Punti chiave
- Il suono è generato dalle vibrazioni di un corpo elastico e si propaga attraverso mezzi solidi, liquidi o gassosi; non può viaggiare nel vuoto.
- L’emissione di suoni avviene tramite le corde vocali, mentre la ricezione avviene attraverso l’apparato uditivo che capta le vibrazioni della membrana timpanica.
- Il suono si propaga in modo oscillatorio, rappresentabile con una sinusoide, caratterizzato da ampiezza e lunghezza d’onda.
- Le caratteristiche principali del suono sono la frequenza, misurata in Hertz (Hz), che determina il timbro, e l’intensità, misurata in decibel (db).
- Il campo uditivo umano si estende dai 16 ai 20’000 Hz, con i suoni al di fuori di questo range denominati infrasuoni o ultrasuoni.
- Il volume sonoro è una grandezza soggettiva che dipende dalla percezione dell’intensità del suono in relazione alla sua frequenza.
- I rumori sono combinazioni caotiche di suoni di diverse frequenze, generalmente non periodici e di ampiezza variabile.
- La velocità del suono varia a seconda del mezzo, essendo maggiore nei solidi e minore nei gas, con la velocità di riferimento nell’aria di 340 metri al secondo.
- Il suono subisce un’attenuazione in funzione della distanza percorsa e del passaggio tra mezzi con differenti capacità di attenuazione.
- Materiali fonoassorbenti come vetro, gomma, e plastica possono essere utilizzati per ridurre l’intensità del suono in ambienti rumorosi.
Generazione e propagazione del suono
Il suono nasce dalle vibrazioni di un corpo elastico, fonte del suono, e si propaga e diffonde tramite un mezzo. Questo può essere qualsiasi sostanza solida, liquida o gassosa, quindi nel vuoto il suono non può propagarsi. Il mezzo più comune per la propagazione del suono è l’aria; ciò avviene tramite vibrazioni che producono una successione di compressioni ed espansioni delle molecole dell’aria che si muovono secondo sfere concentriche dette onde sonore.
Il nostro corpo è predisposto sia per l’emissione di suoni, tramite le corde vocali che funzionano come un corpo elastico fatto vibrare dall’aria che esce dai polmoni, sia per la ricezione, tramite il nostro apparato uditivo in quanto le onde sonore arrivano fino alla membrana timpanica che entra in vibrazione.
Il suono si propaga attraverso le sostanze senza che vi sia trasporto di materia ma bensì con un moto oscillatorio che può essere rappresentato graficamente con una sinusoide. La distanza tra la cresta e l’asse viene chiamata ampiezza, mentre la distanza tra due creste viene chiamata lunghezza d’onda.
Caratteristiche e percezione del suono
Le caratteristiche principali di un’onda sonora in sintesi sono la frequenza e l’intensità. La prima è data dal numero di volte in cui un’oscillazione completa si ripete nell’unità di tempo e si misura in Hertz (Hz). Questa caratteristica si riflette nel cosiddetto timbro del suono che può essere costituito anche da frequenze diverse. Il campo uditivo di una persona si trova tra 16 e 20’000 Hz. Le onde sonore con una frequenza inferiore o superiore al campo uditivo vengono denominate rispettivamente infrasuoni o ultrasuoni. L’altra caratteristica, l’intensità, dipende dall’ampiezza dell’onda sonora e si misura in decibel (db) secondo una scala che va da 0db (20 Hz sono appena percettibili dall’orecchio umano) fino a oltre 120db.
Frequentemente due suoni con la stessa intensità ma di frequenza diversa vengono spesso percepiti dall’orecchio umano come aventi un volume diverso. Perciò è stata definita anche una grandezza puramente soggettiva detta volume sonoro.
Interazione del suono con l’ambiente e soluzioni di attenuazione
I rumori sono il risultato di una combinazione caotica di suoni di frequenze anche molto diverse tra loro ed il cui risultato non appare né periodico né di ampiezza costante. Inoltre, a seconda del mezzo nel quale si diffonde, il suono cambia la sua velocità e la sua ampiezza. La velocità, infatti, è maggiore nei corpi solidi, minore nei liquidi e ancora più bassa nei gas. Ciò accade perché più le molecole sono legate tra loro migliore è la trasmissione delle compressioni ed espansioni da cui le onde sonore sono formate.
Come riferimento, la velocità del suono nell’aria è di 340 metri al secondo. Il mezzo però determina anche un’attenuazione del suono ovvero una diminuzione della sua ampiezza. Ciò avviene, a parità di mezzo, in funzione della distanza percorsa dal suono per cui suoni generati da una sorgente molto lontana giungono molto deboli o addirittura non vengono percepiti. La diminuzione dell’ampiezza si verifica anche quando il suono passa da un mezzo ad un altro con una caratteristica di maggiore attenuazione. I mezzi con elevata attenuazione del suono vengono chiamati fonoassorbenti. Ad esempio, sono buoni conduttori del suono i metalli, i liquidi e i gas (e quindi l’aria) mentre non lo sono ad esempio la stoffa, il vetro, la gomma, la plastica, il sughero e la carta.
Il suono da noi percepito varia le proprie caratteristiche in funzione del mezzo attraverso cui si trasmette. In particolare l’intensità può essere attenuata da materiali detti fonoassorbenti.
Ecco perché in presenza di forti rumori provenienti dall’esterno di casa conviene chiudere le finestre interponendo il vetro. Oppure è possibile costruire delle barriere acustiche tra strade ad elevato traffico e la propria casa utilizzando pannelli in vetro, vibra di vetro o calcestruzzo.
Qualora l’intensità raggiunga comunque livelli fastidiosi o pericolosi per la salute umana, la soluzione finale è quella di interporre tra l’esterno e l’apparato uditivo dei tappi per orecchie di materiale fonoassorbente (gomma o plastica morbida) in modo da attenuare l’intensità del suono o del rumore fino a livelli accettabili.
