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Uno dei principi fondamentali della fisica, che vale anche per l'acustica, è quello della impossibilita di distruggere l'energia che può soltanto essere trasformata. L'assorbimento acustico (fonoassorbimento o fonoassorbenza) è la capacità di un materiale di dissipare l'energia sonora convertendola in calore. Dal punto di vista acustico quindi, una parte dell'energia (Ei) che colpisce un corpo viene riflessa (Er) ma una parte viene assorbita (Ed) dal materiale e convertita in calore secondo la formula Ei=Er+Ed.
Assorbimento acustico
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| Energia incidente |
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| Energia riflessa |
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| Energia Assorbita |
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Il coefficiente di assorbimento d è il rapporto tra l'energia assorbita e l'energia incidente sulla superficie di un materiale, ne consegue che 0<=d<=1: più alto è il valore che ne deriva, maggiore sarà la capacità fonoassorbente del materiale ossia il suo potere fonoassorbente. Se il coeffeiciente di assorbimento è pari a 0 l'energia sonora incidente sarà totalmente riflessa, se pari ad 1 verrà del tutto assorbita.
Il coefficiente di assorbimento varia, e anche sensibilmente, al variare dell'angolo di incidenza dell'onda sonora e a seconda della frequenza del suono. Per ragioni tecnico pratiche nella risoluzione delle problematiche di acustica ambientale e architettonica è importante calcolare il coefficiente di assorbimento in campo diffuso tenendo conto quindi di una incidenza casuale del flusso sonoro. In questo caso si utilizza il coefficiente di Sabine (dal nome dell'omonimo fisico), che è quindi quello solitamente indicato nella scheda tecnica che contraddistingue ogni materiale fonoasorbente.
Ad un alta capacità fonoassorbente del materiali corrisponde una blanda capacità fonoisolante degli stessi, visto il loro basso peso specifico. Pertanto un buon materiale fonoassorbente solitamente ha uno scarso potere fonoisolante e viceversa. Del resto i materiali fonoassorbenti grazie alle loro caratteristiche intrinseche in linea tendenziale sono anche dei buoni isolanti termici.
Adesso considereremo in concreto le modalità attraverso cui è possibile conseguire significativi valori di fonoassorbenza.
Assorbimento per porosità
In questo caso l'assorbimento acustico è dovuto al fenomeno della viscosità: la dissipazione delll'onda sonora avviene per trasformazione del suono in energia cinetica allorchè lo stesso attraversa il materiale e la capacità fonoassorbente è influenzata da densità e spessore di quest'ultimo.
I materiali assorbenti per porosità si possono a loro volta distinguere in:
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materiali fibrosi (lana di vetro, lana di roccia, truciolati di legno, sughero, fibre di poliestere, gesso, cartongesso)
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materiali a cellule aperte (schiume poliuretaniche, poliuretano espanso, foam melamminico)
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materiali fibrosi (moquette, linoleum, tendaggi, tessuti naturali e artificiali di vario tipo)
L'assorbimento per porosità risulta generalmente elevato alle frequenze medie e medio-alte mentre per ottenere un significativo smorzamento delle basse frequenze si richiede l'utilizzo di spessori elevati di materiale. Per un'efficace impiego del materiale fonoassorbente occorre discostarlo di qualche centimetro (minimo 5 cm fino ad oltre 30 cm) dagli elementi strutturali piani (si pensi al caso dei controsoffitti in cartongesso con eventuale aggiunta di lana minerale). Per aumentare il potere fonoassorbente dei materiali porosi piuttosto che utilizzare quelli di tipo liscio (fig. A) è possibile conformarli con sagomature tali da aumentarne la superficie totale di contatto con l'onda sonora, per una migliore dissipazione cinetica come nel caso dei materiali fonoassorbenti piramidali (fig. B), bugnati (fig. C) o dei baffles sfaccettati di tipo Keller (fig. D).
Materiali fonoassorbenti porosi (assorbenti acustici per porosità)
Assorbimento per risonanza di membrana
l'assorbimento avviene tramite il posizionamento di un pannello di buona densità a distanza di qualche decina di centimetri dalla parete di modo che lo smorzamento si verifica tramite il sistema massa-aria-massa che entra in gioco anche per realizzare prestazioni di tipo fonoisolante. Il pannello risuona alla sua frequenza di coincidenza e l'energia sonora viene smorzata dal cuscino d'aria retrostante. Naturalmente l'efficacia di questo sistema è limitata all'assorbimento di quellle frequenze per le quali avviene la risonanza, tuttavia è sufficiente frapporre nell'intercapedine del materiale fonoassorbente di tipo poroso o fibroso per aumentare l'efficacia fonoassorbente su una gamma sonora ben più ampia.
Sistemi fonoassorbenti per risonanza di membrana: sistema semplice (fig. 1) e sistema con interposto materiale poroso (fig. 2) per miglirare la fonoassorbenza su un più ampio frequence range
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Assorbimento per risonanza di cavità
L'assorbimento avviene per viscosità che si relizza all'imboccatura (collo) di un area cava al'interno del materiale, che pertanto si presenta forato o fessurato, tramite il principio di funzionamento del cosiddetto risuonatore di Helmoltz.
Si tratta di una forma di assorbimento molto selettiva che agisce su una gamma parecchio ristretta di frequenze. E' la soluzione elettiva per quelle fattispecie di correzione acustica ambientale limitate a specifiche e omogenee fonti di disturbo (es: voce umana, macchinari rumorosi analoghi tra di loro).
Naturalmente qualora le esigenze di fonoassorbimento riguardino uno spettro sonoro particolarmente ampio si potrà ricorrere a soluzioni miste che adottano contemporaneamente le tecnologie suddette (es: materassino assorbente per porosita posto dietro pannelli forati che assorbono per risonanza di cavità).
L'assorbimento acustico determina delle modificazioni sui tempi di riverbero del suono in ragione della frequenza e anche per questa motivo è un parametro fondamentale per la correzione acustica di ambienti particolari per i quali si richiedono determinate caratteristiche acustiche(es: teatri, cinema, sale d'ascolto, discoteche, palestre, home teather room)
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