La misura del rumore negli ambienti di La misura del rumore negli ambienti di lavorolavoro

G. GiovincoUniversità degli Studi di Cassino

Dipartimento di Meccanica, Strutture, Ambiente e Territorio (Di.M.S.A.T.)Via G. Di Biasio 43 – 03043 Cassino (FR)

e-mail: [email protected] tel. 0776 299 3744 fax 0776 299 3393

FonometroFonometro

Il dovere di ogni buon fonometro consiste nel convertire un segnale di pressione (onde sonore nella maggior parte dei casi di forma complessa) in qualcosa che può essere utile per effettuare un confronto: il livello di pressione sonora (dB).

Oltre alla bontà del fonometro èindispensabile un operatore capace di effettuare le misure e valutare l’attendibilità del dato.

Schema di un FonometroSchema di un Fonometro

•campo libero

•campo diffuso

•microfoni speciali

MicrofonoMicrofono

Pregi:

Maggiore sensibilità

Gamma dinamica

Buona risposta in frequenza

Difetti:

Delicati

Estremamente sensibili alle condizioni ambientali

Tipologie di MicrofoniTipologie di Microfoni

Gamma dinamica Range di frequenza e sensibilità

Tipologie di MicrofoniTipologie di Microfoni

Dovendo infatti utilizzare un microfono per campo libero in campo diffuso, si corregge la curva tramite circuiti di compensazione interni al fonometro stesso. Questi circuiti correggono la curva dei livelli tramite un’operazione di filtraggio.

Classificazione dei fonometriClassificazione dei fonometri

Le Norme internazionali (IEC,ANSI,BS,DIN,..) hanno fissato 3 diverse classi:

• Classe 1: precisione (utilizzato per le misure di inquinamento acustico, emissione sonore, zonizzazione acustica,…) [0.7 dB]

•Classe 2: industriali ( minore precisione, utilizzato per il monitoraggio all’interno degli stabilimenti industriali, fornisce solitamente il valore istantaneo) [1.1 dB]

•Classe 3: sorveglianza (usati come allarmi) [1.5 dB]Nella nuova norma questa classe è stata rimossa

Calibratori acusticiCalibratori acustici

Calibratori elettrici

Generano un segnale in pressione con le seguenti caratteristiche

1000 Hz - 94 o 114 dB

Calibratori meccanici (pistonofoni)

250 Hz - 124 dB

Sensibilità alla pressione atmosferica!

00

Vp P

Vγ

∆∆ =

Parametri acustici fondamentaliParametri acustici fondamentali

pPa

Peak Peak – Peak

Crest factor =

RMS =

pPa

1 2

0Tx t dt

T

( )∫

PeakRMS

Time

Time

RMS (root mean square) E’ quel valorerappresentativo del segnale in esamequalora fosse costante e non sinusoidale

T= periodo di osservazione

x= valore istantaneo di ampiezza

Parametri misurabiliParametri misurabili� SPL or LP (F,S,I) [dB(A,B,C,Z)] (sound pressure level) Max RMS level senza

l’ultimo secondo

� Inst. (istantaneo)

� Leq(F,S,I) [dB(A,B,C,Z)] (equivalent continuous sound level)

� SEL (Sound Exposure Level) SEL è il valore Leq compresso in 1 s.

� Analisi in banda d’ottava e 1/3 di ottava!

1 sec

2

10 200

110log

t

eq

pL dt

T p

=

∫

Diagramma di Fletcher-Munson

Sensibilità alla frequenza sonora

Ponderazione in frequenza

0

-20

-40

20 Hz 100 Hz 1 kHz 10 kHz

Lp

(dB)

A

BC

DA

B

C

D

Lin.

Selettività in base alla frequenza

La ponderazione A è l’isofonica a 1000 Hz ribaltata

Filtri d’ottava e 1/3 d’ottava

Le componenti tonali (souni ben distinguibili, fischi, ...) creano situazioni di discomfortacustico notevoli, soprattutto alle alte frequenze

Filtri d’ottava e 1/3 d’ottava

Filtri d’ottava e 1/3 d’ottava

La taratura dei fonometri

• Metodo Primario di taratura– INIRIM (ex IEN)Metodo della reciprocità

( 0,03-0,05 dB )• Metodo secondario di taratura

– Centri SITCalibratori elettroacustici

• Calibrazione in campo– Calibratori acustici

• Misure

I

II

III

IV

Calibration = Taratura ≠ Calibrazione

Normativa tecnica per la taratura

Situazione attuale:

� IEC 60651: Sound Level Meters

� IEC 60804: Integrating Sound Level Meters

� OIML 58 and OIML 88 (IEC standard precedenti)

� Equivalente a livello nazionale CEI 29-30

� Classi di precisione: 0, 1, 2 and 3 (zero è la piùprecisa, 1 e 2 le più usate)Queste norme descrivono I requisiti di conformità

alle classi

� Una sottosezione della norma viene attualmenteutilizzata per la verifica periodica degli strumenti

� Futuro prossimo:

� IEC 61672

Sistema di taratura

Primario (realizzazione del campione dipressione acustica)

Secondario – Laboratorio Unilab

IEC 61672

• IEC 61672 sostituisce IEC 60651 e IEC 60804

• IEC 61672 è costituita da 3 parti:

Parte 1: Specifiche– Approvata nel 2002

Parte 2: Prove di valutazione del modello– Approvata nel– 2003

Parte 3: Verifica periodica– Verrà rilasciata probabilmente entro il 2006

• Probabilmente dovranno soddisfare la norma solo I fonometriprodotti dopo la data di emissione della norma! (a discrezione diogni singolo paese)

IEC 61672 vs IEC 61651

• Solo 2 classi (classe 1 e 2)• Valutazione dell’incertezza di misura nelle tolleranze• Restrizione della tolleranza per la risposta alle

componenti impulsive (la tolleranza per la nuova classe2 è minore di quella della classe 0 vecchio tipo)

• Manuale d’istruzioni estremamente dettagliatoAltre differenze:

– Multi-canale– Indicatore di under-range– Display e dispositivi di output digitali– Ponderazione Z, piatta e non ponderazione B– Risposta direzionale a ± 150°

Parametri acustici secondo 277/91

Livello di picco Livello di picco massimo massimo Lpeak(maxLpeak(max))

Livello sonoro continuoLivello sonoro continuoequivalente equivalente Leq[ALeq[A]]

Livello sonoro Livello sonoro continuo continuo LpFLpF

Livello di esposizioneLivello di esposizionesonora sonora Leq[ALeq[A]]

Metodo per la valutazione delle esposizioni quotidiane Metodo per la valutazione delle esposizioni quotidiane personali dei lavoratoripersonali dei lavoratori

Individuazione di tutte le postazioni di lavoro

Valutazione del rumore in tutte le postazioni di lavoroFase I: valutazione preventiva

Fase II: Individuazione dei punti di rilievoFase III: Rilievi strumentali

Fase IV: Calcolo dell’esposizione

Assegnazione del valore di livello equivalente e del livello di picco della postazione ad ogni addetto che vi opera

Azioni previste dalla normativa vigente

Fase I: valutazione preventivaFase I: valutazione preventiva

Analisi del rumore in ogni postazione di lavoro

Livello sonoro sicuramente inferiore a

80 dB(A)

Nessuna azione

Livello sonoro superiore a 80 dB(A)

Fonometro

Fase II: individuazione dei punti di rilievoFase II: individuazione dei punti di rilievo

Analisi del lavoro svolto mediante scomposizione nelle

singole posizioni in cui l’addetto opera

Rilievo nella posizione di lavoro

Caso C: più posizioni di lavoro con livelli analoghi di rumore e tempo di permanenza

nelle singole posizioni determinabile

Caso A: posizione di lavoro fissa

Rilievo in ogni posizione di lavoro o comunque in un numero statisticamente

rappresentativo

Rilievo in ogni posizione di lavoro

Caso B: più posizioni di lavoro con livelli di rumore differenti e tempo di

permanenza nelle singole postazioni determinabile

Caso D: più posizioni di lavoro con livelli analoghi di rumore per gruppi e tempo di

permanenza nelle singole posizioni non determinabile, ma tempo di permanenza per

gruppi determinabile

Rilievo in ogni posizione di lavoro o numero di rilievi statisticamente

rappresentativo

Fase III: rilievo Fase III: rilievo fonometricofonometrico

Analisi delle sorgenti di rumore L’addetto deve essere presente sul posto di lavoro.

Microfono posto alla distanza minima di 10 cm dall’orecchio

Analisi delle modalità di misura

L’addetto può non essere presente sul posto di lavoro.

Rilievo in assenza dell’addetto con microfono posto ad altezza tra 1.60 e 1.70 m da terra

Assenza di rumori di brevissima durata (SLOW)

Presenza di rumori di brevissima durata (FAST)

Scelta della costante di tempo

Rilievo di LAeq con fonometro conforme classe I IEC 804 (EN 60804/1994). Durata del rilievo rappresentativa rispetto al fenomeno indagato e comunque fino alla stabilizzazione del segnale

entro ± 0.3 dB

Fase III: rilievo Fase III: rilievo fonometricofonometricoAnalisi delle sorgenti di rumore per individuare la presenza di valori di picco

significativi (> 100 dB). Da eseguire durante la misura di LAeq.

Nessun rilievo

Verifica dell’esistenza di gruppi di lavoro con livelli di picco analoghi

Rilievo di Lpeak con fonometro conforme classe I IEC 651 (EN 60651/1994), in ogni posizione di lavoro oppure in una posizione in ciascun gruppo. Modalità di misura analoghe a LAeq

Valori di picco presentiNONO

SISI

Fase III: rilievo Fase III: rilievo fonometricofonometrico

Rilievo nelle condizioni di rumore più svantaggiose

Spostamento del livello di esposizione LEPnella fascia di tutela superiore

Relazione di misura

Livello di esposizione LEP

prossimo al limite della fascia di tutela

NONO

SISI

Caso ACaso A

eq e

eEP,d A ,T 10

0

0

TL L 10 log

T

T 8 h

= + ⋅

=

Caso BCaso B

( )( )

( )

A ,Teq p n

eq e

eq e

EP ,d k

LN

10A ,T 10 p n

n 1e

eEP,d A ,T 10

0

Lm10

EP,w 10k 1

1L 10 log T 10

T

TL L 10 log

T

1L 10 log 10

5

=

=

= ⋅ ⋅

= + ⋅

= ⋅

∑

∑

( )( )A ,Teq p n

eq e

eq e

LN

10A ,T 10 p n

n 1e

eEP,d A ,T 10

0

1L 10 log T 10

T

TL L 10 log

T

=

= ⋅ ⋅

= + ⋅

∑Lavoro uguale in ogni giorno

della settimana

NONO

SISI

Caso CCaso C

( )( )A ,Teq p n

eq e

eq e

LN

10A ,T 10 p n

n 1e

eEP,d A ,T 10

0

ep

1L 10 log T 10

T

TL L 10 log

T

TT

N

=

= ⋅ ⋅

= + ⋅

=

∑

Caso DCaso D

( )( )

( )( )

A ,Teq p1 n11

eq p 11

1

A ,Teq p n

eq e

eq e

1

LN

10A ,T 10 p n

n 1p

LN

10A ,T 10 p n

n 1e

eEP,d A ,T 10

0

pp

1

1L 10 log T 10

T

1L 10 log T 10

T

TL L 10 log

T

TT

N

=

=

= ⋅ ⋅

= ⋅ ⋅

= + ⋅

=

∑

∑

LinkLink utiliutili

•http://www.deltaohm.com/

•http://www.bksv.com/

•http://www.lsi-lastem.it/default.asp

•http://www.spectra.it/index.html

•http://www.svantek.com/

TestiTesti consigliaticonsigliati

•Cirillo E., Acustica applicata, McGraw-Hill, Milano, 1997

•Moncada Lo Giudice, Santoboni S., Acustica, CEA, Milano, 2000

•Spagnolo R., Manuale di Acustica, Torino, UTET, 2001