Progettare un posto tranquillo

Progettare un luogo silenzioso

di Caramel Quin | Engineering + Technology, agosto 2024

È stata – ed è tuttora – l'esperienza più inquietante della mia vita. Ero in una camera anecoica, progettata per eliminare ogni rumore, e mi sentivo profondamente inquietante. C'era un silenzio assoluto. Persino il mio respiro era silenzioso. Le parole suonavano stranamente attutite perché non c'era alcuna eco. Mi si rizzarono i capelli sulla nuca e mi formicolarono. Dopo un po', mi resi conto di poter sentire il mio battito cardiaco, il che fu un piccolo conforto. Nessuno rimane a lungo in una camera anecoica: la deprivazione sensoriale provoca allucinazioni.

Una camera anecoica è isolata dai rumori esterni e progettata per ridurre al minimo la riflessione delle onde sonore al suo interno. È l'opposto della vita di tutti i giorni. Se in questo momento siete seduti in una stanza silenziosa, fermatevi e ascoltate. Forse riuscite a sentire il ronzio del traffico, il canto degli uccelli, la ventola del vostro portatile, un televisore lontano. Il silenzio non è più silenzio.

Il lockdown ci ha costretti a trascorrere più tempo nelle nostre case. Il rumore del traffico è stato beatamente silenzioso per un breve periodo, ma poi è ripreso. Improvvisamente, lavorare da casa ci ha fatto realizzare quanto sia rumorosa la vita di tutti i giorni, anche fuori città. Il rumore del compressore del frigorifero ha iniziato a diventare davvero fastidioso, e perché gli elettrodomestici insistono a emettere un segnale acustico?

Cos'è il rumore?

Per parlare di rumore, dobbiamo prima capire il suono e come viene misurato.

"Il suono è un'onda di pressione, quindi in acustica l'unico modo per misurarlo è in pascal", afferma Tom Richards, Senior Engineering Manager, Acustica e Vibrazioni di Dyson. "I decibel sono un modo per convertire unità di misura che non hanno senso in modo lineare. Sentiamo in modo logaritmico, quindi i decibel sono solo un modo per rendere quei numeri un po' più comprensibili."

Esistono diversi tipi di decibel, ma il livello di pressione sonora è l'unità di misura più comunemente utilizzata. Il livello di pressione sonora cambia a seconda dell'ambiente in cui si effettua il test, quindi Dyson preferisce misurare il livello di potenza sonora (Watt) di un dispositivo in camere semianecoiche.

"Il livello di potenza sonora del tuo aspirapolvere è lo stesso, che tu ti trovi in una cattedrale, in un bagno o in un laboratorio. Non cambia, ma il livello di pressione sonora sì perché l'ambiente è cambiato", spiega Richards.

Per parlare di rumore, ci atterremo all'unità di misura più intuitiva dei decibel, perché è più strettamente correlata al modo in cui percepiamo i suoni. E il rumore è semplicemente un suono indesiderato. Se un'erbaccia è una pianta nel posto sbagliato, un rumore è un suono nel posto sbagliato. Ed è soggettivo: è comune apprezzare il canto degli uccelli ma non il rumore di un'auto che passa. Se condividi i gusti musicali del tuo vicino, il suo impianto hi-fi è meno fastidioso.

Diversità uditiva: cos'è quel suono?

Il rumore è soggettivo e colpisce ognuno di noi in modo diverso. Ad esempio, alcune persone neurodivergenti sperimentano un sovraccarico sensoriale quando i suoni sono sopraffacenti. In effetti, non esiste un concetto di "normalità" quando si tratta di udito. Siamo un gruppo molto eterogeneo.

"La premessa della diversità uditiva è che gran parte del lavoro, ad esempio le normative sul rumore, presuppone un "udito normale", afferma Cox. "Ma il cosiddetto "udito normale" è ciò che possiede la maggior parte dei giovani adulti, e rappresenta solo circa il 17% della popolazione.

Il suo collega Bill Davies dirige il nuovo Leverhulme Trust Aural Diversity Doctoral Research Hub (LAURA). Dalle città alla musica all'elettronica di consumo, tutto è progettato per un ascoltatore "normale" che non esiste. Le persone che sentono in modo diverso, come un musicista con acufene, un frequentatore di chiesa che legge le labbra o uno studente autistico, vengono emarginate da questo presupposto. LAURA cerca di trasformare il pensiero per includere l'intero spettro dell'esperienza uditiva.

Schiavi del ritmo

"Il suono influenza le nostre onde cerebrali, la frequenza cardiaca, la secrezione ormonale e tutti i nostri ritmi fisici", afferma Poppy Szkiler, fondatrice e CEO di Quiet Mark. "Progettare o progettare con le migliori pratiche acustiche e prodotti silenziosi favorisce una maggiore concentrazione, diminuisce l'ansia, riduce lo stress, favorisce un sonno migliore e migliora il recupero della salute".

L'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) considera l'inquinamento acustico non solo un disturbo ambientale, ma anche una minaccia per la salute pubblica. Il rapporto dell'OMS "Burden of disease from environmental noise: Quantification of healthy life years lost in Europe" (Il peso delle malattie causato dal rumore ambientale: quantificazione degli anni di vita in buona salute persi in Europa) delinea gli impatti sulla salute, tra cui malattie cardiovascolari, deterioramento cognitivo, disturbi del sonno e acufene.

Afferma, ad esempio, che almeno un milione di anni di vita in buona salute vengono persi ogni anno a causa del rumore causato dal traffico nell'Europa occidentale. È importante sottolineare che questo è l'impatto del solo rumore, non combinato con altri fattori come l'inquinamento atmosferico.

Ma l'innovazione non sta forse rendendo i nuovi prodotti più silenziosi? Sì e no... in parole povere, lo stanno facendo, ma ne stiamo usando molti di più.

"I singoli veicoli sono diventati più silenziosi, ma ne abbiamo molti di più sulle strade", afferma il professor Trevor Cox, direttore del Centro di Ricerca Acustica dell'Università di Salford. "E mentre le persone cercano di evitare gli ingorghi, le ore di punta si allungano e le corse dei ratti aumentano il traffico. La "media" Il livello di rumore non è molto diverso, ma stiamo perdendo i momenti e i luoghi silenziosi. Questi rifugi dal rumore sono davvero importanti, così come cercare di preservarli.

La ricerca dell'OMS sull'esposizione al rumore ha contribuito alle normative sul rumore del Regno Unito, che raccomandano una "dose di rumore". Quindi, otto ore a 84 dB equivalgono a essere esposti a quattro ore a 87 dB o due ore a 90 dB. E lo stesso vale per i prodotti per la casa.

"Questo è uno dei motivi per cui i nostri aspirapolvere hanno diverse modalità: in modo che le persone possano scegliere il livello di rumore che desiderano", afferma Richards. "Se il tuo bambino sta dormendo o sei sensibile al rumore, usa la modalità Eco e puoi aspirare più a lungo ottenendo una dose di rumore molto bassa. Oppure impostalo in modalità Boost per un punto specifico. Si riceve comunque una dose relativamente bassa di rumore, anche se è molto più forte, perché lo si utilizza solo per un periodo di tempo molto breve.

I problemi di rumore sono cumulativi. I suoni provenienti da diverse sorgenti tendono a essere incoerenti e ad accumularsi. I suoni coerenti (stessa frequenza, stessa lunghezza d'onda, differenza di fase costante) possono sommarsi o annullarsi a vicenda. Le cuffie con cancellazione del rumore sfruttano questo vantaggio ascoltando il rumore di fondo esterno e riproducendone l'"opposto", un'onda sinusoidale coerente ma sfasata di mezzo ciclo, per annullarlo. Ecco perché le cuffie con cancellazione del rumore sono le migliori per contrastare un ronzio di fondo costante: treni, aerei e automobili.

Il suono della scienza

Cancellare, isolare e assorbire il suono hanno la loro utilità, ma è preferibile progettare l'eliminazione del rumore fin dall'inizio: ad esempio, il costoso perfezionismo nel bilanciare l'ultimo motore Hyperdymium di Dyson per ridurre le vibrazioni, in modo che la scocca non tremi e faccia rumore. L'aspirapolvere Gen5Detect è il più veloce di Dyson, con una velocità di rotazione fino a 135.000 giri al minuto, nove volte più veloce di un motore di Formula Uno.

"Ogni rotore è bilanciato individualmente", spiega Richards. "Viene misurato con grande precisione e poi una fresa taglia via un pezzettino della girante. Quindi ogni singolo rotore è leggermente diverso".

Anche la qualità del suono è importante. I decibel misurano solo il volume di qualcosa, ma alcuni suoni sono più fastidiosi di altri. Cox usa i droni come esempio: "Prendi un quadricottero. Non sono così rumorosi, ma hanno un suono sgradevole, come quello di un insetto arrabbiato. Nella ricerca disponiamo di parametri psicoacustici che cercano di catturare qualità che vanno oltre i dB".

La psicoacustica è la scienza che studia come vengono percepiti i suoni. Cox aggiunge che il contesto è importante: "Non avere il controllo su un rumore lo rende più fastidioso". Se lavori in un aeroporto, probabilmente sei meno propenso a lamentarti del rumore sotto la traiettoria di volo, perché il tuo sostentamento dipende da questo.

C'è anche una questione di gusto. Alcuni suoni sono universalmente amati o detestati, altri sono soggettivi. Dyson ha un team di "ascoltatori d'oro", scelti per il loro buon orecchio e poi formati per essere bravi a valutare la qualità del suono, che si tratti di regolare l'audio delle cuffie Dyson Zone o di segnalare quali rumori di prodotti sono fastidiosi.

Quiet Mark testa e verifica oltre 80 categorie di prodotti per fornire gratuitamente queste informazioni a consumatori, architetti e progettisti in tutto il mondo. "La nostra strategia è che se tutti acquistiamo, progettiamo e specifichiamo prodotti silenziosi, potremo collettivamente sconfiggere l'inquinamento acustico", ha affermato. afferma Szkiler.

Dispositivi di assistenza - Apparecchi acustici che non sono apparecchi acustici

Il numero di persone con problemi di udito è in aumento, e non solo a causa dell'invecchiamento della popolazione. Anche decenni di musica ad alto volume e videogiochi stanno avendo un impatto negativo. La Generazione X ha un doppio problema: è cresciuta con un Walkman e ora ha tra i 50 e i 60 anni.

"C'è ancora uno stigma sugli apparecchi acustici", afferma Cox. "Molte persone che potrebbero trarne beneficio non li possiedono o non li indossano abbastanza spesso".

Una nuova categoria di apparecchi acustici non proprio acustici, che assomigliano più agli AirPods che a dispositivi di assistenza, è rivolta a coloro che non si sentono pronti per un apparecchio acustico. Ad esempio, Signia Active Pro è pensato per le persone con ipoacusia da lieve a moderata, assomiglia a degli auricolari e utilizza un assistente basato sull'intelligenza artificiale per adattarsi all'ambiente.

Esistono persino app che utilizzano il microfono dello smartphone per captare il suono e amplificarlo nelle cuffie, sebbene si tratti di uno strumento molto più ottuso di un apparecchio acustico. Potremmo considerarlo un corno acustico del XXI secolo.

Eliminare il ronzio

L'assorbimento del suono è la prossima linea di difesa. Molte ricerche sono in corso su strutture composite chiamate metamateriali.

"I suoni a bassa frequenza hanno una lunghezza d'onda molto ampia, quindi attenuare le basse frequenze richiede strutture molto grandi", afferma Cox. "I metamateriali hanno il potenziale per consentire il controllo del rumore da materiali molto più sottili".

Anche i materiali naturali hanno i loro usi e contengono molto meno carbonio. Le siepi aiutano a bloccare le alte frequenze, ma sono meno utili per il rumore stradale. Una ricerca finanziata dalla Royal Horticultural Society sta studiando come massimizzare la riduzione del rumore.

"Potrebbe trattarsi di combinare le siepi con la progettazione del paesaggio o di scegliere le specie giuste da coltivare", afferma Cox.

Naturalmente, un ritorno alla piantumazione di siepi avrebbe l'effetto collaterale di aumentare l'habitat. Questo è molto necessario e contribuirebbe a potenziare un suono che universalmente apprezziamo e che raramente consideriamo rumore: il canto degli uccelli.

Questo articolo è un adattamento dell'articolo di Engineering and Technology "Engineering a quiet place".
Clicca qui per visualizzare l'articolo originale e integrale di Engineering + Technology