Proprietà acustiche di materiali poliuretanici a cella aperta: Indagine sperimentale e modelli di previsione

Nel presente articolo vengono riportati i risultati dell’indagine condotta a livello nazionale presso alcuni tra i maggiori fornitori di materiali poliuretanici con proprietà fonoassorbenti. Sui campioni di materiali forniti dalle aziende sono state eseguite prove sperimentali di diversi parametri fisici e acustici e si è evidenziata una elevata variabilità dei risultati dovuta alla scarsa omogeneità dei materiali e alla loro diversa struttura interna. Nel presente lavoro vengono inoltre presentati alcuni modelli matematici di previsione delle proprietà acustiche di tali materiali. Sono stati studiati e applicati i due modelli empirici di Delany-Bazley e Wu (che permettono di calcolare le grandezze acustiche complesse in funzione della resistività al flusso d’aria) e il modello fenomenologico proposto da Johnson, Allard e Champoux. Per mezzo di quest’ultimo, assumendo rigida la struttura del materiale, è possibile determinare le grandezze acustiche complesse in funzione di cinque proprietà del materiale: la resistività al flusso d’aria, la porosità, la tortuosità e le lunghezze caratteristiche termica e viscosa. Per la determinazione della tortuosità e delle lunghezze caratteristiche, parametri non misurati sperimentalmente, è stata applicata una procedura di determinazione inversa basata sulla tecnica di minimizzazione dei valori teorici del coefficiente di assorbimento per incidenza normale rispetto ai valori della stessa grandezza misurati sperimentalmente. Dal confronto tra i risultati ottenuti si evince che per questa tipologia di materiali i modelli empirici non sono sufficienti a prevederne il comportamento acustico, mentre il modello di Johnson, Allard e Champoux è in grado di riprodurlo con maggiore precisione, previa determinazione di tutti i parametri richiesti. Alcuni limiti del metodo inverso per la determinazione di tortuosità e delle lunghezze caratteristiche termica e viscosa sono stati rilevati e indicano la necessità di una loro determinazione sperimentale