Validazione delle misure dell'assorbimento acustico in base alla ISO-354 in una camera riverberante in scala = Validation of sound absorption measurements according to ISO-354 in a scaled reverberation room

Questo studio prende in considerazione la camera riverberante in scala 1:5 del Politecnico di Torino per il calcolo del coefficiente di assorbimento acustico, caratteristica fondamentale che definisce la qualità di un materiale fonoassorbente, definito come il rapporto tra l'energia sonora assorbita dalla superficie e l’energia incidente. Ad oggi i metodi standardizzati per il calcolo dell'assorbimento acustico sono due: il metodo della camera riverberante (V>200m3) e quello del tubo di Kundt, o tubo di impedenza. Nel caso del tubo di Kundt i campioni testati hanno dimensioni minime (qualche centimetro di diametro), ma questa misura non fornisce sufficienti informazioni sul comportamento di assorbimento in campo diffuso poiché valuta solo l’incidenza perpendicolare delle onde, il che è rilevante poiché i campi sonori incontrati nella maggior parte delle applicazioni sono diffusi. La camera riverberante fornisce coefficienti di assorbimento maggiormente significativi poiché i campioni vengono testati in campo diffuso, ossia con incidenza casuale delle onde sonore. Sia la normativa europea EN ISO 354 che l'equivalente americano ASTM C423 definiscono le caratteristiche e le dimensioni della camera. Il volume minimo raccomandato della camera di riverberazione è di 200 metri cubi e si richiede una superficie del campione di prova tra 10 e 12 metri quadrati. Ciò comporta un aumento significativo dei costi rispetto ai test condotti con tubo di Kundt. Una camera riverberante di dimensioni ridotte è quindi un utile strumento per abbassare i costi mantenendo i vantaggi della misura in campo diffuso, per questo motivo negli ultimi anni si stanno sviluppando e studiando camere riverberanti in scala. Non esiste però, ad oggi, uno standard preciso per validarne i metodi di misura e i risultati. Esistono, inoltre, delle limitazioni nell'uso di camere riverberanti di dimensioni ridotte: il limite inferiore delle frequenze in cui le misure sono valide è maggiore rispetto a quello di una camera grande, poiché il campo può considerarsi diffuso per un range di frequenze inversamente proporzionale al volume dell’ambiente; la dimensione ridotta del campione può avere limitazioni sulla correttezza del valore di assorbimento misurato a causa degli effetti di diffrazione dei bordi. L'obiettivo della tesi è quello di trovare la configurazione migliore, partendo dalla normativa ISO-354. Le misure effettuate nella camera in scala vengono valutate in relazione ai valori di coefficiente di assorbimento calcolati nella camera reale dell'INRiM e nel tubo di Kundt. Sono stati valutati i seguenti fattori: dimensioni del campione, orientamento del campione (orizzontale, verticale e diagonale sul pavimento della camera), isolamento dei bordi. Si è effettuata un’analisi statistica su tutte le combinazioni di questi fattori per comprendere quali fossero significativi. Dall'analisi emerge che i risultati della camera in scala sono confrontabili con quelli della camera reale, risultano significativi gli effetti delle dimensioni e dei bordi, mentre l’orientamento non comporta differenze. È stata poi condotta un’analisi sull'influenza dei bordi, con lo scopo di studiare la relazione tra i coefficienti di assorbimento calcolati e il rapporto E (rapporto tra perimetro e superficie del campione). Per fare ciò si è effettuata la misura dividendo il campione in più pezzi. Dalla relazione è stato possibile ricavare un fattore correttivo.