Glossario della misura del suono: termini di acustica e udito
Questo glossario raccoglie i termini più frequenti in misura sonora, salute uditiva e rumore al lavoro, definiti in linguaggio chiaro e con rimandi al contenuto più approfondito del sito. Lo usi come riferimento rapido leggendo la pagina di scienza, la pagina sul lavoro o qualunque testo tecnico che dia per scontato il vocabolario.
Ordinato alfabeticamente per sigla o termine inglese, con la traduzione italiana fra parentesi.
A
A‑weighting / dBA (ponderazione A)
Filtro di ponderazione frequenziale applicato alle misure di livello di pressione sonora che approssima la risposta dell'orecchio umano a livelli moderati. Attenua fortemente i bassi (circa −30 dB a 50 Hz) e leggermente sopra i 6 kHz, lasciando quasi piatta la gamma 1 – 5 kHz, dove l'orecchio è più sensibile. Quasi tutte le norme moderne — NIOSH REL, OSHA PEL, linee guida OMS, ISO 1996, UE 2003/10 — specificano la ponderazione A. Vedi ponderazioni frequenziali.
Acoustic trauma (trauma acustico)
Perdita uditiva improvvisa e severa causata da una singola esposizione molto intensa — di solito un'esplosione, uno sparo a corta distanza o un incidente industriale. Diversa dalla NIHL graduale: il meccanismo è disruzione meccanica, non esaurimento metabolico delle cellule ciliate. Il danno può includere rottura del timpano e disarticolazione della catena ossiculare, oltre alla lesione cocleare.
Action level (valore di azione)
Livello di esposizione oltre il quale la normativa del lavoro impone un programma di conservazione dell'udito. In OSHA 29 CFR 1910.95 è 85 dBA / 8 h TWA (il PEL è 90 dBA, ma audiometrie obbligatorie e formazione partono da 85). La direttiva 2003/10/CE ha due valori d'azione: inferiore a 80 dBA, superiore a 85 dBA. Vedi lavoro.
AGC (controllo automatico di guadagno)
Funzione di elaborazione del segnale presente nella maggior parte dei microfoni di consumo e delle catene di registrazione, che regola automaticamente il guadagno d'ingresso per mantenere il livello registrato vicino a un obiettivo. Utile per la telefonia e la registrazione informale, ma attivamente dannosa per la misura di livello, perché rende non lineare e cangiante la relazione fra SPL reale e valore di campione digitale. Il nostro fonometro chiede al sistema operativo autoGainControl: false; i dispositivi di consumo rispettano quel flag in misura variabile, una delle ragioni per cui la calibrazione è per dispositivo.
ANSI S1.4
Norma statunitense che specifica i requisiti di prestazione e calibrazione dei fonometri. L'equivalente internazionale è la IEC 61672‑1. Entrambe definiscono le classi classe 1 (precisione, tolleranza ±1 dB) e classe 2 (uso generale, tolleranza ±2 dB). La maggior parte degli strumenti di conformità è di classe 2.
Audiogram (audiogramma)
Grafico delle soglie uditive in funzione della frequenza, che caratterizza l'udito di una persona. È prodotto da un audiometro in cabina silente. OSHA 29 CFR 1910.95 richiede un audiogramma di riferimento prima dell'esposizione professionale e uno annuale di follow-up per i lavoratori sopra il valore d'azione di 85 dBA. La firma classica della NIHL è il "notch" — calo più marcato a 4 kHz che alle frequenze adiacenti — visibile anche quando il resto dell'audiogramma è normale.
B
Background noise (rumore di fondo)
Livello sonoro ambientale presente in un luogo quando la sorgente d'interesse è assente. Perché una misura sia valida, il fondo deve stare almeno 10 dB sotto il livello bersaglio. Un fondo fra 6 e 10 dB sotto richiede correzione; un fondo a meno di 6 dB rende inaffidabile la misura.
Basilar membrane (membrana basilare)
Membrana all'interno della coclea sulla quale poggiano le cellule ciliate sensoriali. Il suo accordo meccanico associa frequenza e posizione: le alte frequenze vibrano vicino alla base (presso la finestra ovale) e le basse vicino all'apice. Il danno alla base è la firma precoce della NIHL perché lì si concentra il maggior stress acustico.
C
C‑weighting / dBC (ponderazione C)
Ponderazione frequenziale relativamente piatta, usata per misure di picco e per sorgenti ricche di basse frequenze (concerti, subwoofer, tuoni, fuochi d'artificio). Quasi piatta da 31,5 Hz a 8 kHz, con pochi dB di attenuazione solo agli estremi. Va sempre indicata col livello: "100 dBC" e non semplicemente "100 dB".
Cochlea (coclea)
Organo a spirale ripieno di liquido dell'orecchio interno che trasforma la pressione sonora in segnali nervosi. Contiene circa 15 000 cellule ciliate sensoriali sulla membrana basilare. Le cellule ciliate cocleari dei mammiferi non si rigenerano, motivo per cui il danno da rumore è permanente. Vedi salute uditiva.
D
Decibel (decibel, dB)
Unità logaritmica che esprime il rapporto fra due valori; in acustica si usa per livello di pressione sonora (SPL), intensità acustica e potenza acustica. Il decibel non è un'unità SI in senso stretto; richiede un valore di riferimento per avere senso. Per la pressione sonora, il riferimento è 20 µPa (soglia uditiva a 1 kHz), e la formula è L = 20 × log10(p / 20 µPa). Vedi scala dei decibel.
dBA, dBC, dBZ
Livello di pressione sonora in decibel con ponderazione A, C o Z (zero, piatta) applicata. Ogni ponderazione dà un numero diverso per lo stesso suono fisico. Specifichi sempre quale è stata usata.
dB FS (full scale)
Scala di audio digitale in cui 0 dB FS è il valore di campione massimo rappresentabile. Usata in DAW e produzione audio. Non si confronta direttamente con dB SPL senza calibrazione di riferimento che leghi una pressione acustica nota a un valore di campione noto.
dB SPL (livello di pressione sonora)
Valore in decibel riferito a 20 micropascal (20 µPa) di variazione di pressione. Scala di default in acustica ambientale e occupazionale. Il numero che vede su un fonometro è dB SPL salvo diversa indicazione.
Dynamic range (gamma dinamica)
Rapporto fra il segnale più forte e il più debole che un sistema può gestire. L'orecchio umano sano ha una gamma dinamica di circa 120 dB (dalla soglia uditiva a 0 dB SPL alla soglia del dolore vicino a 120 dB SPL). I fonometri coprono tipicamente 25 – 130 dB SPL.
E
Equal‑loudness contour (curva isofonica)
Curva su un grafico frequenza-SPL che mostra le combinazioni di frequenza e SPL percepite ugualmente forti. Normata in ISO 226:2003 e misurata in origine da Fletcher e Munson nel 1933. Le curve spiegano la forma della ponderazione A e perché funzioni meglio a livelli moderati.
Exchange rate (tasso di scambio)
Numero di decibel per cui si dimezza il tempo di esposizione sicura. NIOSH e la maggior parte delle norme internazionali usano 3 dB (equivalenza energetica: ogni 3 dB raddoppiano l'energia acustica). OSHA usa 5 dB per ragioni storiche. Il tasso di scambio è una delle maggiori differenze pratiche fra PEL OSHA e REL NIOSH.
F
FFT (trasformata di Fourier veloce)
Algoritmo efficiente per trasformare un segnale dal dominio del tempo al dominio della frequenza. Il visualizzatore del fonometro esegue una FFT su ogni finestra di campioni del microfono e mostra la magnitudine di ciascun bin di frequenza. La risoluzione del bin è pari a frequenza di campionamento / dimensione FFT — per un segnale a 48 kHz con 2048 campioni per finestra, ogni bin copre 23,4 Hz.
Free field (campo libero)
Ambiente acustico idealizzato senza superfici riflettenti — il suono si propaga liberamente dalla sorgente. Approssimato dalle camere anecoiche e, in modo meno perfetto, dagli spazi aperti all'aperto. In campo libero vale la legge dell'inverso del quadrato: raddoppiare la distanza da una sorgente puntiforme riduce il SPL di 6 dB.
Frequency (frequenza)
Numero di oscillazioni complete al secondo in un segnale periodico, misurato in hertz (Hz). La gamma udibile per giovani sani va da 20 Hz a 20 kHz. Sotto i 20 Hz, infrasuono; sopra i 20 kHz, ultrasuono.
H
Hair cell (cellula ciliata)
Cellula sensoriale della coclea che converte il moto meccanico della membrana basilare in segnali nervosi. I mammiferi ne hanno circa 15 000 per orecchio: 3500 interne (i veri trasduttori) e 12 000 esterne (amplificatori meccanici). Le cellule ciliate danneggiate dal rumore non si rigenerano.
Hearing Conservation Program (HCP, programma di conservazione dell'udito)
Insieme di attività richieste dalle norme del lavoro sul rumore quando l'esposizione supera il valore d'azione. Include monitoraggio, audiometria, protezioni auricolari, formazione e documentazione. Dettaglio completo nella pagina sul lavoro.
Hertz (Hz)
Unità SI di frequenza: cicli al secondo. 1 Hz = un ciclo al secondo; 1 kHz = 1000; 20 kHz = 20 000.
Hyperacusis (iperacusia)
Tolleranza ridotta a livelli sonori normali — suoni che gli altri trovano confortevoli risultano fastidiosamente forti. Spesso associata ad acufeni e danno da rumore; talvolta sintomo di patologie neurologiche sottostanti.
I
IEC 61672‑1
Norma internazionale che specifica prestazioni e calibrazione dei fonometri. Definisce le classi di prestazione classe 1 (precisione, ±1 dB) e classe 2 (uso generale, ±2 dB). Gli strumenti di conformità per rumore occupazionale e ambientale devono essere certificati IEC 61672‑1.
Impulse weighting (ponderazione impulso, I)
Ponderazione temporale ad attacco rapido (35 ms) e rilascio lento (1,5 s), pensata per catturare eventi brevi e forti. Usata per sorgenti impulsive — spari, colpi di martello, palloncini — e richiesta da alcune norme per misure occupazionali con impulsi rilevanti.
ISO 1996
Norma internazionale per la misura del rumore ambientale. Due parti: 1996‑1 copre terminologia e grandezze; 1996‑2 le procedure di misura sul campo. È il riferimento per mappe acustiche di comunità, studi di traffico e gran parte delle valutazioni di impatto ambientale.
L
LAeq
Livello sonoro continuo equivalente ponderato A — il SPL costante che fornirebbe la stessa energia acustica totale del segnale variabile reale durante il periodo di misura. Formalmente: LAeq,T = 10 × log10((1/T) × integral(10^(LA(t)/10) dt)). È la grandezza energeticamente equivalente usata da quasi qualunque norma moderna di rumore occupazionale e di comunità.
Lden
Livello medio di 24 ore con pesi per fascia oraria, usato nelle mappe di rumore di comunità UE. Penalizza la sera di +5 dB e la notte di +10 dB. La linea guida OMS 2018 per il traffico stradale è di 53 dB Lden in esterno.
Leq
Livello sonoro continuo equivalente — stessa definizione di LAeq ma senza specificare la ponderazione frequenziale. In pratica si incontra come LAeq (ponderazione A) o LCeq (C).
L10, L50, L90
Descrittori statistici del rumore variabile. L10 è il livello superato il 10 % del periodo di misura (un "picco tipico"); L50 è la mediana; L90 è il livello superato il 90 % del tempo (un "fondo"). Utili nel rumore di comunità, dove il solo Leq nasconde la distribuzione degli eventi.
Lmax, Lpeak
Massimi di un singolo evento. Lmax è il più alto livello ponderato nel tempo durante la misura (con Fast, Slow o Impulse). Lpeak è il valore di campione istantaneo non ponderato più alto, che cattura picchi brevissimi che la ponderazione temporale medierebbe.
Logarithmic scale (scala logaritmica)
Scala in cui incrementi uguali corrispondono a rapporti uguali invece di differenze uguali. La scala dei decibel è logaritmica; +10 dB sono un rapporto di 10× in intensità in qualunque punto. Le scale logaritmiche comprimono ampi range in numeri maneggevoli e si avvicinano a come gli esseri umani percepiscono molte grandezze sensoriali (sonorità, luminosità, tono).
M
Microphone (omnidirezionale vs direzionale)
Trasduttore che converte la pressione dell'aria in segnale elettrico. Un microfono omnidirezionale ha la stessa sensibilità in tutte le direzioni; un microfono direzionale (cardioide, ipercardioide, shotgun) ha sensibilità ridotta fuori asse. I fonometri usano tipicamente microfoni omnidirezionali perché la lettura dipenda dal SPL reale alla posizione del microfono e non dall'orientamento. I microfoni di smartphone sono spesso direzionali o usano beam-forming software, una delle ragioni per cui la calibrazione è per dispositivo.
N
NIHL (perdita uditiva indotta da rumore)
Perdita uditiva neurosensoriale permanente causata dall'esposizione al rumore, sia gradualmente lungo gli anni (NIHL cronica), sia con un singolo evento di grande intensità (trauma acustico). Seconda causa più comune di ipoacusia neurosensoriale dopo l'invecchiamento. Quasi del tutto prevenibile e, ad oggi, non reversibile. Contesto nella pagina salute uditiva.
NIOSH REL (limite di esposizione raccomandato)
Limite occupazionale raccomandato da NIOSH per il rumore: 85 dBA in 8 h TWA, con tasso di scambio di 3 dB. Più protettivo del PEL OSHA. Standard internazionale di fatto per aziende non statunitensi e per aziende statunitensi con conservazione dell'udito di prima linea.
NRR (Noise Reduction Rating, indice di riduzione del rumore)
Attenuazione di etichetta di una protezione auricolare, in decibel, derivata da misure di laboratorio secondo ANSI S3.19. L'attenuazione reale è spesso minore della nominale; OSHA raccomanda di ridurre l'NRR dei tappi in espanso al 50 % e quello delle cuffie al 75 % per i calcoli pratici di esposizione. I sistemi moderni di adattamento quantitativo misurano l'attenuazione all'orecchio reale.
O
OSHA PEL (limite di esposizione ammissibile)
Limite occupazionale regolato da OSHA per il rumore: 90 dBA in 8 h TWA, con tasso di scambio di 5 dB. Codificato in 29 CFR 1910.95; invariato dal 1983. Programmi di conservazione dell'udito obbligatori dal valore d'azione di 85 dBA. Vedi lavoro.
P
Pascal (Pa)
Unità SI di pressione: un newton al metro quadrato. La pressione atmosferica è di circa 101 325 Pa. La soglia uditiva è di circa 20 µPa (0,00002 Pa). La soglia del dolore, circa 20 Pa.
Phon
Unità di livello di sonorità definita come il SPL di un tono a 1 kHz percepito ugualmente forte del tono di prova. Un tono a 60 phon a qualunque frequenza suona forte come un tono a 60 dB SPL a 1 kHz. Da distinguere dal sone, che misura la sonorità percepita su scala lineare.
R
Reverberation time (tempo di riverbero, RT60)
Tempo che il suono di una sala impiega a decadere di 60 dB dopo lo stop della sorgente. Si standardizza come RT60. Più è breve, migliore è l'intelligibilità del parlato; ANSI S12.60 raccomanda 0,6 s in aula. I salotti tipici stanno fra 0,3 – 0,6 s; le cattedrali possono superare 5 s.
S
Sone
Unità lineare di sonorità percepita. 1 sone = 40 phon (tono a 40 dB SPL a 1 kHz); 2 sone = 50 phon (doppio di forte); 4 sone = 60 phon. Usata nei dati tecnici di apparecchiature (HVAC, elettrodomestici da cucina) dove una grandezza percettivamente lineare è più utile del dB logaritmico.
Sound Pressure Level (SPL, livello di pressione sonora)
Valore in decibel di una misura di pressione sonora, riferito a 20 µPa. Si riporta sempre in dB; di norma qualificato anche dalla ponderazione (dBA / dBC / dBZ) e dalla ponderazione temporale (Fast / Slow / Impulse).
STS (Standard Threshold Shift, spostamento standard di soglia)
Variazione delle soglie audiometriche di 10 dB o più in media a 2, 3 e 4 kHz, misurata rispetto a un audiogramma di riferimento. È il trigger del follow-up richiesto dal HCP OSHA: riadattamento del DPI, ripetizione del test, valutazione di rimozione dalla zona rumorosa.
T
Threshold of hearing (soglia uditiva)
Livello di pressione sonora più basso che un orecchio umano giovane e sano rileva a una data frequenza. Per convenzione, 0 dB SPL a 1 kHz (corrispondenti a 20 µPa di pressione). Più alto (meno sensibile) alle frequenze molto basse e molto alte — vedi curva isofonica.
Time weighting (ponderazione temporale — Fast / Slow / Impulse)
Media esponenziale applicata al segnale di pressione al quadrato prima del calcolo della lettura SPL. Fast usa una costante di tempo di 125 ms — default per la maggior parte delle misure. Slow, 1 s — per ambiente stabile. Impulse, attacco 35 ms e rilascio 1500 ms — per eventi transitori.
Tinnitus (acufene)
Percezione di un suono (fischio, ronzio, sibilo) senza sorgente esterna. Spesso compare dopo un'esposizione acustica; l'acufene cronico si associa, nella maggior parte dei casi, a perdita uditiva misurabile. Il CDC stima in 50 milioni gli statunitensi che convivono con acufeni.
TWA (media ponderata nel tempo)
Equivalente energetico in 8 ore dell'esposizione variabile di un lavoratore durante il turno. Si calcola dalla dose: TWA = 16,61 × log10(D/100) + 90 con il tasso di 5 dB OSHA, o TWA = 10 × log10(D/100) + 85 con quello di 3 dB NIOSH. È la grandezza rilevante per la conformità in qualunque norma di rumore occupazionale.
Z
Z‑weighting (ponderazione zero / piatta)
Risposta frequenziale piatta da 10 Hz a 20 kHz. Sostituisce la vecchia "lineare" o "non ponderata", incoerente fra produttori. Usata in ricerca, verifica strumenti e ogni misura in cui la ponderazione introdurrebbe distorsione indesiderata. Definita in IEC 61672‑1.
Se il termine cercato non è qui, è probabilmente sulla pagina di scienza (concetti tecnici) o sulla pagina salute uditiva (concetti medici e fisiologici). La tabella comparativa collega molti di questi termini a livelli sonori del mondo reale.