Una delle prime fasi della progettazione di una strategia di insonorizzazione? Identificare i giusti requisiti acustici.

Esistono diversi “criteri di fallimento” associabili a vari scenari. Proprio come accade nella progettazione meccanica, anche la progettazione acustica comprende criteri diversi per applicazioni diverse.

Alcuni progetti di insonorizzazione mirano a ridurre il rumore che ostacola la comunicazione dei lavoratori o la loro capacità di svolgere i compiti assegnati. In altri casi, l’obiettivo è evitare reazioni da parte delle comunità circostanti a un impianto rumoroso.

In questo articolo, ci caliamo nelle strategie che i progettisti acustici devono adottare per ridurre il rumore a un livello che non implichi la perdita permanente dell’udito per chi lavora nel complesso industriale.

 

L’orecchio umano e i rischi di perdita dell’udito

Per farsi un’idea dell’impatto del suono sull’orecchio umano, è necessario svolgere uno sguardo alla struttura anatomica dell’orecchio.

L’orecchio umano è un sistema uditivo straordinario. È in grado di percepire suoni in uno spettro di frequenze che va da circa 16-20 Hz fino a frequenze comprese tra 16 e 20 kHz.

Inoltre, l’orecchio è in grado di rilevare pressioni acustiche fino a 20 mPa a una frequenza di 1000 Hz e di sopportare pressioni acustiche fino a 2000 mPa per brevi periodi.

Dovuto alle caratteristiche acustiche dell’orecchio esterno e alle caratteristiche meccaniche dell’orecchio medio, l’orecchio umano non agisce come un trasduttore lineare dei livelli di pressione sonora.

Allo stesso tempo, a causa della scarsa corrispondenza dell’impedenza acustica tra l’aria esterna all’orecchio e l’orecchio esterno a frequenze inferiori a circa 500 Hz, l’orecchio è in grado di rilevare solo i suoni che hanno un livello di pressione superiore a circa 12 dB per frequenze di 250 Hz e inferiori.

Per un livello di pressione sonora di circa 120 dB con una frequenza compresa tra 500 Hz e 10 kHz, un individuo inizierà ad avvertire una sensazione di solletico nelle orecchie. Questo livello rappresenta la soglia del “sentire” o l’inizio del disagio dovuto al rumore.

Quando il livello di pressione sonora viene aumentato oltre i 140 dB circa, si raggiunge la soglia del dolore. L’esposizione continua a un rumore superiore a 140 dB per alcuni minuti può provocare danni permanenti alle orecchie.

Criteri e standard di esposizione al rumore industriale: un modello dagli Stati Uniti

Ne risulta che una delle ragioni principali per l’implementare soluzioni di insonorizzazione oggi è la salvaguardia dei lavoratori dalla perdita dell’udito causata dall’esposizione al rumore sul posto di lavoro.

Nel dopoguerra, negli Stati Uniti sono state lanciate diverse misure legislative per aiutare a stabilire i parametri acustici che definiscono i livelli di rumore accettabili.

Ad esempio, nel 1965 la National Academy of Sciences e il National Research Council’s Committee on Hearing, Bioacoustics, and Biomechanics (CHABA) hanno sviluppato i criteri di esposizione al rumore, secondo i quali il livello di rumore accettabile non dovrebbe comportare uno spostamento permanente della soglia (NIPTS) superiore a 10 dB a 1 kHz e meno, a 15 dB a 2 kHz e a 20 dB a 3 kHz o più dopo 10 o più anni di esposizione.

Nel 1970, l’Occupational Safety and Health Administration (OSHA) ha stabilito un limite di esposizione al rumore di 90 dBA per una giornata lavorativa di 8 ore, consentendo esposizioni al rumore più elevate per periodi più brevi. Per ogni aumento di 5 dBA oltre i 90 dBA, il tempo di esposizione consentito veniva ridotto.

Secondo i criteri dell’OSHA, inoltre, l’esposizione a livelli di rumore superiori a 115 dBA non è consentita. Il livello di azione, che determina l’avvio di misure di conservazione dell’udito, è stato fissato a 85 dBA. Il limite massimo di esposizione al rumore impulsivo è stato fissato invece a 140 dBA.

 

Misure e strategie di insonorizzazione

Se il livello di rumore supera i limiti consentiti dai criteri stabiliti dal governo, il datore di lavoro è tenuto a prendere le misure necessarie.

In primo luogo, deve essere condotta un’indagine sul rumore per identificare le aree in cui i limiti sono superati e determinare la fonte specifica del rumore.

In secondo luogo, è necessario implementare misure o controlli ingegneristici per ridurre l’esposizione dei lavoratori al rumore.
Alcuni esempi di misure ingegneristiche di controllo:

• Sostituzione dei macchinari con opzioni più silenziose: ciò può comportare l’utilizzo di macchine più grandi e più lente, l’impiego di trasmissioni a cinghia anziché a ingranaggi o la riprogettazione dell’apparecchiatura per emettere livelli di rumore inferiori.
• Sostituzione dei processi produttivi: comporta il passaggio ad alternative più silenziose, come l’utilizzo della saldatura al posto della rivettatura, può contribuire a ridurre le emissioni acustiche.
• Sostituzione di parti usurate o allentate: i componenti usurati o allentati devono essere sostituiti per ridurre al minimo la generazione di rumore.
• Installazione di smorzatori e isolatori di vibrazioni: queste misure contribuiscono a ridurre la trasmissione delle vibrazioni e quindi a diminuire i livelli di rumore.
• Installazione di supporti e connettori flessibili: l’utilizzo di materiali flessibili per il montaggio e il collegamento delle apparecchiature può contribuire ad assorbire le vibrazioni e a ridurre la propagazione del rumore.
• Circoscrivere la fonte di rumore: collocare la fonte di rumore all’interno di un recinto o utilizzare barriere acustiche tra il lavoratore e la fonte di rumore può contribuire a contenere e ridurre i livelli di rumore.
• Isolare il lavoratore dalla fonte di rumore: la creazione di una stanza trattata acusticamente dove si trovano il lavoratore e i comandi della macchina può isolare efficacemente il lavoratore dalla fonte di rumore.

Implementando queste misure di controllo ingegneristico, i datori di lavoro possono ridurre con successo i livelli di rumore eccessivo e minimizzare il rischio di danni all’udito per i propri dipendenti.

Oltre a implementare misure di controllo ingegneristico, i progettisti possono adottare silenziatori industriali per l’attenuazione acustica.

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