Capitolo 1 : Ingegneria acustica
L'ingegneria acustica, che a volte viene definita ingegneria acustica, è il sottocampo dell'ingegneria che si occupa delle vibrazioni e di vari tipi di suono. Comprende l'utilizzo dell'acustica, che è lo studio scientifico del suono e delle vibrazioni, nel campo della produzione. Gli ingegneri specializzati in acustica sono in genere coinvolti nella progettazione, analisi e controllo del suono.
La riduzione del rumore indesiderato, spesso nota come controllo del rumore, è uno degli obiettivi che possono essere raggiunti dall'applicazione dell'ingegneria acustica. È possibile che il rumore indesiderato abbia un impatto sostanziale sulla salute e sul benessere sia degli esseri umani che degli animali, oltre a causare la perdita dell'udito e un rendimento scolastico inferiore tra gli alunni delle scuole. I principi del controllo del rumore sono incorporati nella tecnologia e nella progettazione in una varietà di metodi diversi. Questi includono l'incorporazione del controllo del rumore attraverso la riprogettazione delle sorgenti sonore, la progettazione di barriere antirumore, fonoassorbenti, soppressori e zone cuscinetto e l'utilizzo di protezioni per l'udito (cuffie o tappi per le orecchie, tra le altre opzioni).
L'ingegneria acustica comprende non solo il controllo del rumore, ma anche l'utilizzo del suono per scopi benefici. Alcuni esempi di ciò includono l'utilizzo degli ultrasuoni nella pratica medica, la programmazione di sintetizzatori digitali, la progettazione di sale da concerto per migliorare il suono delle orchestre e la specifica dei sistemi audio delle stazioni ferroviarie per garantire che gli annunci siano comprensibili.
Gli ingegneri specializzati in acustica in genere hanno una laurea o superiore in un campo correlato all'ingegneria, come la fisica, l'acustica o un'altra specializzazione ingegneristica. In genere è necessario avere una laurea che contenga una grande quantità di materiale scientifico e matematico per poter lavorare come ingegnere acustico. Gli ingegneri acustici possono scegliere di lavorare nel campo della consulenza acustica, dove possono specializzarsi in aree specifiche come l'acustica architettonica, il rumore ambientale (rumore ambientale) o la gestione delle vibrazioni. In vari campi, gli ingegneri acustici possono essere responsabili di quanto segue: la progettazione di sistemi audio per auto; l'indagine sulle risposte umane ai rumori, come i paesaggi sonori urbani e gli elettrodomestici; lo sviluppo di software di elaborazione del segnale audio per banchi di missaggio; e la progettazione di altoparlanti e microfoni per telefoni cellulari. Inoltre, gli acustici sono interessati all'indagine scientifica e alla comprensione del suono. Un dottorato in filosofia è richiesto per alcune occupazioni, come i posti di professore.
Nella maggior parte delle nazioni, conseguire una laurea in acustica può servire come primo passo verso l'ottenimento della certificazione professionale e il corso di laurea stesso può essere ufficialmente riconosciuto da un'organizzazione professionale. Dopo il completamento di un corso di laurea certificato, l'ingegnere è tenuto a soddisfare una serie di prerequisiti per ottenere la certificazione. Non appena l'ingegnere ha completato la certificazione, gli viene conferito il titolo di Chartered Engineer (nella maggior parte dei paesi del Commonwealth).
PACS, acronimo di Physics and Astronomy Classification Scheme, è il sistema di classificazione utilizzato dalla Acoustical Society of America. Le sottodiscipline che vengono date si basano su questo sistema.
Il campo dell'aeroacustica si occupa dei modi in cui il rumore viene prodotto dal movimento dell'aria, ad esempio attraverso la turbolenza, nonché dei modi in cui il suono viaggia attraverso l'aria fluida. Lo studio dell'aeroacustica è essenziale per comprendere le fonti di rumore prodotte dalle turbine eoliche e dagli aeroplani, nonché per studiare il funzionamento degli strumenti a vento.
L'elaborazione del segnale analogico e digitale sono entrambe utilizzate nel processo di elaborazione del segnale audio, che è la manipolazione elettronica dei segnali elettronici. Ciò avviene per una serie di motivi diversi, tra cui:
Gli approcci algoritmici all'elaborazione del segnale audio sono sviluppati e utilizzati dagli ingegneri audio.
L'acustica architettonica, che viene spesso definita acustica degli edifici, tiene conto sia della scienza che dell'ingegneria coinvolte nella produzione di un suono piacevole all'interno di una struttura. È possibile che l'acustica architettonica si occupi di stabilire una buona intelligibilità del parlato in un teatro, in un ristorante o in una stazione ferroviaria; migliorare la qualità della musica in una sala da concerto o in uno studio di registrazione; o ridurre il rumore per rendere gli uffici e le case luoghi più produttivi e piacevoli in cui lavorare e vivere. Nella maggior parte dei casi, i consulenti acustici sono quelli che gestiscono la progettazione acustica architettonica.
Lo studio scientifico della generazione del suono e dell'udito negli animali è indicato come bioacustica a livello scientifico. Può comprendere cose come la comunicazione acustica e il comportamento degli animali ad essa collegato, così come l'evoluzione delle specie; i processi che gli animali impiegano per emettere suoni; la neurofisiologia degli animali; l'uso del suono per monitorare le popolazioni animali; e l'impatto che il rumore dell'uomo ha sugli animali.
Nel campo dell'ingegneria acustica, questo sottocampo si occupa della progettazione di varie apparecchiature audio, tra cui cuffie, microfoni, altoparlanti, sistemi audio, riproduzione del suono e registrazione. C'è stato un aumento significativo nell'utilizzo di dispositivi elettronici portatili in grado di riprodurre il suono e che dipendono dall'ingegneria elettroacustica. Alcuni esempi di questi dispositivi includono telefoni cellulari, lettori multimediali portatili e tablet.
È anche possibile utilizzare il termine "elettroacustica" per riferirsi a un insieme di processi elettrocinetici che avverranno in liquidi eterogenei quando sono sottoposti all'azione degli ultrasuoni.
Il campo dell'acustica ambientale si occupa della gestione del rumore e delle vibrazioni che sono determinate da una varietà di fonti, tra cui, a titolo esemplificativo ma non esaustivo, aeromobili, macchinari industriali, attività ricreative e qualsiasi altra attività che possa essere considerata indesiderata. Gli ingegneri acustici che si occupano di acustica ambientale hanno il compito di misurare o stimare i probabili livelli di rumore, decidere un livello accettabile per quel rumore e determinare vari metodi con cui il rumore può essere gestito. Il lavoro nel campo dell'acustica ambientale è tipicamente svolto da consulenti acustici o da individui che lavorano nel campo della salute ambientale. Studi recenti hanno posto una notevole attenzione sui paesaggi sonori, sull'utilizzo costruttivo del suono (come il suono delle fontane o il canto degli uccelli) e sul mantenimento di ambienti calmi.
Lo studio dell'acustica musicale si concentra sull'indagine e la descrizione della fisica della musica e della sua percezione, in particolare del funzionamento dei suoni che vengono utilizzati nelle composizioni musicali. La voce umana (la fisica e la neurofisiologia del canto), l'analisi computerizzata della musica e della composizione, l'applicazione terapeutica della musica in musicoterapia e la percezione e la cognizione della musica sono tutti inclusi in questa categoria. Altri argomenti che rientrano in questa categoria includono la funzione e il design degli strumenti musicali, compresi i sintetizzatori elettronici.
Il controllo del rumore si riferisce a un insieme di misure che mirano a limitare l'inquinamento acustico. Queste tattiche includono la riduzione del rumore alla fonte, l'inibizione della propagazione del suono attraverso l'uso di barriere antirumore o altre strutture di tipo simile o l'uso di protezioni per le orecchie come tappi per le orecchie o cuffie. Stabilire il controllo nel punto di origine è il metodo più efficiente ed economico per fornire il controllo del rumore. Il termine "rumore, vibrazioni e durezza" (NVH) si riferisce alla progettazione dell'ingegneria del controllo del rumore utilizzata per automobili e camion. L'uso dell'isolamento dalle vibrazioni, l'applicazione di assorbenti acustici e l'installazione di cabine acustiche sono altri metodi che possono essere utilizzati per ridurre il rumore del prodotto. Il campo dell'ingegneria acustica può includere molto di più della semplice gestione del rumore; Può anche indagare su quale sia il suono ottimale per un prodotto. Ad esempio, può essere utilizzato per manipolare il suono delle porte che si chiudono sulle automobili.
Un campo di studio noto come psicoacustica cerca di capire come le persone reagiscono ai suoni che sentono, che si tratti di un rumore forte che dà fastidio o di una musica che è bella. Quando si tratta di diversi sottocampi dell'ingegneria acustica, un ascoltatore umano funge da giudice ultimo per stabilire se un progetto ha successo o meno. Ad esempio, un ascoltatore umano può determinare se la localizzazione del suono è efficace o meno in un sistema audio surround. L'obiettivo del campo della psicoacustica è quello di trovare un modo per conciliare le risposte fisiologiche e psicologiche indotte dagli stimoli acustici con tutti gli aspetti scientifici, oggettivi e fisici che le circondano.
L'ingegneria acustica dedica una parte significativa della sua ricerca allo studio del parlato, che comprende la generazione, l'elaborazione e la percezione delle vocalizzazioni. Rientrano in questa categoria discipline come la linguistica,...
