Come risaputo, l’esposizione a livelli di rumore elevati comporta un rischio significativo di perdita permanente dell’udito. Molte industrie sono quindi fortemente motivate ad adottare soluzioni economicamente vantaggiose per affrontare questo problema.
L’assenza di un trattamento acustico adeguato in un ambiente industriale può, nel migliore dei casi, compromettere la produttività delle persone all’interno di questi spazi. Anche se il rumore non è dannoso o particolarmente fastidioso, diventa nocivo quando ostacola la comunicazione efficace tra gli operatori.
Come abbiamo già detto, si può fare molto per ridurre la gravità dei problemi di rumore. Sono disponibili apparecchiature e metodi efficaci per eliminare il rumore generato da diversi sistemi di macchinari e sistemi.
Tuttavia, avete mai pensato a siano le origini di queste tecnologie? Quale pensiero e studio ha alimentato il loro sviluppo?
Questo articolo offre una breve panoramica sull’evoluzione storica dell’insonorizzazione industriale.
Controllo del rumore industriale: contesto storico
L’acustica, per il suo legame con la musica, è un argomento di interesse da molti secoli.
Si può far risalire la sua origine al filosofo greco Pitagora, che intorno al 550 a.C. condusse le prime indagini sulle origini fisiche dei suoni musicali. Egli osservò che quando due corde di uno strumento musicale vengono pizzicate, la corda più corta produce un suono più acuto di quella più lunga. In particolare, se la lunghezza della corda più corta viene dimezzata rispetto a quella più lunga, essa emette una nota di un’ottava superiore, il che significa una doppia differenza di frequenza o altezza. Questa comprensione fondamentale ha portato alla pratica di misurare il suono attraverso bande di ottava standard o intervalli di frequenza che comprendono un’ottava. Infatti, la determinazione della distribuzione di frequenza del rumore generato dai macchinari è fondamentale per scegliere metodi efficaci di controllo del rumore.
Il merito è generalmente attribuito al frate francescano Marin Mersenne (1588-1648) per la prima analisi pubblicata della vibrazione delle corde, presentata nel 1636. Mersenne misurò la frequenza di vibrazione di un tono udibile (84 Hz) prodotto da una lunga corda. Notò inoltre che il rapporto di frequenza di due note musicali separate da un’ottava era di 2:1.
Un noto scienziato ha dato un contributo significativo al campo del controllo del suono: nel 1638 Galileo Galilei pubblicò un trattato sulla vibrazione delle corde, in cui stabilì relazioni quantitative tra la frequenza di vibrazione delle corde, la loro lunghezza, tensione e densità. Galileo osservò che, mettendo in movimento pendoli di lunghezza diversa, le oscillazioni risultanti creavano motivi piacevoli se le frequenze di questi pendoli avevano rapporti specifici, come 2:1, 3:2 e 5:4, corrispondenti agli intervalli di ottava, quinta perfetta e terza maggiore in musica.
Nel 1713, il matematico inglese Brook Taylor risolse matematicamente la forma di una corda vibrante. La sua equazione permise di ricavare una formula per la frequenza di vibrazione della corda che corrispondeva perfettamente ai risultati sperimentali di Galileo e Mersenne.
Agli albori dell’acustica, un precursore dello stetoscopio fu sviluppato dal medico francese Rene Laennec nel 1819. Questo dispositivo veniva utilizzato per scopi clinici. Nel 1827, Sir Charles Wheatstone, un fisico britannico noto per aver inventato il ponte di Wheatstone, creò uno strumento simile allo stetoscopio, che chiamò “microfono”.
In seguito all’invenzione del tubo a vuoto a triodi nel 1907 e allo sviluppo iniziale delle trasmissioni radiofoniche negli anni ’20, divennero disponibili microfoni e altoparlanti elettrici. Queste innovazioni aprirono la strada alla produzione di strumenti precisi, progettati per misurare i livelli di pressione sonora e altri parametri acustici con una precisione maggiore di quella che l’orecchio umano poteva fornire.
Tra gli anni ’30 e ’40, i principi di controllo del rumore iniziarono a essere applicati a vari settori, tra cui edifici, automobili, aerei e navi. In questo periodo, i ricercatori iniziarono anche a esplorare i processi fisici coinvolti nell’assorbimento del suono da parte dei materiali acustici porosi.
Con lo scoppio della Seconda Guerra Mondiale, l’attenzione si concentrò nuovamente sui problemi di comunicazione vocale in ambienti rumorosi, come carri armati e aerei. Negli Stati Uniti, il National Defense Research Committee istituì due laboratori presso l’Università di Harvard per affrontare questi problemi: il Psycho-Acoustic Laboratory studiò le tecniche di controllo del suono nei veicoli da combattimento, mentre l’Electro-Acoustic Laboratory studiò le apparecchiature di comunicazione per ambienti rumorosi e i materiali acustici per il controllo del rumore. Dopo la guerra, la ricerca sul controllo del rumore è continuata in diverse università.
Nel dopoguerra sono stati finalmente affrontati i problemi di rumore nell’architettura e nell’industria. La ricerca è stata indirizzata a risolvere prevalentemente i problemi di rumore delle abitazioni, dei luoghi di lavoro e dei trasporti. Uno sviluppo importante per l’insonorizzazione industriale è stato l’emendamento del 1969 alla legge Walsh-Healy, che ha imposto limiti severi (ad esempio, 90 dBA per un periodo di 8 ore) all’esposizione al rumore per i lavoratori industriali. Questa legge imponeva anche la fornitura e l’addestramento all’uso di dispositivi di protezione personale dell’udito se l’esposizione al rumore non poteva essere evitata.
Controllo industriale del rumore: dal dopoguerra ai giorni nostri
L’emendamento statunitense del 1969 ha dato il via a una serie di normative ambientali volte a contrastare l’inquinamento acustico a livello globale. A partire dagli anni ’70, gli impianti industriali di tutto il mondo sono stati obbligati a rispettare specifici standard di livello di rumorosità, determinando la necessità di soluzioni di insonorizzazione efficaci.
In questo periodo, l’insonorizzazione industriale si basava principalmente su metodi tradizionali come l’installazione di pannelli acustici, involucri e barriere. Questi metodi erano efficaci ma spesso ingombranti e costosi. Ciononostante, sono ancora largamente utilizzati al giorno d’oggi.
Gli anni ’80 e ’90 hanno portato progressi nei materiali acustici. Da un lato, questi decenni hanno visto lo sviluppo di materiali innovativi che offrivano migliori proprietà di assorbimento del suono e isolamento acustico. La fibra di vetro, la lana minerale e altri materiali divennero scelte popolari. Dall’altro lato, i progressi nelle tecnologie di produzione e costruzione hanno permesso un’installazione più efficiente delle soluzioni di isolamento acustico. Questo periodo ha visto anche l’introduzione delle simulazioni al computer per la progettazione del controllo del rumore.
Negli anni 2000, l’attenzione si è spostata sulla crescente consapevolezza ambientale per rendere le misure di isolamento acustico più ecologiche. A questo punto, i materiali riciclati e sostenibili hanno guadagnato sempre più popolarità. Allo stesso tempo, i produttori hanno iniziato a offrire progetti personalizzati per affrontare efficacemente le sfide specifiche del rumore industriale.
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