TRE MOSSE DI ACUSTICA PER RIDURRE IL RUMORE

13 dicembre 2019

L’ipoacusia da rumore è una delle più note malattie professionali  . Riuscire a controllare l’esposizione dei lavoratori ed a gestire il rischio rumore rappresenta una importante sfida per i datori di lavoro

Da un punto di vista operativo tale obbiettivo  si può semplificare nelle seguenti operazioni di acustica:

1. Ridurre la quantità di rumore prodotta da un determinato processo, operazione o attività.

2. Bloccare , contenere  e dissipare il suono.

3. Ridurre il riverbero eccessivo della stanza.

Questo è tutto. Tre opzioni semplici e chiare.

Alcune basi importanti dell’acustica

Il motivo per cui tutte le misure di controllo del rumore interno rientrano in queste  tre grandi categorie deriva dal fatto fondamentale dell’acustica che ci sono fondamentalmente solo quattro fattori che determinano il livello sonoro in una determinata posizione all’interno:

i livelli di emissione sonora delle sorgenti sonore nella stanza ;

qualsiasi misura fisica che possa impedire o dissipare il suono mentre si propaga dalle fonti alle posizioni di interesse;

le distanze dalle fonti ai luoghi di interesse e la quantità di riverbero. (Il riverbero è la tendenza del suono a persistere e si verifica a seguito del suono che rimbalza all’interno di uno spazio chiuso, riflettendo e ri-riflettendo su molte superfici della stanza. L’eccessivo riverbero in una stanza aumenta la quantità di rumore consentendo il suono da costruire in modo cumulativo.)

Supponendo che le distanze generalmente non possano essere modificate tra le fonti sonore e le posizioni dei lavoratori, gli altri tre fattori corrispondono alle tre categorie di misure di controllo del rumore.

Per motivi che tratteremo nelle sezioni seguenti, ridurre la quantità di suono prodotta da un determinato processo o operazione è il metodo di controllo del rumore più efficace, ma spesso è anche il più difficile da implementare. Il blocco o il contenimento e la dissipazione del suono è il successivo metodo di controllo del rumore più efficace e copre tutti i metodi più comunemente utilizzati. La riduzione del riverbero della stanza è efficace solo in un numero molto limitato di casi.

Riduzione della quantità di suono prodotta

Quando è possibile trovare un modo per ridurre o eliminare il suono generato da un particolare processo di produzione, farlo è in genere la soluzione più efficace.

Alcuni metodi di produzione sono intrinsecamente rumorosi quando, in effetti, potrebbe esserci un metodo più silenzioso per raggiungere lo stesso compito di produzione. Ad esempio, è comune utilizzare aria compressa Nelle operazioni industriali . È inoltre comune utilizzare tramogge rotanti / vibranti per orientare le parti leggere prima che vengano alimentate in un’unità di elaborazione. L’intenso “sibilo” dell’aria compressa e il rotolamento delle parti in una tramoggia possono creare livelli che superano notevolmente i limiti di esposizione al rumore sul luogo di lavoro.

Mentre questo rumore può essere difficile da ridurre, ci possono essere soluzioni semplici trovando metodi di trasporto o di smistamento alternativi. Allo stesso modo, alcune superfici della macchina come le protezioni di sicurezza in lamiera leggera possono agire come un altoparlante e trasformare efficacemente le vibrazioni silenziose di una macchina in un suono di alto livello, per la vibrazione del pannello. Se questi pannelli solidi leggeri possono essere sostituiti con pannelli perforati, diventano inefficienti nel movimento dell’aria e quindi non convertono l’energia vibratoria in energia acustica.

Spesso non sono disponibili metodi alternativi più silenziosi per svolgere il compito di produzione, in particolare nei casi di metodi di lavorazione o nelle complesse fasi di lavorazione nella produzione di prodotti farmaceutici, petrolchimici, microcomponenti, ecc.

Nei pochi casi in cui è possibile ridurre la generazione di rumore alla fonte, la soluzione deve essere il prodotto di uno sforzo congiunto in un team di ingegneria di processo e il consulente del rumore. E, in molti casi, non è possibile ridurre il rumore generato alla fonte.

Controllo del riverbero con assorbimento acustico

Ridurre il riverbero è un altro metodo che, sfortunatamente, è efficace solo in un numero relativamente piccolo di casi. Tuttavia, è importante comprendere i vantaggi e i limiti dell’utilizzo di materiali acusticamente assorbenti per ridurre il riverbero.

Quando il suono viene rilasciato in qualsiasi spazio chiuso, come una stanza o l’interno di un involucro di una macchina, quelle onde sonore continueranno a viaggiare all’interno dello spazio fino a quando non vengono assorbite attraverso riflessi successivi dalle superfici interne. Se le superfici interne sono principalmente riflettenti, l’energia acustica si accumula e i livelli sonori risultanti saranno maggiori – a volte molto più grandi – che se la stessa quantità di suono fosse rilasciata in uno spazio non chiuso o in uno con un adeguato assorbimento acustico.

Quando questo accumulo di suono si verifica in una stanza, viene chiamato “riverbero”. Se la superficie finisce in una stanza non fornisce un adeguato assorbimento acustico, il riverbero può essere eccessivo, il che può elevare negativamente i livelli sonori all’interno. Allo stesso modo, se c’è un assorbimento acustico piccolo o assente all’interno di un involucro della macchina, i livelli sonori interni aumenteranno fino a quando la quantità di suono trasmessa attraverso le pareti dell’involucro si avvicina alla quantità di suono emesso dalle sorgenti all’interno, in modo tale che l’involucro fornirà un contenimento minimo del suono.

Pertanto, l’assorbimento acustico è un elemento importante nel controllo del rumore. Se un involucro attorno a una macchina deve fungere da involucro acustico, deve includere un certo assorbimento acustico interno per dissipare il suono contenuto; altrimenti, sarà inefficace.

Mentre l’assorbimento acustico è importante nel controllo del riverbero, spesso esiste già un adeguato grado di assorbimento acustico naturale in molte stanze come gli arredi delle stanze, i pannelli del soffitto e gli stessi occupanti, che possono già permettersi un assorbimento apprezzabile. In questi casi, l’aggiunta di assorbimento aggiuntivo comporta un vantaggio incrementale minimo, come deflettori acustici sospesi, pannelli di parete in vetroresina o schiuma o isolanti del soffitto in fibra

Inoltre, è importante capire che il livello sonoro totale che colpisce l’orecchio di un lavoratore è composto da due parti: il suono diretto e il suono riverberante. La parte diretta del suono è influenzata solo dal volume della (e) sorgente (i), dalla distanza tra la sorgente e il lavoratore e da qualsiasi cosa che ostacoli il viaggio del suono dalla sorgente al lavoratore. Il suono riverberante è influenzato dalla geometria della stanza e dalla quantità di assorbimento acustico.

Nelle stazioni di lavoro vicine a una sorgente sonora, la componente diretta del suono è in genere molto maggiore della componente riverberante, in modo tale che una riduzione del suono riverberante avrà un effetto minimo o nullo sul livello sonoro totale. Pertanto, nella maggior parte dei casi, il controllo del riverbero ridurrà solo i livelli sonori nelle aree lontane dalle apparecchiature di produzione, in genere luoghi in cui i lavoratori sono raramente presenti. L’esperienza dimostra che l’uso di trattamenti assorbenti per ridurre il riverbero della stanza è raramente una soluzione acusticamente efficace o economica sul posto di lavoro.

Bloccare o contenere e dissipare il suono

Un altro sistema di controllo è legato ovviamente alle misure di progettazione Con un considerevole margine, le misure di controllo del rumore con la più ampia applicabilità nell’ambiente di lavoro industriale sono l’hardware di controllo del rumore progettato. Esistono molti tipi, ma in sostanza sono tutti esempi di blocco del suono o di contenimento e assorbimento. Le seguenti sezioni descrivono i metodi di controllo del rumore più comuni e collaudati.

Barriere antirumore e recinzioni acustiche. Le barriere antirumore, di solito sotto forma di un muro di rumore o di altri ostacoli, bloccano il suono, creando un ‘”ombra acustica” per un’area protetta. Contrariamente a un involucro acustico completo, una barriera antirumore è in genere aperta sulla parte superiore o su uno o più lati. Sebbene le barriere antirumore siano efficaci all’esterno, di solito hanno un beneficio minimo all’interno a causa del riverbero o di discreti riflessi acustici (ad esempio, dal soffitto).

Una certa quantità di suono si diffonde sempre sopra o intorno ai lati aperti della barriera. Pertanto, gli involucri acustici completi sono generalmente la misura di controllo del rumore più comune ed efficace nell’ambiente di produzione.

Un contenitore acustico funziona contenendo efficacemente il suono e quindi dissipandolo per assorbimento. Per contenere il suono, le pareti dell’involucro devono essere impermeabili all’aria e avere una massa sufficiente (a seconda della grandezza e della frequenza del suono contenuto).

Eventuali aperture nella custodia, ad es. Per consentire l’ingresso e l’uscita del prodotto o l’aria di ventilazione / raffreddamento, devono essere dotate di silenziatori o passaggi acusticamente allineati. In caso contrario, eventuali giunti, spazi vuoti o crepe devono essere sigillati ermeticamente. Anche una piccola lacuna o apertura non silenziata può degradare drasticamente il contenimento del suono.

In alcuni casi, le apparecchiature destinate al controllo del rumore dispongono già di custodie integrate per motivi di sicurezza o di qualità del prodotto. Tuttavia, a causa di aperture o lacune e dell’assenza di assorbimento acustico interno, non offrono naturalmente un beneficio acustico apprezzabile. A volte questi involucri possono essere aggiornati per funzionare come efficaci misure di controllo del rumore sigillando gli spazi vuoti, fornendo assorbimento interno e progettando aperture silenziate per l’ingresso / l’uscita dei materiali del prodotto e l’aria di raffreddamento.

Ritardo acustico. Per tubi e recipienti, il “rallentamento” acustico (avvolgimento) è un metodo di controllo del rumore comune, in quanto può essere meno ingombrante di un involucro acustico completo. In sostanza, il ritardo acustico è semplicemente un involucro acustico supportato sulla superficie della fonte di rumore stessa. È costituito da uno o più strati di materiale fibroso o poroso, potenzialmente uno o più zoccoli intermedi, strati di barriera impermeabili all’aria e una camicia esterna impermeabile all’aria pesante.

Il materiale di rivestimento più comune è costituito da un rivestimento protettivo in alluminio o acciaio inossidabile, con vinile caricato in massa inerte laminato sul lato posteriore, rivolto verso l’isolamento ed è disponibile presso i fornitori di sistemi di controllo del rumore. Per attrezzature di forma complessa, sono disponibili prodotti in mastice per la copertura esterna, che possono essere applicati a spatola sopra lo strato isolante e che quindi polimerizzano in tale posizione. Gli strati fibrosi o porosi forniscono assorbimento acustico, ma fungono anche da supporto resiliente per il rivestimento esterno contenente suono al fine di disaccoppiarlo parzialmente dalla superficie vibrante del tubo o del vaso.

È importante notare che la massima riduzione del rumore possibile dal ritardo nell’acustica è inferiore a quella di un involucro acustico completamente disaccoppiato a causa del contatto tra la superficie della sorgente di rumore e la camicia esterna. Inoltre, mentre il ritardo acustico è efficace per il rumore ad alta frequenza, nell’intervallo da 500 a 5000 Hz, tende ad amplificare il suono alle basse frequenze ed è quindi inadatto per le fonti che producono un rumore a bassa frequenza apprezzabile.

Silenziatori e Louvres Acustici. Un silenziatore è una misura di controllo del rumore comune ed efficace che consente il flusso di aria o altri gas ma che rimuove una parte dell’energia acustica dal flusso di gas che lo attraversa. I silenziatori possono essere montati sull’aspirazione o sull’uscita di un ventilatore o in un’apertura di ventilazione in un armadio.

Tutti i silenziatori restringono il flusso d’aria in una certa misura, con conseguente contropressione aggiuntiva al percorso del flusso. In genere, la contropressione aggiuntiva aumenta con l’aumentare dell’attenuazione acustica, quindi le prestazioni acustiche devono essere bilanciate rispetto alla contropressione incrementale consentita che il sistema può accogliere. La contropressione aggiuntiva può generalmente essere ridotta al minimo utilizzando silenziatori con dimensioni e / o lunghezza della sezione trasversale maggiori, se lo spazio disponibile lo consente.

Riepilogo conclusivo

La migliore soluzione di controllo del rumore dipende sempre dalle specifiche delle apparecchiature rumorose, dall’impostazione in cui si trova e dal modo in cui i lavoratori devono interagire con i processi di produzione. Nella maggior parte dei casi, è necessaria una combinazione dei metodi discussi sopra. La chiave per risolvere un problema di rumore esistente – o prevenirne uno in fase di progettazione – è identificare le fonti di rumore e i percorsi di trasmissione dominanti, classificarli e selezionare il migliore combinazione di soluzioni ingegnerizzate di controllo del rumore basate sulla comprensione dei fondamenti dell’acustica di cui sopra.

Articolo originale
Rob Stevens, MASc, PEng, è un ingegnere acustico della HGC Engineering, una delle più grandi società di consulenza ingegneristica del Nord America specializzata esclusivamente in rumore, vibrazioni e acustica.

  • Liberamente tradotto e adattato  da dott Alessandro Guerri medico specialista in medicina del lavoro

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