Tutti sappiamo che il rumore si misura in decibel, ma un decibel in realtà cos’è?
Il decibel è l'unità di misura convenzionale con la quale in acustica si indica il livello di un fenomeno acustico rispetto ad un livello di riferimento, in questo caso il minimo rumore percettibile dall’orecchio umano. Il decibel in sostanza ci dice quanto più forte è un rumore rispetto al rumore più flebile che siamo in grado di udire. Di conseguenza ciò che noi misuriamo è la pressione prodotta dal rumore. E la pressione, come ben sapete, si misura in Pascal (Pa). Per i più pratici tra di voi, 1bar = 100.000Pa.
Ora, l’orecchio umano può percepire suoni che su di esso producono una pressione compresa tra 20 mPa (ovvero 0,00002Pa, cioè 0,0000000002bar; la famosa soglia minima convenzionale) e 63,2Pa (0,000632bar; soglia del dolore convenzionale). Potete intuire come la banda di rumore (la differenza tra il massimo ed il minimo) percettibile sia molto ampia. In termini numerici, il rumore più forte che possiamo percepire prima di provare dolore ha una pressione 10milioni di volte più intensa di quella generata dal suono più debole. All’atto pratico però a noi, più che la pressione che un rumore genera, interessa conoscerne la potenza. La potenza di un’onda sonora aumenta con il quadrato della pressione che essa genera.
Per rendere più agevole la misurazione dei fenomeni acustici, si è introdotto appunto il decibel che non ci dà una misura esatta del rumore percepito, ma lo rapporta rispetto a quello minimo che siamo in grado di percepire. Siccome però è poco pratico lavorare con valori che spaziano su intervalli così ampi, si è deciso di rendere la scala dei decibel logaritmica. Non spaventatevi, alla fine capirete che è semplice. Ecco la definizione di decibel:
dB=20*log10(P/Pmin)
che si legge “decibel uguale 20 per logaritmo in base 10 di P su Pmin”. P è la potenza sonora del rumore che vogliamo misurare, Pmin invece è la potenza sonora generata dalla soglia acustica minima udibile (20mPa).
Se ad esempio il vostro scarico a pieno regime fa 95dB di rumore, girando la frittata, la potenza sonora P da esso generata è 1095/20 (cioè 56.234) volte più forte del minimo rumore che siete in grado di percepire.
In sostanza, per calcolarvi questo valore, basta che utilizziate questa formula:
10(x/20)
dove “x” è il valore in decibel della vostra sorgente di rumore. Il valore che troverete viene anche chiamato guadagno ed indica quante volte più potente è il rumore rispetto al minimo percettibile.
Veniamo alla pratica: uno scarico che produce 100dB di rumore presenta un guadagno di 100.000 (ovvero 10(100/20)). Uno scarico che produce 110db (ovvero 10(110/20)) ha invece un guadagno di 316.228. Lo scarico da 110dB non è quindi più potente del 10% rispetto allo scarico da 100dB, ma del 316%!!
Fin qui abbiamo parlato di misurazioni strumentali, ma dobbiamo ancora introdurre un ultimo punto per chiarire definitivamente la questione.
L’orecchio umano può percepire suoni con frequenze da 20Hz (suono bassissimo) a 20000Hz (suono acutissimo). Parliamo di frequenze in quanto i suoni sono onde: più elevata è la frequenza, più acuto è il suono. Questa gamma di frequenze non viene percepita uniformemente, nel senso che spesso abbiamo la sensazione che un suono basso sia più “potente” di un suono acuto, quando in realtà emette un numero di decibel inferiore. Provate ad esempio a pensare alla facilità con cui sia possibile omologare lo scarico di un 6.0 V8 rispetto allo scarico di un 1.2 da 8000RPM. La risposta sta nelle cosiddette curve isofoniche rappresentate nel diagramma in basso. In pratica sceglietevi una delle tante curve rosse rappresentate sul grafico e percorretela: punto per punto cambia il rapporto Hz/dB. Notate come allo stesso “fastidio sull’orecchio” percepito nella zona centrale (quella tra 1000 e 10000Hz) corrisponda un valore in dB molto più basso rispetto invece alla zona vicino all’origine (pochi Hz, tanti dB) o nelle zone più a destra.
Uno scarico apparentemente più rumoroso non è quindi per forza più potente per il fonometro. Questo è un vantaggio soprattutto con le tonalità più basse: notate infatti come spostandosi verso destra le curve risalgano (purtroppo non ho trovato un grafico che copra tutto lo spettro tra 20 e 20000Hz).
Spero di essere stato sufficientemente chiaro. Non mi sono mai occupato approfonditamente di acustica. Se qualche ingegnere avesse da ribattere si faccia avanti per favore!
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