2 Gennaio 2024
9:34

Perché l’ambiente sembra più silenzioso quando cade la neve?

La neve fresca, depositata al suolo, può assorbire oltre l’80% delle onde acustiche a media frequenza della gamma uditiva umana, grazie alla sua elevata porosità, rendendo l'ambiente più silenzioso.

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Perché l’ambiente sembra più silenzioso quando cade la neve?
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Avete mai notato come, dopo una nevicata, l'ambiente sembri improvvisamente più silenzioso e tranquillo? Non si tratta di uno scherzo della mente. La neve fresca e soffice, grazie alle sue proprietà fonoassorbenti, dovute alla sua elevata porosità, riesce effettivamente a creare una calma avvolgente. Ma da dove arriva questa capacità di assorbire i suoni? In breve, quando le onde sonore colpiscono la neve, molta dell'energia trasportata è assorbita all'interno dei suoi pori pieni d'aria. In questo articolo approfondiamo la relazione tra la porosità della neve, la quantità d'aria contenuta nella neve fresca e la proprietà fonoassorbente.

Perché quando nevica c'è silenzio: la porosità della neve

La neve fresca, poggiata al suolo, riesce a bloccare la propagazione di alcune onde acustiche grazie ai pori da cui è costituita. A causa della geometria con cui si organizzano i cristalli di neve, i fiocchi di neve sono strutture porose, cioè presentano numerosi spazi interstiziali, ovvero vuoti tra i vari prismi di ghiaccio che compongono il singolo fiocco. Contrariamente a quanto si potrebbe pensare, questi spazi non sono completamente vuoti; in realtà, sono occupati da aria.

La porosità della neve, cioè il volume occupato dai pori rispetto al volume totale, può superare l'87% quando la neve è fresca e appena depositata al suolo. Questa alta porosità è ciò che rende la neve soffice al tatto. Fondamentalmente, la neve fresca è composta per la stragrande maggioranza da aria, la quale riempie sia pori isolati sia complessi sistemi di pori interconnessi, formando una rete di minuscoli canali. Proprio questa alta porosità è la proprietà fondamentale che permette alla neve di assorbire i suoni ambientali.

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L’immagine (realizzata con un apposito software di analisi) mostra la ricostruzione di una sezione cubica di lato 6 mm di una porzione di neve fresca con porosità pari all’88%. Credits: FRAUNHOFER–INSTITUT FÜR BAUPHYSIK IBP.

Le proprietà fonoassorbenti della neve

La capacità fonoassorbente della neve è proprio legata alla sua elevata porosità. Quando le onde acustiche colpiscono la neve, gran parte dell'energia trasportata viene assorbita e intrappolata all'interno dei suoi pori, per poi essere dissipata, principalmente sotto forma di calore, nel materiale circostante. Di conseguenza, solo una piccola porzione dell’energia incidente viene reimmessa nell'ambiente esterno. Questo processo riduce efficacemente la quantità di suono riflessa dalla superficie nevosa, contribuendo così a creare un ambiente più silenzioso.

La capacità di un materiale artificiale o naturale di assorbire il suono si misura attraverso il coefficiente di assorbimento acustico, noto anche come indice di fonoassorbimento, tradizionalmente indicato con α. Questo parametro rappresenta la quantità di energia assorbita dal materiale sul totale di energia trasportata dall’onda incidente sul materiale stesso. L’indice di fonoassorbimento varia da 0 a 1, dove 0 indica nessun assorbimento, e quindi il materiale funge da perfetta superficie riflettente, mentre 1 indica massimo assorbimento, e quindi il materiale ha ottime qualità fonoassorbenti.

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Riflessione, trasmissione e assorbimento dell’energia incidente una superficie di discontinuità. Credits: Domenico Ravidà

Esperimenti condotti in laboratorio su campioni di neve con porosità pari all’87% hanno misurato indici di fonoassorbimento superiori a 0,5 per onde acustiche con frequenze maggiori di 490 Hz. Sugli stessi campioni, gli indici di fonoassorbimento raggiungono valori compresi tra 0,8 e 1 per onde sonore con frequenze comprese tra 750-2000 Hz. I valori dell’indice di fonoassorbimento tendono a diminuire negli esperimenti condotti su campioni con porosità più bassa. Considerando che la gamma uditiva umana è compresa tra 20 e 20.000 Hz, la neve è effettivamente in grado di bloccare alcuni dei suoni percepiti dal nostro orecchio.

Ulteriori studi hanno evidenziato come il coefficiente di assorbimento acustico della neve vari anche in funzione del suo spessore. Per esempio, per frequenze comprese tra 500 e 4000 Hz, uno strato di neve di 2,5 cm ha un indice di fonoassorbimento compreso tra 0,65 e 0,85, mentre supera 0,9 per campioni spessi 10 cm.

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Gamma di frequenze percepite dall’uomo.

Cosa succede quando la neve congela?

Quindi, sì! La neve riesce a assorbire e dissipare una buona parte dei suoni percepiti dall’orecchio umano, soprattutto quelli appartenenti alla media frequenza della gamma uditiva umana.

Quanto discusso finora è valido principalmente per la neve fresca, che è costituita da un vero e proprio labirinto di pori. Tuttavia, con l'aumentare del grado di compattazione della neve e la sua trasformazione in ghiaccio, la porosità diminuisce drasticamente. Già nella neve compatta si osserva una riduzione di oltre il 30% del volume dei pori. Con la diminuzione della porosità, anche le proprietà fonoassorbenti si riducono notevolmente. Invece, la neve altamente compattata o il ghiaccio agiscono come una superficie riflettente. Questo può produrre, a volte, un effetto inverso, generando un ambiente che potrebbe sembrare più rumoroso.

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