Simulare il rumore futuro
I ricercatori dell'Empa sono riusciti a simulare il rumore della strada per mezzo dell'"auralizzazione". Questo dovrebbe aiutare nella pianificazione stradale a rendere il rumore udibile e a pianificare le contromisure.
L'auralizzazione è il rendere udibili degli eventi sonori che avranno luogo solo nel futuro. Fino a qualche anno fa, era usato principalmente dai designer d'interni per ottimizzare l'acustica della stanza. Nel progetto "TAURA" dell'Empa, finanziato dal Fondo Nazionale Svizzero per la Ricerca Scientifica (FNS), un gruppo di ricerca guidato da Reto Pieren sta lavorando su un modello di auralizzazione che simula i suoni delle autovetture in accelerazione che sorpassano un osservatore. Il modello permette quindi di prendere in considerazione le precauzioni per la riduzione del rumore già nella fase di pianificazione dei progetti di costruzione di strade.
Sviluppare un tale modello di auralizzazione è più facile a dirsi che a farsi. Questo perché il rumore causato da un'auto che passa veloce proviene da diverse fonti, che sono inserite nel modello del computer nel "modulo di emissione". Da un lato, c'è il motore, che ruggisce nelle orecchie soprattutto durante le forti accelerazioni. Ma la velocità di guida, il tipo di auto e lo stile di guida del conducente influenzano anche il rumore del motore o dell'unità. In secondo luogo, i pneumatici causano rumore rotolando sulla strada. Questo dipende principalmente dal tipo di superficie stradale e dal tipo di pneumatico. In futuro, Pieren e i suoi colleghi vogliono mappare ancora più sorgenti sonore nel loro modello di auralizzazione, come l'effetto di diverse superfici stradali e il rumore del vento.
Suoni complessi di veicoli
I ricercatori hanno dovuto prima identificare tutte queste variabili influenti. A questo scopo, hanno registrato i rumori di guida di vari tipi di auto, per esempio quelli di una VW Touran, una Ford Focus 1.8i o una Skoda Fabia. Queste misurazioni sono state effettuate da diverse posizioni del microfono e a diverse velocità. I ricercatori hanno anche variato il tipo di pneumatico, il carico del motore e la velocità. Hanno estratto le caratteristiche del rumore dalle registrazioni e le hanno trasferite come parametri nel loro modello di auralizzazione. Questo ha portato a un totale di diverse migliaia di tali parametri, che, a seconda della loro interazione, causano un rumore di guida completamente diverso.
Ma questo non era sufficiente: in seguito, era necessario prendere in considerazione fenomeni di propagazione come l'effetto Doppler, l'assorbimento del suono da parte dell'aria o l'attenuazione del suono dovuta alla distanza tra la fonte di rumore e l'osservatore. Questo perché a seconda di dove un osservatore è in relazione alla sorgente di rumore e di come i due si muovono l'uno rispetto all'altro, l'osservatore percepirà il rumore in modo diverso. L'effetto Doppler, per esempio, è ben noto dalla vita quotidiana: La sirena di un veicolo d'emergenza suona alta quando il veicolo si muove verso di voi, e relativamente bassa non appena si allontana di nuovo da voi.
Quanto sono fastidiosi i rumori percepiti?
Infine, i segnali modellati devono essere convertiti in suono tramite cuffie o un paio di altoparlanti. Tuttavia, il rumore nasce solo nella nostra coscienza, quindi è percepito in modo diverso da ascoltatore ad ascoltatore e non può essere misurato oggettivamente in unità fisiche. Pertanto, le persone in prova ascoltano i rumori di guida simulati e fanno dichiarazioni sul loro fastidio, il grado di compromissione indotta dal rumore. Se diverse persone in prova giudicano diversi rumori secondo il loro fastidio, si possono determinare delle correlazioni oggettive, anche se il rumore è una grandezza soggettiva.
Il rumore colpisce le persone in modo diverso a seconda dell'ora del giorno, dello stato di salute e dell'età. Di conseguenza, le conseguenze per la salute vanno da disturbi temporanei del sonno a un aumento del rischio di malattie cardiovascolari. Al fine di prevenire tali menomazioni, le misure di riduzione del rumore devono essere prese in considerazione nella pianificazione delle zone residenziali e industriali e delle vie di circolazione. A questo scopo, gli urbanisti, i decisori politici e il pubblico hanno bisogno di informazioni sulle immissioni di rumore previste. Le misure standard possono essere calcolate oggi, ma l'auralizzazione può aiutare a valutare nuove idee per l'ottimizzazione del rumore. È così che i ricercatori dell'Empa contribuiscono alla riduzione del rumore con l'aiuto del loro modello di auralizzazione.
Anche di interesse per la ricerca
Oltre al beneficio pratico, ce n'è anche uno scientifico. Perché prima che Reto Pieren e i suoi colleghi iniziassero la loro ricerca, non esisteva un modello di auralizzazione così dettagliato per simulare il rumore della strada. La simulazione di veicoli in accelerazione in particolare è nuova. A questo proposito, il gruppo di ricerca sta facendo un lavoro pionieristico nel campo dell'auralizzazione. Nelle prossime settimane, gli scienziati vogliono effettuare i primi test con persone di prova nel laboratorio di ascolto appositamente allestito.
Campioni audio
Usa le cuffie o un paio di altoparlanti per ottenere la massima qualità di riproduzione possibile.
I seguenti tre campioni audio riproducono le componenti del suono di un'autovettura che accelera da 20 km/h a 50 km/h con due cambi di marcia.
Rumore dei pneumatici (isolato)
Rumore totale (motore e pneumatici insieme)
Usando i prossimi due campioni audio, puoi confrontare i suoni di guida di un'autovettura di passaggio su una strada con una superficie normale con i suoni della stessa autovettura su una strada con una "superficie a sussurro". Entrambi i campioni audio simulano anche l'effetto Doppler.
(Fonte: Empa)
