Barriere acustiche
L’attenuazione di un’onda sonora dipende da:
- Resistenza del mezzo
- Condizioni meteorologiche
- Precipitazioni (pioggia o neve)
- Effetto del suolo
- Barriere naturali o artificiali
Una barriera acustica è una struttura, naturale o artificiale, interposta fra la sorgente di rumore (S) e il ricettore (R), che intercetta la linea di propagazione del suono fra questi due punti.
L’efficienza dell’azione schermante di una barriera viene espressa attraverso l’attenuazione ΔL (misurata in dB) definita come la differenza tra il livello di pressione sonora, che si misura in corrispondenza della posizione del ricevitore, in assenza della barriera a una certa distanza dalla sorgente e il livello, che si misura nella stessa posizione, in presenza della barriera.
Le attenuazioni mediamente ottenibili con una barriera antirumore possono arrivare fino a 15 dB a seconda della posizione del punto di ascolto.
Una sorgente può essere considerata puntiforme quando le sue dimensioni sono piccole rispetto alla sua distanza dal ricevitore. Una sorgente di questo tipo in campo libero produce onde sonore sferiche.
Se dalla sorgente puntiforme S l’energia sonora raggiunge il ricevitore R solo per diffrazione, l’attenuazione dovuta alla barriera può essere valutata con la seguente relazione:
ΔL = 10*log(3+20*N) formula di Maekawa
dove N rappresenta il numero di Fresnel.
Il numero di Fresnel definisce l’attenuazione della barriera ed è funzione della differenza di cammino del raggio sonoro diffratto e del raggio sonoro diretto.
Per poter giungere a una previsione dell’attenuazione acustica ottenibile da una barriera è indispensabile conoscere lo spettro sonoro emesso dalla sorgente.
La diffrazione e quell’aliquota di energia sonora che scavalca la barriera o che passa ai suoi lati. Per ridurre l’influenza della diffrazione laterale a meno di 2 dB occorre che la larghezza della barriera sia almeno uguale a 4-5 volte la sua altezza effettiva.
La trasmissione è quell’aliquota di energia sonora che attraversa la barriera acustica: è calcolabile note le caratteristiche di isolamento acustico dei pannelli.
Il progetto di una barriera è definito sia dalle caratteristiche dimensionali (sviluppi in altezza, lunghezza e forma) sia fisiche (materiali utilizzati per la costruzione) degli elementi che devono essere individuati in modo da ottimizzarne l’efficacia.
Esistono numerose tipologie di barriere acustiche e la scelta di un prodotto dipende, oltre che dalle prestazioni acustiche richieste, anche da altri fattori, quali: statica, sicurezza, estetica, durata, manutenzione, costi. È essenziale che la barriera abbia un buon potere fonoisolante, di almeno 15-20 dB, altrimenti la componente della trasmissione non è trascurabile: se tale condizione è soddisfatta le onde sonore possono raggiungere il ricevitore solo per diffrazione sui bordi della barriera e non seguendo un percorso “diretto”.
Le barriere antirumore possono essere suddivise nelle seguenti tipologie:
barriere artificiali
- Fonoisolanti
- Fonoassorbenti
- Fonoisolanti e fonoassorbenti (in contemporanea)
barriere naturali
- Barriere vegetali (siepi, fasce boscate, alberate, ecc.)
- Rilevati
- Barriere miste (terre armate, biomuri, muri verdi, barriere vegetative ecc )
Le prestazioni delle barriere vegetali forniscono abbattimenti di circa 1 dB(A) per ogni metro in profondità di barriera: per avere abbattimenti di circa 10 dB(A) sono necessarie barriere vegetali di altezza 4m e profondità 8m. Tale situazione risulta abbastanza complessa da realizzare e, pertanto, le barriere artificiali sono di più facile realizzazione e presentano rese migliori.
BARRIERE ARTIFICIALI
La proprietà di uno schermo acustico di impedire il passaggio attraverso di esso dell’energia sonora è espressa dal valore del potere fonoisolante (ricavato in campo diffuso) o dalla perdita di inserzione (ricavato per incidenza perpendicolare).
La barriera acustica presenta un valore finito del potere fonoisolante per cui una aliquota di energia sonora che la attraversa si somma all’energia sonora diffratta dal bordo superiore e dai bordi laterali.
Si definiscono pannelli fonoassorbenti, indipendentemente dal materiale costituente, quei pannelli in grado di assorbire l’energia acustica incidente con un coefficiente di assorbimento acustico e un indice di isolamento acustico ben determinato ed in accordo alla norma ISO/R 345.
Il coefficiente di assorbimento acustico (α) è il rapporto tra l’energia sonora assorbita dalla superficie del materiale e l’energia sonora incidente. Questo valore è compreso tra 0 (nessuna energia assorbita) e 1 (tutta l’energia è assorbita). Per assegnare tale indice si deve far riferimento da norme specifiche: UNI EN 1793-1, UNI EN 1793-2 e UNI EN 1793-3.
Le ricerche condotte hanno portato ad identificare molte forme di barriera che sono più efficienti della normale barriera sottile, piana e riflettente. Per barriere di 2 m di altezza i miglioramenti ottenuti vanno da 1,5 a 3,5 dB.
Si possono distinguere due diverse tipologie:
- barriere a bordo di diffrazione singolo con forme diverse
- barriere con bordi di diffrazione multipli
Le barriere a bordo di diffrazione singolo includono: barriere a forma di cuneo, a forma di T o Y, barriere con profilo a forma di freccia.
Approfondimenti: