Isolamento acustico e assorbimento acustico: la differenza, spiegata con i numeri

Isolamento acustico e assorbimento acustico rispondono a due domande distinte. La domanda dell’isolamento acustico è: quanto suono passa da un ambiente a quello accanto? La domanda dell’assorbimento acustico è: quanto riverbera un ambiente al suo interno? La prima domanda appartiene all’acustica edilizia, la seconda all’acustica degli ambienti (acustica architettonica).

L’isolamento acustico descrive l’ostacolo alla propagazione del suono verso gli ambienti adiacenti, essenzialmente per l’inerzia di un elemento costruttivo massiccio e pesante. L’assorbimento acustico descrive la trasformazione dell’energia sonora in calore su una superficie porosa o vibrante all’interno dell’ambiente stesso. Una parete pesante in calcestruzzo isola molto bene e assorbe pochissimo. Una schiuma a celle aperte assorbe molto bene e isola pochissimo. È una conseguenza diretta della fisica dei due fenomeni.

In pratica significa: contro il rumore dell’appartamento vicino servono massa e separazione costruttiva, un pannello fonoassorbente sulla superficie non serve a nulla. Contro il riverbero eccessivo e la scarsa intelligibilità del parlato nel proprio ambiente serve l’assorbimento, una parete più pesante non serve a nulla. Chi confonde le due cose compra il prodotto sbagliato per il proprio problema.

L’isolamento ai rumori aerei di un elemento costruttivo si descrive con il potere fonoisolante R in decibel. Dall’andamento in funzione della frequenza, una procedura normalizzata secondo ISO 717-1 ricava un unico indice: il potere fonoisolante ponderato (indice di valutazione). In laboratorio, senza trasmissioni laterali, si chiama Rw; in opera, con la trasmissione attraverso gli elementi di fiancheggiamento, si chiama R'w, potere fonoisolante apparente. A causa delle trasmissioni laterali, R'w risulta di regola più basso dell’Rw dello stesso elemento. R si misura in laboratorio secondo UNI EN ISO 10140 e in opera secondo UNI EN ISO 16283-1.

Per l’isolamento degli elementi monostrato è determinante la legge di massa di Berger. Nel caso ideale teorico il potere fonoisolante aumenta di 6 dB per ogni raddoppio della massa per unità di superficie e altrettanto di 6 dB per ogni raddoppio della frequenza (ottava). Nella pratica edilizia l’incremento per raddoppio della massa, a causa degli effetti di risonanza e di coincidenza, si colloca spesso piuttosto tra 4 e 5 dB. Ciò che conta è l’ordine di grandezza: l’isolamento nasce da massa e rigidezza. La rigidezza è però un’arma a doppio taglio: abbassa la frequenza critica e può peggiorare l’isolamento nella gamma media.

La legge di massa vale solo in un intervallo di frequenza limitato. Alla frequenza di coincidenza l’isolamento crolla. La frequenza critica fc è la frequenza più bassa alla quale si verifica la coincidenza. Il punto più basso del crollo si trova circa a 2·fc, e solo al di sopra di circa 3·fc l’isolamento torna a seguire la legge di massa. Per questo le lastre sottili e rigide a flessione hanno spesso un punto debole udibile.

Come orientamento sui requisiti: la norma tedesca DIN 4109-1:2018 richiede per le pareti divisorie tra alloggi negli edifici plurifamiliari un R'w di almeno 53 dB. Il livello di rumore di calpestio normalizzato ponderato L'n,w è stato inasprito nella nuova edizione da 53 dB a 50 dB. Sono valori minimi; l’isolamento acustico maggiorato secondo la linea guida tedesca VDI 4100 o il supplemento 2 della DIN 4109 (Beiblatt 2) si colloca più in alto (in Italia i requisiti acustici passivi degli edifici sono fissati dal DPCM 5 dicembre 1997). Questi valori si raggiungono con la costruzione e con la massa, i rivestimenti superficiali non hanno alcun ruolo.

L’assorbimento acustico si descrive con il coefficiente di assorbimento acustico α, un valore adimensionale compreso tra 0 (riflessione totale) e 1 (assorbimento totale). Il coefficiente di assorbimento αs degli assorbitori piani si misura in camera riverberante secondo UNI EN ISO 354. Dai valori misurati per bande di terzo d’ottava si ricavano i coefficienti di assorbimento pratici αp per banda d’ottava, e dalle bande d’ottava da 250 a 4000 Hz si ottiene secondo ISO 11654 il coefficiente di assorbimento acustico ponderato αw. In camera riverberante αs può risultare per calcolo superiore a 1 a causa degli effetti di diffrazione.

La procedura lavora, in modo simile all’isolamento, con una curva di riferimento. La curva viene spostata a passi di 0,05 in modo che la somma degli scostamenti sfavorevoli sia al massimo 0,10. Il valore della curva spostata a 500 Hz dà αw. Se in una banda il coefficiente di assorbimento pratico supera la curva di 0,25 o più, si aggiunge un indicatore di forma: L per le basse frequenze (250 Hz), M per le medie (500 e 1000 Hz), H per le alte (2000 e 4000 Hz). Da αw si ricavano le classi di assorbimento acustico da A a E, dalla classe A (αw da 0,90 a 1,00) alla classe E (αw da 0,15 a 0,25). I valori sotto 0,15 non sono classificati.

L’effetto nell’ambiente passa attraverso l’area di assorbimento equivalente A. È il prodotto tra la superficie S e il coefficiente di assorbimento α. Un pannello con α = 0,8 su 10 m² fornisce quindi 8 m² di area di assorbimento equivalente. La somma di tutte le A presenti nell’ambiente determina il tempo di riverberazione tramite la formula di Sabine T = 0,161 · V/A. Più area di assorbimento significa riverbero più breve.

La confusione più frequente nella pratica suona così: appendo un pannello fonoassorbente alla parete e sento meno il vicino. Fisicamente non è vero.

Il potere fonoisolante apparente si determina in opera dalla differenza di livello e da una correzione: R' = L1 - L2 + 10 · lg(S/A) secondo ISO 16283-1. S è la superficie della partizione e A l’area di assorbimento equivalente nell’ambiente ricevente. In questa equazione il pannello agisce esclusivamente tramite A nell’ambiente ricevente. La parete resta fisicamente identica: stessa massa, stessa rigidezza, stesso comportamento di trasmissione.

Ora l’ordine di grandezza. Se si raddoppiasse A nell’ambiente ricevente, il termine correttivo 10 · lg(S/A) diminuirebbe di 10 · lg(2), cioè circa 3 dB, e l’R' misurato peggiorerebbe per calcolo addirittura leggermente. Ma un singolo pannello a parete non raddoppia A nemmeno lontanamente. Un ambiente ricevente arriva facilmente a un’area di assorbimento equivalente da 30 a 50 m². Un pannello di 2 m² con α = 0,8 ne aggiunge 1,6 m². Rispetto a 40 m² corrisponde a 10 · lg(41,6/40) ≈ 0,17 dB, quindi nettamente sotto 0,5 dB e non udibile. L’isolamento ai rumori aerei della parete resta praticamente invariato.

Lo stesso assorbitore nella scala giusta cambia invece il riverbero in modo chiaramente udibile. In una sala riunioni da 200 m³ con 40 m² di area di assorbimento il tempo di riverberazione è di circa 0,8 s (T = 0,161 · 200/40 = 0,805 s). Per scendere a 0,6 s servono circa 14 m² di area di assorbimento in più (A = 0,161 · 200/0,6 = 53,7 m², quindi circa 13,7 m² in più), per esempio sotto forma di pannelli acustici o vele acustiche. Il livello sonoro nell’ambiente obbedisce intanto al limite di 10 · lg(A2/A1): persino un raddoppio dell’assorbimento abbassa il livello in campo diffuso al massimo di circa 3 dB. L’assorbimento rende l’ambiente più silenzioso e più chiaro, ma non rende le pareti più isolanti.

Accanto a isolamento e assorbimento compare di continuo un terzo termine: l’attenuazione acustica (smorzamento). Nel linguaggio quotidiano e persino nei testi dei prodotti viene spesso usato come sinonimo di assorbimento, il che aumenta la confusione.

L’attenuazione acustica indica l’ostacolo alla propagazione del suono tramite l’assorbimento del suono aereo, cioè la trasformazione dell’energia sonora in energia non udibile. In sostanza l’attenuazione è quindi lo stesso processo fisico dell’assorbimento acustico e appartiene all’acustica degli ambienti. Non esiste per essa un indice normalizzato in decibel come per l’isolamento: ciò che si misura e si dichiara è il coefficiente di assorbimento. Nell’acustica tecnica, attenuazione indica inoltre in generale le perdite di energia, per esempio nei silenziatori o come diminuzione del livello con la distanza. Qui si tratta della confusione con l’assorbimento.

Regola pratica per orientarsi: se l’indice ha come unità il decibel e una R nel simbolo, si parla di isolamento e di separazione tra ambienti. Se ha una α e un valore tra 0 e 1, si parla di assorbimento o attenuazione e del suono all’interno di un ambiente. Per la scelta dei prodotti questa distinzione è decisiva, perché un αw elevato non dice nulla sull’isolamento acustico e un Rw elevato non dice nulla sul comportamento all’assorbimento.

Per scegliere un materiale conviene prima inquadrare con precisione il problema e poi richiedere l’indice giusto.

Problema rumore dei vicini, calpestio, rumore da ambiente a ambiente: è acustica edilizia. Determinante è R'w in dB secondo ISO 717-1, per il calpestio L'n,w, e i requisiti della DIN 4109. Le soluzioni vengono dalla massa, da costruzioni a doppio strato con separazione e dall’eliminazione delle vie laterali. Un pannello fonoassorbente sulla superficie qui non aiuta.

Problema riverbero eccessivo, scarsa intelligibilità del parlato, livello di rumore elevato nello stesso ambiente: è acustica degli ambienti. Determinante è il coefficiente di assorbimento, l’αw ponderato secondo ISO 11654 e l’area di assorbimento equivalente che ne deriva. Le soluzioni vengono da un’area di assorbimento sufficiente su soffitto e pareti, dimensionata con la formula di Sabine e con valori obiettivo, per esempio secondo la DIN 18041 (la norma tedesca sui valori obiettivo del tempo di riverberazione); in Italia la UNI 11532-2:2020 per gli edifici scolastici segue un approccio analogo, dipendente dal volume.

Nel confronto tra schede tecniche aiuta una separazione netta: αw e la classe di assorbimento da A a E descrivono l’acustica dell’ambiente, R'w o Rw in dB descrivono l’isolamento acustico. Due valori dichiarati uno accanto all’altro appartengono a prove diverse secondo norme diverse: l’uno non si può ricavare dall’altro. Un materiale che in un unico strato isoli bene e assorba bene è raro. La norma sono le stratigrafie multistrato, per esempio una parete divisoria pesante e densa come sistema massa-molla-massa per l’isolamento più una controparete porosa per l’assorbimento sul lato ambiente. Una base di dati neutrale con valori reali misurati secondo ISO 354 permette di confrontare αw attraverso le bande di frequenza invece di affidarsi a un singolo numero di marketing.