Livello sonoro e distanza dalla sorgente

Il livello del suono diminuisce quanto più ci si allontana dalla sorgente che l’ha emesso. L’entità di tale diminuzione è determinata da svariati fattori, connessi sia con le modalità con cui la sorgente immette il suono in ambiente, sia con le condizioni ambientali e/o meteorologiche.

1) Effetto del genere di emissione

Allontanandosi da una sorgente sonora, la diminuzione di livello è in genere pari a 6 dB per ogni raddoppio della distanza.

Se la sorgente sonora è di forma molto allungata, essa emette onde di forma cilindrica anziché sferica e la diminuzione di livello per ogni raddoppio della distanza è di 3 dB.

Solo se la sorgente sonora è di forma molto allungata (es. Line array o diffusori acustici identici impilati uno sull’altro), la relazione precedente si riscrive nella seguente forma:

2) Effetto delle condizioni ambientali

Un suono si propaga con maggiore facilità con il caldo più che con il freddo. La velocità di propagazione del suono c aumenta all’aumentare della temperatura.       

L’umidità dell’aria attenua suoni di frequenze medio-alte, risultando insensibile per suoni di frequenze medio-basse.

ATTENUAZIONE DI LIVELLO IN FUNZIONE DELLA DISTANZA DA UNA SORGENTE SONORA [TEMPERATURA 20°C, UMIDITÀ RELATIVA 60%]

Grafici come il sono di importanza fondamentale quando si devono progettare sistemi di diffusione sonora per spazi molto estesi ovvero, come si suole dire, “a lunga gittata”. Difatti, il sistema stesso dovrà provvedere a compensare le perdite di livello delle componenti di frequenza medio-alta; in questo sta la cosiddetta “equalizzazione” dei livelli.

1) Effetto delle condizioni meteorologiche

Condizioni di tempo ventoso o più in generale la presenza di correnti d’aria provocano la variazione della temperatura con l’altezza dal suolo.

Ciò determina la deviazione della direzione di propagazione del suono per la dipendenza dalla temperatura della velocità con cui viaggia.

1) Al mare, d’estate: di giorno, la sabbia o i ciottoli della spiaggia sono scaldati dal sole. La temperatura al suolo è molto maggiore di quella dell’aria, oltretutto rinfrescata dalla brezza marina. Il suono viene dirottato verso l’alto e percorre distanze considerevoli.

2) In montagna, d’inverno: in tarda mattinata, il campo innevato presenta una temperatura minore di quella dell’aria. Il suono viene dirottato verso il basso e si attenua con maggiore facilità, ovvero percorre distanze più limitate del previsto.

Casi tipici del primo esempio si verificano nel corso del giorno dopo una intensa insolazione del terreno, il secondo è tipico si verifichi all’alba di un giorno di sole o in presenza di neve sul terreno.

In una giornata assolata, se il terreno è gelato, la porzione superiore dell’onda sonora viaggia più velocemente di quella inferiore e questo a sua volta determina un’azione simile a quella di una lente, deviando l’onda verso il basso.

Il vento non è direttamente in grado di alterare velocità e direzione di propagazione di un’onda sonora, basti pensare che la velocità del suono è di oltre 1.200 km/h, contro gli 80-100 km/h di un vento molto forte.

La sua azione sul suono è invece tipicamente indiretta, in quanto il vento determina l’insorgenza di strati di aria a differenti temperature, ove l’onda sonora si propaga a velocità diverse.

Effetti di disturbo alla propagazione dei suoni

La presenza di muri, oggetti, ecc. lungo il percorso che separa la sorgente sonora dallo spazio destinato all’ascolto può essere di ostacolo per la corretta propagazione del suono.

Tipici effetti di disturbo: attenuazione di livello, deviazione della direzione di propagazione, interferenza, echi. 

Se nel suo propagarsi un suono incontra un oggetto di dimensioni abbastanza grandi (in pratica dello stesso ordine di grandezza della sua lunghezza d’onda), una sua porzione più o meno consistente può essere riflessa, deviata di direzione o attenuata per effetto di tre fenomeni fisici noti come “riflessione”, “assorbimento” e “diffrazione”.

a) Effetti delle riflessioni

Gli effetti provocati dalle riflessioni sono principalmente:

1) Attenuazione di livello: una porzione di suono emesso in direzione dello spazio di ascolto viene deviato verso altre direzioni;

2) Interferenza: una porzione di suono emesso in direzioni divergenti da quelle utili viene ridiretto verso lo spazio d’ascolto andandosi a sovrapporre, con un certo ritardo, alla porzione di emissione “utile”. 

b) Effetto dell’assorbimento

Se l’ostacolo su cui si infrange l’emissione sonora è assorbente, solo una porzione di essa sarà in grado di attraversarlo. L’effetto conseguente è una attenuazione di livello.

Più il materiale di cui è costituito l’ostacolo è assorbente, maggiore sarà la riduzione di livello cui il suono andrà soggetto.

c) Effetto della diffrazione

Se l’emissione sonora incontra un ostacolo, questa tende ad aggirarlo. Se l’ostacolo presenta delle aperture, una porzione di essa (le componenti sonore di lunghezza d’onda del medesimo ordine di grandezza delle dimensioni delle aperture) le attraverserà subendo però un effetto di deviazione della direzione di propagazione.

La diffrazione può in tal modo determinare fenomeni di interferenza, con conseguenti attenuazioni o enfasi di livello.

In un ambiente chiuso, tutti i fenomeni esaminati potranno verificarsi nello stesso istante. Gli effetti “acustici” sul suono possono essere riassunti nei seguenti punti:

1) Risonanze, fenomeni che fanno risaltare, rinforzandoli di livello, suoni di determinate frequenze e che sono essenzialmente dovuti alla forma dell’ambiente;

2) Onde stazionarie, tipiche di ambienti di forma parallelepipeda o con almeno una coppia di ampie superfici piane e parallele, le quali riflettono avanti e indietro il suono. Determinano una distribuzione non uniforme del suono in ambiente;

3) Interferenze, tipici fenomeni dovuti a riflessioni singole (da una parete o un ostacolo) o multiple (riverberi). Possono comportare tutto un corollario di effetti, dalla cancellazione di un suono sino alla sua enfasi massima, passando per alterazioni timbriche nel caso di suoni complessi.   

4)Echi, tipici soprattutto di ambienti chiusi di volume molto elevato (cattedrali, ecc.). Si tratta della replica a distanza di tempo di uno stesso suono.