. Quando la cavità del risonatore è vuota il sistema ha uno smorzamento piccolo per cui l’assorbimento ha un picco netto in corrispondenza di f, ( frequenze medio basse) Inserendo del materiale poroso nella cavità si ottiene un allargamento dello spettro di assorbimento con riduzione del picco alla f di risonanza

Pannelli assorbenti perforati I risuonatori di Helmholtz sono costosi da realizzare ed efficaci solo su strette bande di frequenza. Un meccanismo di assorbimento simile si ottiene con pannelli perforati, montati ad una certa distanza da una superficie rigida; i fori nel pannello agiscono come una serie di “colli” che dividono la stessa “camera”. L’aria contenuta nei fori si comporta come una serie di masse connesse ad un’unica molla (aria compresa nello spazio tra il pannello perforato e la superficie rigida posteriore), ci sarà una frequenza di risonanza alla quale l’assorbimento dell’onda sonora è massimo

Pannelli assorbenti perforati I pannelli forati hanno uno spettro di assorbimento più ampio rispetto a quello che si ottiene con i risuonatori singoli. Vengono utilizzati nel campo delle medie frequenze, tra 500 e 1500Hz

Pannelli assorbenti perforati Slot absorber V=A tot D Fraction of open area

Pannelli assorbenti perforati Per ottenere un assorbimento distribuito su una banda di frequenze più ampia, si praticano dei fori di diverso diametro, o si spaziano disuniformemente in modo da variare il volume della cavità. Tale effetto può anche essere ottenuto variando lo spazio vuoto dietro il pannello.

Pannelli vibranti Sono costituiti da lastre di materiale non poroso (legno compensato) montate su un apposito telaio che le mantiene ad una certa distanza dalla parete. I pannelli che vengono messi in oscillazione dall’onda sonora, che viene così convertita in lavoro di deformazione e spostamento del pannello. Le vibrazioni del pannello vanno smorzate in modo da aumentare la dissipazione di energia sonora e limitare la trasmissione del suono sul fronte opposto. I pannelli vengono collocati ad una certa distanza dalla parete e parallelamente ad essa, così da costituire una massa oscillante accoppiata ad un elemento elastico: l’aria nell’intercapedine tra pannello e parete. Lo smorzamento dell’oscillazione sarà dovuto agli attriti interni al pannello

Pannelli vibranti I pannelli assorbenti di uso comune sono più efficaci alle basse frequenze, con un picco di assorbimento massimo alla frequenza di risonanza; all’aumentare della densità superficiale del pannello e/o della profondità dell’intercapedine d’aria tra pannello e superficie rigida, la frequenza di assorbimento massimo diminuisce, m = densità superficiale del pannello (kg/m 2 ); d = distanza del pannello dalla parete (m).

STRUTTURA SANDWICH Pelli o facce in materiale composito Core o anima Balsa strutturale della DIAB ECO-SANDWICH IN SUGHERO

Studio LCA. Analisi d’inventario

La Rosa et al. “Bio-based versus traditional polymer composites. A life cycle assessment perspective” Journal of Cleaner Production, 74 (2014)

La Rosa et al. Environmental impacts and thermal insulation performance of innovative composite solutions for building applications, Construction and Building Materials 55 (2014) 406–414