Progettare un posto tranquillo

Progettare un luogo tranquillo

di Caramel Quin | Ingegneria + Tecnologia, agosto 2024

È stata – e lo è ancora – l'esperienza più inquietante della mia vita. Mi trovavo in una camera anecoica, progettata per eliminare ogni rumore, e la sensazione era profondamente angosciante. C'era un silenzio assoluto. Persino il mio respiro era silenzioso. Le voci suonavano stranamente ovattate perché non c'era alcun eco. I peli sulla nuca mi si rizzarono e provai un formicolio. 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 privazione 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 ora vi trovate in una stanza silenziosa, fermatevi un attimo e ascoltate. Forse riuscite a sentire il ronzio del traffico, il cinguettio degli uccelli, la ventola del vostro portatile, un televisore in lontananza. Il silenzio non è più silenzio.

Il lockdown ci ha costretti a trascorrere più tempo in casa. Il rumore del traffico è stato piacevolmente silenzioso per un breve periodo, per poi riprendere. Lavorare da casa ci ha fatto improvvisamente capire quanto sia rumorosa la vita di tutti i giorni, anche fuori dalle città. Il rumore del compressore del frigorifero ha iniziato a diventare davvero insopportabile, e poi, perché gli elettrodomestici insistono a emettere quei bip?

Che cos'è il rumore?

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

"Il suono è un'onda di pressione, quindi in acustica l'unico modo reale per misurarlo è in pascal", afferma Tom Richards, responsabile senior dell'ingegneria acustica e delle vibrazioni di Dyson. "I decibel sono un modo per convertire unità che non hanno senso in modo lineare. Noi percepiamo i suoni in modo logaritmico, quindi i decibel sono semplicemente un modo per rendere questi 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 varia a seconda dell'ambiente in cui viene effettuato il test, pertanto Dyson preferisce misurare la potenza sonora (Watt) di un dispositivo in camere semi-anecoiche.

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

Per parlare di rumore, useremo l'unità di misura più intuitiva dei decibel, perché si avvicina maggiormente 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 si condividono i gusti musicali del vicino, il suo impianto hi-fi risulta meno fastidioso.

Diversità uditiva: che suono è?

Il rumore è soggettivo e influisce su ognuno di noi in modo diverso. Ad esempio, alcune persone neurodivergenti sperimentano un sovraccarico sensoriale in cui i suoni risultano opprimenti. In realtà, non esiste una "normalità" in fatto di udito. Siamo un gruppo molto eterogeneo.

"Il presupposto della diversità uditiva è che molti interventi, ad esempio le normative sul rumore, partano dal presupposto di un 'udito normale'", afferma Cox. "Ma il cosiddetto 'udito normale' è quello che ha la maggior parte dei giovani adulti e rappresenta solo circa il 17% della popolazione."

Il suo collega Bill Davies dirige un nuovo centro di ricerca dottorale sulla diversità uditiva (LAURA) del Leverhulme Trust. Dalle città alla musica, fino all'elettronica di consumo, tutto è progettato per un ascoltatore "normale" che in realtà non esiste. Le persone che sentono in modo diverso, come un musicista con l'acufene, un fedele che legge il labiale o uno studente autistico, vengono emarginate da questo presupposto. LAURA si propone di trasformare questa mentalità per includere l'intero spettro dell'esperienza uditiva.

Schiavo 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 realizzare prodotti acustici di alta qualità favorisce una maggiore concentrazione, riduce l'ansia e lo stress, migliora la qualità del sonno e accelera il recupero".

L'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) considera l'inquinamento acustico non solo un fastidio ambientale, ma anche una minaccia per la salute pubblica. Il rapporto dell'OMS "Il peso delle malattie causate dal rumore ambientale: quantificazione degli anni di vita sana persi in Europa" illustra gli impatti sulla salute, tra cui malattie cardiovascolari, deficit cognitivi, disturbi del sonno e acufeni.

Si afferma, ad esempio, che nell'Europa occidentale si perdono ogni anno almeno un milione di anni di vita sana a causa del rumore legato al traffico. È importante sottolineare che si tratta dell'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 semplici, lo sono, ma ne stiamo usando molti di più.

«I singoli veicoli sono diventati più silenziosi, ma ce ne sono molti di più sulle strade», afferma il professor Trevor Cox, responsabile del Centro di ricerca acustica dell'Università di Salford. «E poiché le persone cercano di evitare il traffico, l'ora di punta si allunga e le strade secondarie si congestionano. Il livello di rumore "medio" non è poi così diverso, ma stiamo perdendo i quiet times . Questi rifugi dal rumore sono davvero importanti, così come lo è cercare di preservarli».

Le ricerche dell'OMS sull'esposizione al rumore hanno contribuito alla definizione delle normative britanniche in materia, che raccomandano una "dose di rumore". Pertanto, otto ore a 84 dB equivalgono a quattro ore di esposizione a 87 dB o due ore a 90 dB. Lo stesso vale per i prodotti presenti in casa.

"Questo è uno dei motivi per cui i nostri aspirapolvere hanno diverse modalità: per permettere alle persone di scegliere il livello di rumorosità desiderato", afferma Richards. "Se il vostro bambino dorme o siete sensibili al rumore, utilizzate la modalità Eco: potrete aspirare più a lungo con un livello di rumore molto basso. Oppure, per una pulizia mirata, attivate la modalità Boost. Anche in questo caso, il livello di rumore sarà relativamente basso, sebbene più elevato, perché l'aspirapolvere verrà utilizzato solo per un breve periodo di tempo."

I problemi di rumore sono cumulativi. I suoni provenienti da diverse fonti tendono ad essere incoerenti e si sommano. 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 principio, ascoltando il rumore ambientale esterno e riproducendo il suo opposto, un'onda sinusoidale coerente ma sfasata di mezzo ciclo, per annullarlo. Ecco perché le cuffie con cancellazione del rumore sono più efficaci contro un ronzio di fondo costante: treni, aerei e automobili.

Il suono della scienza

Annullare, isolare e assorbire il suono hanno la loro utilità, ma è preferibile eliminare il rumore fin dall'inizio: ad esempio, il costoso perfezionismo del bilanciamento del più recente motore Hyperdymium di Dyson per ridurre le vibrazioni, in modo che la scocca non vibri e non produca rumore. L'aspirapolvere Gen5Detect è il più veloce di Dyson, con una velocità di rotazione fino a 135.000 giri al minuto, nove volte superiore a quella di un motore di Formula Uno.

"Ogni rotore viene bilanciato individualmente", spiega Richards. "Viene misurato con estrema precisione e poi una fresa asporta una piccola parte della girante. Quindi ogni singolo rotore è leggermente diverso."

Anche la qualità del suono è importante. I decibel misurano solo l'intensità di un suono, ma alcuni suoni sono più fastidiosi di altri. Cox cita i droni come esempio: "Prendiamo un quadricottero. Non sono particolarmente rumorosi, ma il loro suono ha una qualità sgradevole, come quello di un insetto arrabbiato. Nella ricerca utilizziamo parametri psicoacustici che cercano di cogliere qualità che vanno oltre i decibel."

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 proveniente dalla rotta di volo perché il tuo sostentamento dipende da esso".

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

Quiet Mark testa e verifica oltre 80 categorie di prodotti, fornendo gratuitamente queste informazioni a livello globale a consumatori, architetti e progettisti. "La nostra strategia è che, se tutti acquistassimo, progettassimo e specificassimo prodotti silenziosi, potremmo collettivamente sconfiggere l'inquinamento acustico", afferma Szkiler.

Dispositivi di assistenza - Ausili 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. Decenni di musica ad alto volume e videogiochi stanno avendo un impatto significativo. La generazione X è doppiamente colpita: è cresciuta con il Walkman e ora ha tra i 50 e i 60 anni.

"Esiste ancora uno stigma legato agli apparecchi acustici", afferma Cox. "Molte persone che potrebbero trarne beneficio non li possiedono o non li indossano con la frequenza necessaria."

Una nuova categoria di dispositivi "non del tutto apparecchi acustici", che assomigliano più agli AirPods che a veri e propri dispositivi di assistenza uditiva, è pensata per coloro che non si sentono ancora pronti per un apparecchio acustico tradizionale. Ad esempio, il Signia Active Pro è destinato a persone con ipoacusia da lieve a moderata, ha l'aspetto di auricolari e utilizza un assistente basato sull'intelligenza artificiale per adattarsi all'ambiente circostante.

Esistono persino app che utilizzano il microfono dello smartphone per captare i suoni e amplificarli per inviarli alle cuffie, sebbene si tratti di uno strumento molto meno efficace di un apparecchio acustico. Si potrebbe paragonarlo a un cornetto acustico del XXI secolo.

Eliminare il ronzio progettando

L'assorbimento acustico rappresenta la prossima linea di difesa. Molte ricerche si stanno concentrando su strutture composite chiamate metamateriali.

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

Anche i materiali naturali hanno la loro utilità e incorporano molta meno anidride carbonica. Le siepi aiutano a bloccare le alte frequenze, ma sono meno efficaci contro il rumore stradale. Una ricerca finanziata dalla Royal Horticultural Society sta studiando come massimizzare la loro capacità di ridurre il rumore.

"Potrebbe trattarsi di combinare siepi e elementi di arredo urbano o di scegliere le specie giuste da coltivare", afferma Cox.

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

Questo articolo è un adattamento dell'articolo di Ingegneria e Tecnologia " Progettare un luogo tranquillo ".
Clicca qui per visualizzare l'articolo originale e integrale di Engineering + Technology