Calcolo barriere acustiche.

Come funziona

Come si usa lo strumento?

Scegli il tipo di sorgente (lineare o areale) e imposta lo spettro e la potenza sonora (Lw′ per metro o Lw″ per m²). Disegna la sorgente sulla mappa, imposta l’altezza della barriera e disegnala. Configura la griglia dei ricevitori, l’atmosfera e la classe acustica, poi premi «Calcola»: lo strumento mostra l’Insertion Loss sulla mappa e le statistiche.

1. Scegli tipo sorgente (lineare o areale)
2. Imposta spettro e potenza sonora (Lw′ per metro o Lw″ per m²)
3. Clicca "Disegna sulla mappa" e disegna la sorgente
4. Imposta altezza barriera, clicca "Disegna sulla mappa" e disegna la barriera
5. Configura griglia ricevitori, atmosfera, classe acustica
6. Clicca "Calcola" — vedi Insertion Loss su mappa + statistiche

Come funziona il calcolo?

Per ogni ricevitore della griglia lo strumento calcola due Leq A-pesati, senza e con barriera; l’Insertion Loss è la differenza IL = Leq_senza − Leq_con. Le sorgenti puntuali, lineari o areali sono discretizzate in puntuali indipendenti. Per ogni coppia puntuale→ricevitore somma A_div = 20·log₁₀(d) + 11, l’assorbimento atmosferico A_atm (ISO 9613-1), l’effetto suolo A_gr con fattore G e la diffrazione A_dif (ISO 9613-2:2024 §7.4).

Per ogni ricevitore della griglia, lo strumento calcola due livelli di Leq A-pesato: Leq_senza_barriera e Leq_con_barriera. L'Insertion Loss è la differenza: IL = Leq_senza − Leq_con.

Le sorgenti acustiche sono modellate in tre tipologie (puntuale, lineare, areale), ciascuna con la propria formula di Lw equivalente e il proprio schema di discretizzazione in puntuali. Le formule e i criteri di scelta sono descritti nella sezione "Tipi di sorgente e discretizzazione" che segue. Dopo la discretizzazione, indipendentemente dalla tipologia, il modello tratta ogni puntuale come sorgente acusticamente indipendente.

Per ogni coppia puntuale→ricevitore:

• A_div = 20·log₁₀(d) + 11 — divergenza geometrica sferica del singolo puntuale (per sorgenti estese vedi nota nella sezione "Sorgente lineare" sotto)
• A_atm — assorbimento atmosferico per banda d’ottava (63 Hz – 8 kHz), secondo ISO 9613-1:1993 in funzione di temperatura e umidità relativa
• A_gr — effetto suolo con fattore G (0=acusticamente duro, 1=poroso), formula generale ISO 9613-2:1996 §7.3.2
• A_dif — diffrazione barriera, ISO 9613-2:2024 §7.4 (vedi sotto)

Tipi di sorgente e discretizzazione

Le sorgenti acustiche reali raramente sono perfettamente puntuali. Il modello acustico del tool gestisce tre tipologie. La scelta del tipo determina la formula del Lw equivalente per la propagazione e il modo in cui la sorgente viene discretizzata in puntuali ai fini del calcolo.

Sorgente puntuale

Quando usarla. Sorgenti compatte osservate da distanza maggiore di 2× la loro dimensione caratteristica. Esempi tipici: condensatore esterno di climatizzatore, gruppo elettrogeno fisso, ventilatore industriale, antenna trasmittente.

Lw equivalente. Lw_eq = Lw — il livello di potenza sonora totale della sorgente (dB).

Propagazione (campo libero). L'attenuazione per divergenza geometrica sferica è A_div = 20·log₁₀(d) + 11 dove d è la distanza ricevitore-sorgente in metri. Il termine 11 = 10·log₁₀(4π) rappresenta la radiazione in spazio libero (sfera ideale). Il livello al ricevitore: Lp = Lw − A_div − A_atm − A_gr − A_dif, dove A_atm, A_gr, A_dif sono i termini di assorbimento atmosferico, effetto suolo e diffrazione (cfr. sezione successiva).

Sorgente lineare

Quando usarla. Sorgenti la cui lunghezza è significativa rispetto alla distanza al ricevitore. Esempi tipici: traffico stradale, linea ferroviaria, gasdotto industriale, condotta di scarico aperta. La regola pratica: se la lunghezza della sorgente è maggiore di un terzo della distanza minima al ricevitore, conviene il modello lineare.

Lw equivalente. Il livello è specificato come potenza per unità di lunghezza Lw′ (dB/m). La sorgente viene discretizzata in N puntuali equivalenti spaziati di passo metri lungo il tracciato. Ogni puntuale rappresenta una quota di sorgente di lunghezza pari al passo locale, e porta:

Lw_i = Lw′ + 10·log₁₀(passo)

Discretizzazione adattiva. Il tool usa passo 2.5 m nella zona di proiezione della barriera sulla sorgente (estesa ±L_barriera/2 dal punto di proiezione), passo 5 m nelle zone laterali esterne. Migliora la risoluzione del calcolo nella regione più schermata dalla barriera, mantenendo costi computazionali contenuti per sorgenti lunghe. Se nessuna barriera è disegnata, la discretizzazione resta uniforme a 5 m.

Propagazione. Ogni puntuale propaga come sorgente puntuale individuale con divergenza geometrica sferica (formula A_div = 20·log₁₀(d) + 11) e proprio Lw_i. Il livello totale al ricevitore è la somma energetica dei contributi (cfr. composizione finale).

Nota didattica. La divergenza geometrica di una sorgente lineare reale (es. strada lunga) è cilindrica: −3 dB per raddoppio della distanza, contro −6 dB della sferica. Il modello del tool non usa una formula cilindrica diretta: sommando energeticamente i contributi di tanti puntuali sferici lungo il tracciato, quando la sorgente è abbastanza lunga e densamente discretizzata la somma converge al comportamento cilindrico osservato in pratica. È il motivo per cui la discretizzazione fitta (passo 2.5 m) è particolarmente importante nella zona di proiezione della barriera, dove i contributi dei puntuali variano rapidamente.

Validità del modello. Il modello di linea sorgente è una semplificazione. La direttività delle sorgenti reali (es. emissione asimmetrica del traffico veicolare) non è modellata. Per analisi peritali si usano modelli specifici: NMPB-Routes-2008 per il traffico stradale, NMPB-Fer per il traffico ferroviario, che descrivono lo spettro di emissione e la direttività in funzione del flusso veicolare e della categoria di veicoli.

Sorgente areale

Quando usarla. Superfici estese che emettono rumore distribuito. Esempi tipici: parcheggio con manovre frequenti, area di carico-scarico, zona industriale aperta (sommatoria di sorgenti puntuali ravvicinate), grande facciata radiante.

Lw equivalente. Il livello è specificato come potenza per unità di superficie Lw″ (dB/m²). L'area viene discretizzata in una griglia regolare 10×10 m. Ogni cella ha al suo centro un puntuale che porta:

Lw_cella = Lw″ + 10·log₁₀(area_cella) = Lw″ + 20

dove area_cella = 100 m².

Propagazione. Come per le sorgenti lineari: ogni puntuale di cella propaga individualmente con divergenza geometrica sferica (A_div = 20·log₁₀(d) + 11), contributi sommati energeticamente al ricevitore.

Nota didattica. La propagazione effettiva di una sorgente areale dipende dalla distanza relativa: per ricevitori vicini (distanza << dimensione areale) il comportamento è pseudo-piano (~−3 dB per raddoppio della distanza), per ricevitori lontani (distanza >> dimensione) torna sferico (−6 dB per raddoppio). Il modello discretizzato in puntuali sferici riproduce questa transizione automaticamente: vicino, i contributi delle celle adiacenti dominano; lontano, l'area appare come unica sorgente puntuale equivalente.

Validità. Discretizzazione 10×10 m è adeguata per aree di estensione tipica industriale (100-10000 m²). Per aree molto piccole (<100 m²) il modello areale degenera a puntuale ed è preferibile usare quest'ultimo. Per aree molto grandi (>10000 m²) il costo computazionale cresce; conviene suddividere in zone con caratteristiche acustiche distinte.

Composizione dei contributi. Indipendentemente dal tipo di sorgente, dopo la discretizzazione il modello tratta tutti i puntuali come sorgenti acusticamente indipendenti. I termini di attenuazione (A_div, A_atm, A_gr, A_dif) sono calcolati per ciascun puntuale, e il livello al ricevitore è la somma logaritmica delle pressioni sonore:

Lp_ricevitore = 10·log₁₀(Σ 10^(L_pi/10))

Questa è la formula della somma incoerente di livelli sonori — coerente con l'assunzione che i puntuali siano sorgenti indipendenti (no interferenza coerente).

Formule diffrazione

Lo standard ISO 9613-2 è disponibile in due edizioni (1996 e 2024) e si confronta storicamente con la formula Maekawa (1968). Il tool implementa la versione vigente ISO 9613-2:2024 §7.4 — le formule 1996 e Maekawa sono riportate qui come riferimento didattico e per consentire confronto con risultati di software ancora basati sulle edizioni precedenti.

1. ISO 9613-2:2024 §7.4 — Edizione vigente (implementata nel tool)

Dz = 10·log₁₀[1 + (2 + (C₂/λ)·C₃·z)·Kmet]   per z > z_min
Dz = 0                                       per z ≤ z_min
z_min = -2λ / (C₂·C₃)

Kmet = exp{-(1/2000)·√[max(d_SS,d_SR)+e]·min(d_SS,d_SR)·d / [2·(z - z_min)]}

C₂ = 20  (effetto suolo modellato separatamente)
C₃ = 1   per diffrazione singola (e = 0)
C₃ = [1 + (5λ/e)²] / [1/3 + (5λ/e)²]   per diffrazione multipla

Standard ISO vigente da gennaio 2024 (sostituisce 9613-2:1996). La nuova formulazione di Dz introduce la soglia z_min sotto la quale la barriera non produce attenuazione (corregge il comportamento anomalo della 1996 per barriere molto basse). La nuova Kmet include esplicitamente la distanza diretta d e tratta in modo asimmetrico le distanze sorgente-edge e edge-ricevitore. Cap 20 dB single / 25 dB multi-barriera (e > 0). Il metodo 2024 calcola anche la diffrazione laterale §7.4.3 attorno ai bordi verticali estremi della barriera, combinata col cammino sopra il bordo con la formula (25) del §7.4.4: vicino agli estremi della barriera l'attenuazione cala perché il suono gira di lato.

2. ISO 9613-2:1996 §7.4 — Edizione precedente (riferimento didattico)

Dz = 10·log₁₀(3 + (C2/λ)·C3·z·Kmet)

C2 = 20        (riflessioni suolo modellate separatamente)
C3 = 1         (barriera singola; ≠1 per doppia barriera, placeholder qui)
z = δ          (path difference, equivalente)
Kmet = exp(−(1/2000)·√(d_ss·d_sr/(2z)))   (correzione meteo downwind)

Prima edizione dello standard ISO per propagazione esterna. Più conservativa di Maekawa (tipicamente 1-3 dB in meno) ed include un fattore meteorologico K_met che riduce l'efficacia della barriera in condizioni di vento da sorgente verso ricevitore. Massimo 20 dB per barriera singola. È stata per oltre vent'anni il riferimento per le relazioni peritali in ambito europeo; riportata qui come riferimento didattico, per confronto con risultati di software basati su edizioni precedenti dello standard. Limitazione del proto: C3 fissato a 1 (no doppia barriera).

3. Maekawa (1968) — formula originale, citata in CONCAWE e Bies & Hansen

A_dif = 10·log₁₀(3 + 20·N)
N = 2·δ/λ                  (numero di Fresnel)
δ = (d_st + d_tr) − d_sr   (path difference)

Assume barriera infinitamente lunga, niente correzione meteorologica. Massimo 25 dB. È la formula storica più diffusa, ancora oggi usata in molti software commerciali. Tende a sovrastimare leggermente l'attenuazione rispetto a misure.

Le tre formule convergono a livelli simili per scenari urbani brevi (<200 m, barriera di altezza ordinaria) e divergono per barriere basse e distanze lunghe — dove la 2024 introduce la soglia z_min e la K_met rivista, ed è la più accurata. La 1996 è riportata come riferimento didattico; Maekawa, priva di correzione meteorologica, tende a sovrastimare l'attenuazione su lunga distanza.

Tutti i livelli per banda sono sommati logaritmicamente con ponderazione A. Il contributo di tutti i puntuali al ricevitore è infine sommato energeticamente: Leq = 10·log₁₀(Σ 10^(L_p/10)).

Riferimenti normativi

• ISO 9613-1:1993 — Acoustics — Attenuation of sound during propagation outdoors. Part 1: Calculation of the absorption of sound by the atmosphere.
• ISO 9613-2:2024 — Acoustics — Attenuation of sound during propagation outdoors. Part 2: Engineering method for the prediction of sound pressure levels outdoors. Edizione vigente, implementata nel tool. Implementa Dz e Kmet aggiornati (§7.4.1) rispetto alla 1996.
• ISO 9613-2:1996 — Edizione precedente. Riportata in questa documentazione come riferimento didattico, per consentire verifica di continuità con risultati di software basati su edizioni precedenti dello standard.
• Maekawa, Z. (1968). Noise reduction by screens. Applied Acoustics, 1(3), 157-173. DOI 10.1016/0003-682X(68)90020-0.
• L. 26/10/1995 n. 447 — Legge quadro sull'inquinamento acustico (cornice normativa italiana).
• DPCM 14/11/1997 — Determinazione dei valori limite delle sorgenti sonore (Tabelle A, B, C, D — limiti di immissione, emissione, qualità per classe di zonizzazione).
• DM 16/03/1998 — Tecniche di rilevamento e di misurazione dell'inquinamento acustico (riferimento per i rilievi fonometrici importati nel tool).
• D.Lgs 19/8/2005 n. 194 — Attuazione della Direttiva 2002/49/CE sulla mappatura acustica strategica (contesto europeo per mappatura acustica).

Nota sullo standard ISO 9613-2. Il motore di calcolo implementa la seconda edizione ISO 9613-2:2024, che ridefinisce la perdita per diffrazione D_z e la correzione meteorologica K_met rispetto alla prima edizione 1996. La 2024 corregge "shortcomings" noti su barriere basse e grandi distanze sorgente-ricevitore. La formulazione 1996 è riportata in questa documentazione come riferimento didattico, utile per chi voglia verificare continuità con risultati prodotti da software ancora basati sull'edizione precedente — transizione in corso a livello internazionale. I numeri delle due formulazioni divergono in modo apprezzabile per barriere basse e propagazione su lunga distanza, in modo trascurabile per scenari urbani brevi.

Quando l'opzione "edifici partecipano al calcolo" è attiva, il modello usa approccio worst-screen wins: per ogni coppia sorgente–ricevitore viene considerato un solo ostacolo — edificio o barriera, quello con maggior path-difference. Questo NON è multi-screen rigoroso ISO 9613-2. In presenza di multipli ostacoli in cascata l'attenuazione reale è tipicamente maggiore di quella calcolata qui.

Quali sono le limitazioni dichiarate?

Le sorgenti lineari non usano modelli di traffico reali (niente NMPB-Routes-2008 o NMPB-Fer): l’utente inserisce direttamente Lw′. Non è considerata la multi-barriera (solo il primo segmento intercettato, C3 fisso a 1). La barriera è opaca (nessuna trasmissione, materiali pieni come il calcestruzzo), non ci sono riflessioni e l’atmosfera è standard: K_met è una correzione media, non un profilo verticale.

• Sorgenti lineari ≠ modelli reali: niente NMPB-Routes-2008 (flusso veicolare), niente NMPB-Fer per ferrovie. L'utente inserisce Lw′ direttamente.
• Multi-barriera non considerata: solo il primo segmento di barriera intercettato (C3 fisso a 1 in ISO 9613-2)
• Diffrazione laterale (§7.4.3, attorno ai bordi verticali estremi della barriera): calcolata con il metodo ISO 9613-2:2024 implementato nel tool. Le edizioni 1996 e la formula Maekawa, riportate in documentazione, considerano solo la diffrazione sopra il bordo della barriera. La diffrazione attorno agli edifici non è calcolata.
• Barriera opaca (no trasmissione): assume materiali pieni come calcestruzzo
• Niente riflessioni dalla sorgente o tra barriere
• Atmosfera standard: niente gradienti termici/vento profilati (K_met è una correzione media, non un profilo verticale)