Con il nome di Energetica acustica s’intende la disciplina teorico-sperimentale che, sulla base dei dati intensimetrici, descrive la propagazione dell’energia sonora ripartendone rigorosamente il flusso in parte radiativa e oscillatoria, utilizzando modelli fisici interpretativi, consistenti col formalismo quadri-dimensionale del campo acustico [1,2,3]. Questa disciplina è il frutto originale di ricerche condotte dai primi anni ‘90 da uno degli autori della presente memoria nell’ambito di una collaborazione tra il Consiglio Nazionale delle Ricerche, il Dipartimento di Fisica e la sezione INFN dell’Università Ferrara. L’Energetica acustica, adesso in corso di sistematizzazione, ha avuto un impulso decisivo all’inizio del millennio con lo sviluppo e commercializzazione da parte di una ditta olandese di un nuovo tipo di sensore anemometrico acustico basato su una tecnologia MEMS ibrida metallo-silicio [4]. Questi sensori opportunamente accoppiati con un microfono a pressione e assemblati in modo da ottenere un’unica microsonda intensimetrica/impedenzometrica p-v, hanno permesso la misura puntuale e diretta dei segnali concatenati di pressione-velocità che costituiscono i dati sperimentali dell’Energetica acustica. In particolare, l’utilizzo di “array”, di più sonde intensimetriche p-v, disposte, per la misura dei segnali di pressione e velocità, in punti vicini dello spazio sede di campo acustico, ha permesso la verifica sperimentale di alcune ipotesi circa la struttura energetica del campo acustico per mezzo di apparati sperimentali altrimenti di difficile realizzabilità pratica con le vecchie metodiche p-p, peraltro ancora adesso usate per la misura dell’intensità sonora. Si apre così un nuovo settore di indagine squisitamente sperimentale legato al monitoraggio iper-intensimetrico del campo acustico: in termini di analisi vettoriale dei campi ciò comporta la possibilità della valutazione sperimentale dell’applicazione di operatori differenziali quali ad esempio la divergenza e il rotore all’intensità vettoriale o il gradiente della densità di energia. Ma l’indagine può essere estesa anche ad altri campi di interesse fondamentale in Energetica acustica quale quello della velocità dell’energia sonora con la conseguente introduzione dei concetti di traiettorie e di orbite. Grazie alla tecnologia MEMS applicata alla Sensoristica acustica p-v è stato infatti possibile mettere in evidenza la connessione esistente tra il tempo di riverberazione e la divergenza della velocità dell’energia [5] in ogni punto del campo sonoro e più recentemente la stessa tecnologia è stata utilizzata con successo per lo sviluppo della timpanometria a banda larga in ambito audiometrico, come suggerito in [6]. Le applicazioni pratiche dell’Energetica acustica passano dunque dallo sviluppo di microsensori p-v, robusti affidabili e a basso costo. Questo è proprio l’obiettivo di un progetto denominato Sogliano Industrial High Technology (SIHT) che vede la collaborazione del Comune di Sogliano a Rubicone (Forlì-Cesena) e della ditta Deltatech operante sullo stesso territorio comunale, con l’Istituto di Sensoristica e Acustica “Corbino” (IDASC) e l’Istituto di Elettronica, Ingegneria Informatica e Telecomunicazioni (IEIIT) del CNR, per lo sviluppo della sensoristica acustica p-v.
Sviluppi applicativi dell'energetica acustica in italia
Paolo Bruschi;Massimo Piotto
2012-01-01
Abstract
Con il nome di Energetica acustica s’intende la disciplina teorico-sperimentale che, sulla base dei dati intensimetrici, descrive la propagazione dell’energia sonora ripartendone rigorosamente il flusso in parte radiativa e oscillatoria, utilizzando modelli fisici interpretativi, consistenti col formalismo quadri-dimensionale del campo acustico [1,2,3]. Questa disciplina è il frutto originale di ricerche condotte dai primi anni ‘90 da uno degli autori della presente memoria nell’ambito di una collaborazione tra il Consiglio Nazionale delle Ricerche, il Dipartimento di Fisica e la sezione INFN dell’Università Ferrara. L’Energetica acustica, adesso in corso di sistematizzazione, ha avuto un impulso decisivo all’inizio del millennio con lo sviluppo e commercializzazione da parte di una ditta olandese di un nuovo tipo di sensore anemometrico acustico basato su una tecnologia MEMS ibrida metallo-silicio [4]. Questi sensori opportunamente accoppiati con un microfono a pressione e assemblati in modo da ottenere un’unica microsonda intensimetrica/impedenzometrica p-v, hanno permesso la misura puntuale e diretta dei segnali concatenati di pressione-velocità che costituiscono i dati sperimentali dell’Energetica acustica. In particolare, l’utilizzo di “array”, di più sonde intensimetriche p-v, disposte, per la misura dei segnali di pressione e velocità, in punti vicini dello spazio sede di campo acustico, ha permesso la verifica sperimentale di alcune ipotesi circa la struttura energetica del campo acustico per mezzo di apparati sperimentali altrimenti di difficile realizzabilità pratica con le vecchie metodiche p-p, peraltro ancora adesso usate per la misura dell’intensità sonora. Si apre così un nuovo settore di indagine squisitamente sperimentale legato al monitoraggio iper-intensimetrico del campo acustico: in termini di analisi vettoriale dei campi ciò comporta la possibilità della valutazione sperimentale dell’applicazione di operatori differenziali quali ad esempio la divergenza e il rotore all’intensità vettoriale o il gradiente della densità di energia. Ma l’indagine può essere estesa anche ad altri campi di interesse fondamentale in Energetica acustica quale quello della velocità dell’energia sonora con la conseguente introduzione dei concetti di traiettorie e di orbite. Grazie alla tecnologia MEMS applicata alla Sensoristica acustica p-v è stato infatti possibile mettere in evidenza la connessione esistente tra il tempo di riverberazione e la divergenza della velocità dell’energia [5] in ogni punto del campo sonoro e più recentemente la stessa tecnologia è stata utilizzata con successo per lo sviluppo della timpanometria a banda larga in ambito audiometrico, come suggerito in [6]. Le applicazioni pratiche dell’Energetica acustica passano dunque dallo sviluppo di microsensori p-v, robusti affidabili e a basso costo. Questo è proprio l’obiettivo di un progetto denominato Sogliano Industrial High Technology (SIHT) che vede la collaborazione del Comune di Sogliano a Rubicone (Forlì-Cesena) e della ditta Deltatech operante sullo stesso territorio comunale, con l’Istituto di Sensoristica e Acustica “Corbino” (IDASC) e l’Istituto di Elettronica, Ingegneria Informatica e Telecomunicazioni (IEIIT) del CNR, per lo sviluppo della sensoristica acustica p-v.I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
