LA STRUMENTAZIONE.

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1 LA STRUMENTAZIONE

2 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 elettrico 2) MISURATORE Misura il segnale elettrico

3 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

4 MICROFONI A VARIAZIONE DI RESISTENZA
TIPI DI MICROFONO MICROFONI A VARIAZIONE DI RESISTENZA MICROFONI ELETTRODINAMICI MICROFONI A CRISTALLO MICROFONI A CONDENSATORE

5 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.

6 MICROFONI A CONDENSATORE

7 SCELTA DEL MICROFONO MICROFONO DA 1/2”

8 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.

9 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.

10 MICROFONO PER ESTERNO

11 MICROFONO PER ESTERNO

12 IL FONOMETRO 87.2 Pesatura RMS Peak Fast Slow Impulse
Tutti i fonometri dispongono della curva di ponderazione A; solo alcuni possiedono le ponderazioni B e/o C. 87.2

13 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.

14 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.

15 CURVA DI PONDERAZIONE “A”
Lp (dB) Isofonica a 40 dB normalizzata a 0 dB a 1kHz 40 40 20 20 Hz 100 1 kHz 10 kHz Lp (dB) Isofonica a 40 dB invertita e comparata con la pesatura-A 40 Top figure is the equal loudness contour for 40 dB at 1 kHz. The popular A-weighting at the bottom is shown in comparison to the inverted 40 dB equal loudness contour. -20 Pesatura-A -40 20 Hz 100 1 kHz 10 kHz

16 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.

17 FONOMETRO INTEGRATORE DI PRECISIONE
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.

18 FONOMETRO INTEGRATORE DI PRECISIONE
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.

19 FONOMETRO INTEGRATORE DI PRECISIONE

20 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.

21 LEQ Lp Leq The equivalent Sound Level Leq is an electronically calculated mean RMS level which integrates all the energy in a signal measured over a certain time period, T. Leq can be considered as the continuous noise which would have the same total acoustic energy as the real fluctuating noise measured over the same period of time. The mathematical definition of Leq is as shown in the illustration where: T is the total measurement time p(t) is the instantaneous sound pressure p0 is the reference sound pressure (20 mPa) Most often, the instantaneous sound pressure is A-weighted and the unit of Leq therefore becomes dB(A). Tempo T

22 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.

23 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.

24 FILTRI Banda = f2 – f1 Centro Frequenza = f0 B Filtro ideale Frequenza
Banda = f2 – f1 Centro Frequenza = f0 Filtro ideale Frequenza f1 f0 f2 Area Area = Ondulazione - 3 dB Filtro reale: defini-zione della Banda a - 3 dB Confronto tra Filtro reale e Filtro ideale Il filtro ideale è un’astrazione matematica. In pratica il filtro reale non presenta una risposta piatta e una pendenza infinita dei lati. Lo scostamento dalla risposta piatta è definito come ondulazione (ripple). L’ampiezza di banda del filtro è definita come la differenza di frequenza tra i punti a - 3 dB dal livello massimo. È, inoltre, utile definire la Noise Bandwidth del filtro che corrisponde al filtro ideale di medesimo livello del filtro reale ma con la sua ampiezza di banda (Noise Bandwidth) posta in modo tale che i due filtri presentino la stessa area. Frequenza Frequenza f1 f0 f2 f1 f0 f2

25 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)

26 FILTRI Norma EN 61260/1995 (IEC 1260) L L B = 1/1 Ottava Frequenza
[Hz] 500 1000 2000 L B = 1/3 Ottava Un vantaggio di usare filtri CPB è che l’insieme dei filtri forma un unico filtro con risposta piatta ma con ampiezza di banda superiore. Tre filtri ad 1/3 di ottava equivale ad un filtro ad 1/1 ottava. Frequenza [Hz] 800 1000 1250 Norma EN 61260/1995 (IEC 1260)

27 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.

28 FILTRI

29 DELLA IRRIPETIBILITA’ DELLA
IL PROBLEMA DELLA IRRIPETIBILITA’ DELLA MISURA

30 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.

31 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.

32 OMOLOGAZIONE

33 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.

34 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.

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

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

37 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.

38 Il segnale di calibrazione può essere registrato.
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.

39 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.

40 CALIBRATORE

41 Sempre in tema di IRRIPETIBILITA’ DELLA MISURA
DM Tecniche di rilevamento e di misurazione dell’inquinamento acustico - ALLEGATO B Norme tecniche per l’esecuzione delle misure 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:

42 Sempre in tema di IRRIPETIBILITA’ DELLA MISURA
DM Tecniche di rilevamento e di misurazione dell’inquinamento acustico - ALLEGATO B Norme tecniche per 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.

43 Sempre in tema di IRRIPETIBILITA’ DELLA MISURA
DM Tecniche di rilevamento e di misurazione dell’inquinamento acustico - ALLEGATO B Norme tecniche per l’esecuzione delle misure 5. 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.

44 Sempre in tema di IRRIPETIBILITA’ DELLA MISURA
DM Tecniche di rilevamento e di misurazione dell’inquinamento acustico - ALLEGATO B Norme tecniche per l’esecuzione delle misure 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.

45 Sempre in tema di IRRIPETIBILITA’ DELLA MISURA
DM Tecniche di rilevamento e di misurazione dell’inquinamento acustico - ALLEGATO B Norme tecniche per l’esecuzione delle misure 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 ed EN 60804/1994.

46 Sempre in tema di IRRIPETIBILITA’ DELLA MISURA
DM Tecniche di rilevamento e di misurazione dell’inquinamento acustico - ALLEGATO B Norme tecniche per l’esecuzione delle misure 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: Per ogni giorno della settimana i LAeq diurni e notturni; I valori medi settimanali diurni e notturni.

47 Sempre in tema di IRRIPETIBILITA’ DELLA MISURA
DM Tecniche di rilevamento e di misurazione dell’inquinamento acustico - ALLEGATO B Norme tecniche per l’esecuzione delle misure 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.

48 DPR 142/2004 Tabella 2 – Strade esistenti

49 LA MISURA IN PRATICA

50

51 un esempio: Via Einaudi

52 un esempio: Via Einaudi

53 un esempio: Via Einaudi

54 un esempio: Via Einaudi
Linea azzurra: livello sonoro Linea rossa: traffico veicolare

55 un esempio: Via Einaudi

56 LA PREVENZIONE

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

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

59 Un esempio previsionale
Analisi della domanda mobilità O/D (origine/destinazione) esistente

60 Un esempio previsionale
Analisi della domanda mobilità O/D (origine/destinazione) esistente Stazione n.393 – Fossadello di Caorso

61 Un esempio previsionale
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.

62 Un esempio previsionale
Metodo 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”.

63 Un esempio previsionale
Metodo di calcolo …. 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);

64 Un esempio previsionale
Metodo di calcolo ….. con il metodo dei dati acustici si tendono ad ottenere degli indici di valutazione generale, mentre…….

65 Un esempio previsionale
Metodo di calcolo ….. 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”

66 Un esempio previsionale
Metodo di calcolo

67 Un esempio previsionale
Metodo di calcolo

68 Un esempio previsionale
Metodo 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: Metodo di calcolo

69 Un esempio previsionale
Metodo 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 (Lw); o ancora il metodo tedesco RLS 90. NMPB Routes 96: Metodo di calcolo

70 Un esempio previsionale
Metodo di calcolo RLS 90: Non considera riflessioni oltre il primo grado….. Metodo di calcolo

71 Un esempio previsionale
UN 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

72 “SISPLAN srl – Bologna”

73 “SISPLAN srl – Bologna”