L’uomo dispone di un sistema complesso che gli permette di percepire i suoni. Tale sistema ha, tuttavia, limiti per quanto riguarda le ampiezze e le frequenze dei suoni udibili e varia da individuo ad individuo.

Il grafico sottoesposto indica la soglia di udibilità e la soglia del dolore.

La soglia di udibilità è la minima intensità che un suono deve avere per essere percepito, mentre la soglia del dolore è la massima intensità dello stesso che ancora non provoca dolore.

Il grafico indica che:

• il punto di massima sensibilità trovasi nelle frequenze medie (intorno ai 1000 Hz);
• la differenza fra la soglia di udibilità e quella del dolore è piccola sia alle basse che alle alte frequenze, mentre a 1000 Hz si possono avere campi dinamici fino a 120 dB.

Tale ultima possibilità è dovuta alla presenza di un meccanismo che amplifica i suoni lievi ed attenua quelli intensi (A.G.C.: controllo automatico del guadagno). Non esistono al momento, strumenti di misura lineari con una tale escursione dinamica tanto che per poter misurare livelli sonori così diversi, i fonometri sono dotati di almeno due scale commutabili.

L’impressione, all’interno dell’area di sensazione sonora, non è lineare con l’ampiezza dell’onda o con la pressione ma dipende in modo sostanziale dalla frequenza e da fattori soggettivi.

I grafici che rappresentano la sensazione sonora in funzione della frequenza e dell’ampiezza (curve isofoniche) vengono costruiti con test soggettivi.

Curve realizzate con l’osservatore che ascolta un tono puro di una certa frequenza alternato con altro campione (a 1000 Hz) regolabile in intensità in modo che produca la stessa impressione del primo.

È quel sistema complesso che permette di udire. Esso trasforma le onde sonore in impulsi elettrici che vengono trasmessi al cervello. L’orecchio presiede anche all’equilibrio e viene suddiviso in tre parti: esterno, medio ed interno.

L’orecchio esterno si compone di: padiglione esterno, condotto uditivo e timpano.

Il padiglione esterno ha funzione di interfaccia fra l’ambiente e la parte interna dell’orecchio.

Il condotto uditivo ha un andamento a tromba che massimizza l’accoppiamento fra il campo acustico ed il timpano; ha una sua frequenza di risonanza che corrisponde a quella di massima sensibilità dell’orecchio stesso.

Il timpano è una membrana tesa che vibra sotto l’azione delle onde sonore.

L’orecchio medio è costituito da una cavità che contiene una catena di ossicini: incudine, staffa e martello.

La pressione della cavità è mantenuta uguale a quella esterna tramite un condotto che comunica con la faringe (canale di Eustachio).

Il timpano muove il martello che a sua volta muove l’incudine e la staffa. Quest’ultima trasmette le vibrazioni alla finestra ovale.

Tutto il sistema è controllato dal muscolo stapedio, che agisce sulla staffa. Il cervello, con un comando non volontario chiamato riflesso stapediale, può modificare la sensibilità del sistema (anche di 30 dB). Tale riflesso non è immediato tanto che i rumori brevi possono diventare più fastidiosi di quelli prolungati.

L’orecchio interno costituito dalla coclea e dalle fibre nervose, trasforma le vibrazioni in impulsi nervosi

La clocea è costituita da un doppio condotto, il canale vestibolare e quello timpanico separati dalla membrana basale. Le vibrazioni della finestra ovale muovono il fluido (endolinfa) all’interno dei canali. I villi della membrana basale trasformano tali modificazioni in impulsi nervosi che vengono inviati al cervello dal nervo acustico. La parte della membrana basale prossima alla finestra ovale è sottile e tesa mentre quella più lontana è spessa e lenta. La prima percepisce i suoni acuti, la seconda quelli gravi.

La particolare conformazione della clocea consente una maggiore sensibilità alle alte frequenze e il verificarsi di fenomeni di mascheramento cioè di saturazione del canale di comunicazione a causa dei suoni a bassa frequenza con la perdita di quelli ad alta frequenza.

Nel suo complesso il sistema uditivo presenta due picchi di spiccata sensibilità a 1 kHz e a 3,5 kHz dovuti il primo alla conformazione meccanica dell’orecchio esterno ed il secondo alle caratteristiche acustiche.

Sono filtri di compensazione utilizzati per misurare correttamente i livelli sonori in rapporto alle caratteristiche dell’orecchio umano.

Nella pratica si utilizzano:

• il filtro A per le misure psicoaudiometriche comuni e
• quello C per i rumori impulsivi.

Le misure fisiche vengono condotte senza equalizzazione.

I livelli sonori compensati con uno dei filtri indicati vengono espressi non in decibel (dB) ma piuttosto:

dB(A) per il filtro A,

dB(C) per il filtro C,

e così via.

L’esposizione al rumore nei luoghi di lavoro, regolamentata dal DL 277/91, impone limiti precisi per il livello equivalente ponderato con il filtro A (L_eq,A) ed il livello massimo di picco (L_peak,max).

Per misurare queste grandezze è necessario, quindi, un fonometro che possa eseguire sia una misura RMS su tempi lunghi con equalizzazione A, che una di picco senza filtro.

Le normative più recenti impongono per la misura di picco l’equalizzazione C e l’abbassamento dei limiti (da 140 dB a 130 dB(C) ).

Calcolare L_tot,lin e L_tot,A dati i livelli sonori in decibel alle varie frequenze.

Si utilizza la regola della somma dei decibel (somma delle energie).

L_tot,lin = 10 lg [10^9,2 + 10^7,8 + 10^7,8 + 10⁸ + 10^7,6 + 10^8,1 + 10^7,4 + 10^7,2] =

L_tot,A = 10 lg [10^6,58 + 10^6,19 + 10^6,94 + 10^7,68 + 10^7,6 + 10^8,22 + 10^7,5 + 10^7,09] =

= 84,7 dB(A)

Oltre alle valutazioni precedenti è necessario determinare la dose d’esposizione al rumore per ciascun lavoratore.

Il calcolo va eseguito nel dominio del tempo, conoscendo i livelli equivalenti in dB(A) di ogni lavorazione ed il suo tempo di esecuzione.

Si supponga di dover fare la valutazione per un muratore che durante la giornata svolga più mansioni con vari livelli d’esposizione:

Il tempo totale di esposizione risulta di 9 ore (8 lavorative ed una di pausa).

Il livello medio con la somma delle energie è

L_eq,9h = 10 lg[(2*10^7,8 + 1*10^7,4 + 2*10^8,7 + 1*10^6,5 + 3*10^8,1) / 9] = 82,3 dB(A)

Il livello di esposizione personale L_EP, parametro richiesto dalla legge, si ottiene riferendo il livello medio in una giornata lavorativa standard di 8 ore. Pertanto

L_EP,8h = L_eq,Xh + 10 lg[Xh/8] = 82,3 + 10 lg[9/8] =82,8 dB(A)

La valutazione di un rumore molto variabile è difficile perché legata all’istante della misura; soltanto potendo protrarre quest’ultima per lungo tempo è possibile ridurre gli errori.

Pertanto occorre considerare il rumore come emesso a blocchi e per eventi discreti. Conoscendo il numero e la grandezza tali emissioni è possibile determinarne il livello equivalente.

Il SEL (livello di singolo evento) è l’energia dell’evento riferita ad 1 secondo.

SEL = L_eq + 10 lg[t(s)]

Se N₁ e N₂ sono il numero di eventi per giornata lavorativa, del tipo 1 e 2, e SEL₁ e SEL₂ sono i rispettivi livelli di singolo evento, si ottiene:

L_EP = 10 lg[ N₁ * 10^(SEL1/10) + N₂ * 10^(SEL2/10)] + 10 lg[1/(8*3600)]

I metodi su esposti per la determinazione dei livelli di esposizione personale non sono mutuamente esclusivi e si possono utilizzare entrambi se in condizione di rumore di fondo continuo con aggiunta di rumori impulsivi.