Fonometri: guida completa

Una guida alla scoperta di questo strumento portatile per le misurazioni acustiche.

Che cos'è il fonometro

Il fonometro è un dispositivo elettroacustico che misura il livello di pressione sonora e restituisce il valore del livello di rumore percepito. A differenza del misuratore di vibrazione (che misura oscillazioni e vibrazioni), il fonometro misura reagisce al suono in modo simile a quanto fa l'orecchio umano, grazie ad un funzionamento che imita quello dell'apparato uditivo, restituendo un valore di intensità acustica in decibel.

Perchè si usa il fonometro?

I fonometri sono tipicamente utilizzati per controllare che i livelli acustici rispettino le normative a tutela del lavoratore e delle persone. I fonometri più adatti a questo scopo sono quelli di tipo professionale, in grado di registrare i livelli di rumore in vari ambienti sia interni che esterni. In base alle misure rilevate si possono prendere le dovute precauzioni per la protezione dei lavoratori e dei singoli individui.

Cosa misura il fonometro?

Il fonometro misura il livello di pressione sonora. In acustica applicata questa grandezza è definita come la variazione media di pressione rispetto alla pressione atmosferica, ed è proprio questo che l'apparato uditivo umano percepisce.

Per misurare le variazioni rispetto ad un valore di riferimento, la scala più adatta è quella logaritmica. Tale scala viene impiegata per rilevare i livelli sonori, espressi in decibel (dB), che l'orecchio elabora e trasmette al cervello, il quale poi li associa ad una sensazione acustica soggettiva. Il livello sonoro percepito è frutto di una rielaborazione del segnale (ponderazione) che tiene conto della frequenza stessa del suono.

Sulle modalità della percezione acustica umana sono stati fatti molti studi nel corso del tempo, il primo e più famoso è quello di Fletcher e Munson del 1930, utilizzato ancora oggi. Le ricerche di questi scienziati hanno permesso di realizzare un diagramma che riporta graficamente le curve di sensazione.

Il grafico esprime il comportamento del livello di pressione sonora in dB al variare della frequenza sonora in Hz per tutte le frequenze udibili, dalla soglia di udibilità sino a quella del dolore. Le curve sono chiamate isofoniche perchè rappresentano la stessa sensazione acustica (in qualità di volume percepito), in risposta ad un suono di riferimento.

Il livello sonoro oggettivo, misurato in dB non corrisponde al livello sonoro percepito dall'orecchio umano. Per questo motivo si è stabilito di usare come unità di misura della percezione sonora una nuova grandezza chiamata phon, definito come il livello di pressione sonora a 1000Hz che dà origine alla stessa percezione acustica del suono di riferimento. Qundi phon e decibel coincidono a 1000 Hz.

La sensazione sonora misurata in phon corrisponde al valore assunto dalle isofone a 1000 Hz.

Questo diagramma è un vero e proprio punto di riferimento ed è uno standard ISO (ISO 226).

Come funziona il fonometro?

Per misurare le percezioni sonore così come le trasmette al cervello l'apparato uditivo, è fondamentale tener conto del comportamento rappresentato dal diagramma delle isofone ed è necessario simulare il filtro che trasforma i livelli sonori oggettivi in percezioni soggettive.

Gli strumenti elettroacustici come il fonometro si basano su queste premesse e dopo aver trasformato in segnale elettrico il livello di pressione sonora oggettivo, utilizzano dei filtri di ponderazione per rendere il segnale oggettivo rilevato, il più simile possibile a quello percepito dall'essere umano.

I filtri del fonometro hanno come riferimento delle specifiche isofone:

l'isofonica di 40 phon a cui si riferisce il filtro rappresentato graficamente con una curva chiamata "A". La curva A (modalità di pesatura A) è quella utilizzata comunemente.
l'isofonica di 70 phon a cui si riferisce il filtro rappresentato graficamente con una curva chiamata "B". La curva B (modalità di pesatura B) per i rumori intermedi è ormai inutilizzata.
l'isofonica di 100 phon a cui si riferisce il filtro rappresentato graficamente con una curva chiamata "C". La curva C (modalità di pesatura C) è utilizzata per misurare rumori isolati, in particolare negli ambienti lavorativi.
le zone di fastidio a cui si riferisce il filtro rappresentato graficamente con una curva chiamata "D". La curva D (modalità di pesatura D) è utilizzata per misurare rumori fortissimi ed anch'essa è poco utilizzata.
Un altro filtro utilizzato è chiamato di tipo Z e non effettua ponderazione, ossia è lineare.

Attraverso il fonometro, i suoni alle frequenze a cui l'orecchio è più sensibile (500 Hz - 5000 Hz), vengono rielaborati per essere rafforzati mentre quelli alle basse ed alte frequenze che l'orecchio stenta a percepire, verranno ridotti al minimo.

In linea generale per misurare suoni a bassa intensità il fonometro dovrebbe essere impostato su scala di ponderazione A, per i suoni di media intensità su B mentre per gli altri suoni la scala da impostare è la C. Comunemente viene utilizzata solo la scala A.

Come si possono classificare i fonometri?

I fonometri rientrano in 3 tipologie: fonometro istantaneo, fonometro integratore e fonometro analizzatore.

Possono anche essere classificati in base alla precisione con cui rilevano i livelli acustici, così come definito dalla normativa CEI EN 61672 del 2003:

Classe 0 fonometri da laboratorio di riferimento per misure di precisione, con il minor margine di errore;

Classe 1 fonometri utilizzati nei laboratori con rumore definito o in piccoli ambienti, per misurare a norma di legge se sono rispettati i limiti acustici. Sono i più costosi e professionali in commercio. I fonometri di classe 1 per legge devono essere sottoposti periodicamente a revisione e taratura, da tecnici autorizzati;

Classe 2 fonometri per misure di verifica sul campo, adatti agli ambienti lavorativi di tipo industriale o civile, sia all'esterno che all'interno. Sono i fonometri più utilizzati, maneggevoli, ideali per misurare il livello instantaneo di rumore come ad esempio nel traffico, nelle feste, negli impianti industriali;

Classe 3 fonometri meno precisi, adatti alla sorveglianza e per indagini preliminari in ambienti molto rumorosi come fabbriche o luoghi con musica ad alto volume;

Tutti i fonometri in commercio hanno indicato dove e come possono essere impiegati. Per ciascuna classe, inoltre, il grado di precisione dipende dal modello e conseguentemente anche il prezzo.

Fonometri e normative di riferimento

Esistono molte normative, sia a livello europeo che nazionale, che regolano la precisione dei fonometri perché è fondamentale controllare l'inquinamento acustico in quanto può creare danni importanti alle persone. Le normative sono in continua e evoluzione. Ad esempio, secondo la norma europea IEC 60651, il fonometro deve effettuare misure con una precisione che deve rientrare in ±0,7 dB per la classe 1, ±1 dB per la classe 2 e ±1,5 dB per la classe 3.

Altre norme italiane di riferimento per la regolamentazione sull'inquinamento acustico:

DPCM 01.03.1991 "Limiti di esposizione negli ambienti abitativi e all'esterno"
Legge 447 del 26.10.1995 "Legge Quadro sull'inquinamento acustico"
DPCM 14.11.1997 "Determinazione dei valori limite delle sorgenti sonore"
PCM 05.12.1997 "Determinazione dei requisiti acustici passivi degli edifici"
DM 16.03.1998 "Tecniche di rilevamento e misurazione dell'inquinamento acustico"
DPCM 16.
D.Lgs 19 Agosto 2005 n° 194 "Attuazione della direttiva 2002/49/CE relativa alla determinazione e alla gestione del rumore ambientale"
Direttiva 2006/42/CE del 17.05.2006 "Direttiva Macchine"
D.Lgs. 9 aprile 2008 N.81 "Testo Unico sulla sicurezza sul lavoro"

Conclusioni

L'esposizione prolungata ai rumori può causare problemi alle persone sia in ambito lavorativo che domestico. I fonometri servono a far rispettare le normative laddove sussiste inquinamento acustico ma ne esistono di diverse tipologie con grado di precisione variabile da modello a modello. E' importante leggere le indicazioni del costruttore sulla modalità ed il luogo di impiego e selezionare la classe più adatta alle proprie esigenze.