Relazione tra propagazione del suono e quote dei velivoli

Un parametro decisivo per la valutazione delle quote di volo degli aerei impegnati nelle operazioni clandestine di aerosol, è il suono. Accade, infatti, molto spesso, sia di notte sia di giorno, di udire perfettamente il rombo dei motori dei tanker chimici, per quanto questi, soprattutto durante le ore diurne, facciano bene attenzione a sorvolare a velocità ridotte (spesso prossime allo stallo) proprio per non destare l'attenzione dei cittadini. Non sono rari quei casi in cui si può benissimo osservare il velivolo sulla propria verticale e, contemporaneamente, udire distintamente il rombo dei reattori. Ciò conferma inequivocabilmente la bassa quota di sorvolo, visto che il suono ci giunge quasi in contemporanea all'avvistamento del velivolo sulla perpendicolare. Come sappiamo, la propagazione del suono dipende in varia misura da diversi fattori che rendono praticamente impossibile riuscire a percepire il rumore prodotto dai motori a reazione di un aereo che sorvola a quote comprese tra 8.000 e 14.000 metri. E' quindi chiaro che è una menzogna affermare che quegli aerei che osserviamo rilasciare scie, sono aerei di linea che volano ad alte quote e che quindi siamo di fronte a semplici scie di condensazione.


Propagazione del suono

[Lo studio è disponibile qui in formato pdf]

Data una sorgente di suono, questo si propaga allo stesso modo in tutte le direzioni. Possiamo dire che si propaga secondo fronti d’onda sferici. La superficie del fronte d’onda aumenta in proporzione col quadrato della distanza dalla sorgente. Di conseguenza l’energia che possiede il fronte d’onda si distribuisce su tutta la superficie, per cui su una singola unità di superficie avremo un’energia che decresce proporzionalmente al quadrato della distanza. Insomma, secondo leggi elementari della fisica legate alla propagazione delle onde sonore, se la distanza raddoppia l'intensità diventa un quarto, se la distanza triplica l'intensità diventa un nono, se la distanza diventa 10 volte più grande, l'intensità del suono diviene 100 volte più piccola (10*10).

Attenuazione per assorbimento atmosferico

Le onde sonore che si propagano attraverso l'aria sono attenuate a causa di due fenomeni:

• dissipazione termica e viscosa nell'aria;
• rilassamento quantistico dovuto ai modi rotazionali e vibrazionali delle molecole.

Il primo fenomeno è funzione della temperatura e della pressione atmosferica, il secondo anche dell'umidità relativa dell'aria. Inoltre l'assorbimento atmosferico dipende fortemente dalla frequenza del suono e dalle condizioni atmosferiche.

Attraverso una combinazione di analisi teoriche e misurazioni sperimentali si è giunti ad una definizione abbastanza accurata dell'attenuazione per assorbimento atmosferico di toni puri (ISO 9613-1:1993).

Questa è esprimibile come:

dove p(r) è la pressione sonora dopo avere percorso una distanza r; p(0) è la pressione sonora iniziale a r=0; a è il coefficiente di attenuazione in Np/m; alfa è il coefficiente di attenuazione in dB/m (=8,686a).


Il decibel è un'unità di misura del suono che si calcola in base ad un rapporto, ovvero in base al logaritmo di un rapporto. Se due grandezze misurano una A e l'altra A/2 (la metà di A), la loro differenza è A/2, ma, se si calcola il rapporto espresso in decibel fra le due grandezze fisiche (vedi definizione di decibel), ottengo un numero che è uguale a 10*log(2)=3,01 [il logaritmo è per definizione un logaritmo in base 10]. Dal momento che il rapporto tra la prima grandezza e la seconda è 2, si ottiene un numero che è uguale a 10*log(2)=3,01.

Se due grandezze misurano una A e l'altra A/4, il decremento in decibel è quindi pari a 10*log(2)=6,02. Si ottiene un numero esattamente il doppio del precedente, perché per le proprietà dei logaritmi log(b*c)=log(b)+log(c) e quindi log (2*2)=log(2)+log(2).

Dato che l’energia è proporzionale all’intensità sonora, possiamo concludere nel modo seguente:

• L’intensità sonora decresce con il quadrato della distanza.

Volendo esprimere in decibel questa variazione, si evince ciò:

• Raddoppiando la distanza, l’intensità sonora decresce di 6 dB
• Decuplicando la distanza, l’intensità sonora decresce di 20 dB

Quindi, se, ad esempio, misuriamo un'intensità di 100 dB ad un metro da un diffusore acustico, si otterranno i seguenti valori:

• A due metri avremo 94 dB
• A dieci metri avremo 80 dB

Si nota quindi come il fattore distanza sia molto rilevante nell’attenuazione dell’intensità acustica. Il suono si propaga ad una velocità che dipende dalla natura del mezzo elastico in cui si diffonde. Inoltre tale velocità è condizionata, sebbene in misura minore, dalla temperatura, dalla pressione e dall’umidità. Vediamo qual è la velocità del suono in alcuni mezzi elastici (in metri/secondo):

Biossido di carbonio 258
Ossigeno 317
Atmosfera 344
Acqua 1.437
Rame 3.560
Marmo 3.810
Ferro 5.000

Come si è visto nello schema sopra, la velocità del suono nell'aria è di circa 344m/s. Più il mezzo è denso, più il suono si propaga velocemente. Un suono che si propaga all'interno di un mezzo ha una velocità di propagazione che dipende dalle caratteristiche del medium stesso. Ogni mezzo ha una sua tipica velocità del suono calcolata ad una temperatura costante di 23.24° C. Questo serve come valore di riferimento, in quanto, al variare della temperatura, variano le caratteristiche del mezzo e dunque la velocità del suono al suo interno. Quando un mezzo viene riscaldato, alle sue particelle viene trasferita energia cinetica. Quando vengono in contatto con un fronte d'onda, le particelle del mezzo rispondono più prontamente alla sollecitazione e trasmettono dunque l'energia sonora ricevuta più velocemente. Ciò si traduce nella maggiore velocità del suono nel mezzo. Mediamente si riscontra un aumento (diminuzione) di velocità di 0.6 m/s per ogni incremento (decremento) di un grado C della temperatura del mezzo.

Secondo le normative in vigore, il rumore di un aviogetto ad 800 metri di quota sulla verticale, non deve superare i 75 db (voce forte ad un metro). Considerando che, se si raddoppia la distanza, l’intensità sonora decresce di 6 dB, possiamo dedurre che un aereo che sorvola a 1.600 metri trasferisce a terra, in media, un rumore pari a 69 db (conversazione normale ad un metro). Decuplicando la distanza l'intensità sonora diventa un centesimo, perciò il decremento in decibel dell'intensità udita è pari a 10*log(100) =10*2=20, ossia circa 55 db (intensità sonora paragonabile a quella di una conversazione tranquilla in un salotto). A mano a mano che si sale di quota, ovviamente il suono si attenua, sino a diventare irrilevante e questo spiega perché un velivolo che incrocia a 12.000 metri non può, salvo casi eccezionali, essere percepito. Qualcuno ha mai udito gli aerei di linea prima dell'inizio delle operazioni di aerosol, a meno che questi non fossero in fase di atterraggio o decollo? Infatti il rumore corrisponderebbe in teoria a circa 45 db (il brusio udibile in una biblioteca dove è fatto divieto di parlare e si può solo sussurrare). Se oltretutto consideriamo il medium atmosferico come ulteriore ostacolo alla trasmissione del suono (basse temperature in quota ed aria rarefatta), la dissipazione del rumore sarà ancora maggiore, portandoci in realtà ad una emissione sonora proveniente dal velivolo verso il suolo di circa 20 db (studio di radiodiffusione). E' un suono praticamente inudibile.

Sappiamo, invece, che i tankers che sorvolano a basse quote possono essere uditi anche dall'interno di un appartamento con le finestre chiuse, dotate di doppi vetri e ciò non sarebbe possibile, se si trattasse di sorvoli a quote uguali o superiori agli 8.000 metri. Questa conclusione dimostra una volta di più che siamo di fronte a velivoli che incrociano ampiamente al di sotto delle quote tipiche degli aerei commerciali e quindi ad altitudini (1.500/5.000 metri) non idonee alla formazione di contrails.

All'approssimarsi dell'aereo, si manifesta una componente alle alte frequenze (2.000 Hz) dovuta all'aria che entra nel motore. Al passaggio sulla verticale tale componente inizia a diminuire, mentre aumentano quelle a bassa frequenza (sotto i 500 Hz) e, nel contempo, è presente una componente ad alta frequenza prodotta dagli scappamenti del fan (3.150 Hz).

Dopo il passaggio dell'apparecchio, il rumore presenta come dominante le basse frequenze dovute allo scappamento dei gas di scarico, dalle quali dipende anche la lunga persistenza nel tempo del suono. Per il medesimo aereo in fase di atterraggio, la durata del rumore risulta minore di quella di decollo. Le alte frequenze sono più pronunciate sia in avvicinamento sia sulla verticale, in quanto l'aereo si trova più vicino al suolo, mentre le componenti a bassa frequenza sono minori in seguito ai minori valori di potenza del motore, producendo così meno rumore.

L'effetto di attenuazione dell'atmosfera assume importanza, in quanto il rumore che si propaga all'aperto decresce di intensità con l'aumento della distanza tra sorgente e ricevente. Tale attenuazione viene misurata in dB e dipende dall'incidenza di diversi meccanismi, principalmente la divergenza geometrica a partire dalla sorgente, l'assorbimento di energia acustica per opera dell'aria, la presenza di vegetazione, le condizioni meteorologiche come vento e gradienti di temperatura e la presenza di barriere naturali e artificiali.

L'attenuazione dovuta alla divergenza geometrica a partire dalla sorgente è di circa 6 dB al raddoppio della distanza. La potenza sonora generata dai motori del velivolo si ripartisce sulla superficie di una sfera in rapporto alla direzione della sorgente stessa e, aumentando il raggio della sfera con la propagazione dell'onda, l'energia si diluisce su una superficie sempre maggiore, con conseguente riduzione del livello sonoro lungo l'asse che collega la sorgente al ricettore. La direzione dei motori e la traiettoria della sorgente fanno sì che nel punto di osservazione non cambi solo il livello durante il sorvolo, ma anche lo spettro.

La diminuzione dovuta all'assorbimento di energia acustica per opera dell'aria in cui le onde sonore si propagano, dipende dal fatto che essa viene gradualmente trasformata in energia termica, soprattutto attraverso meccanismi di vibrazione delle molecole di ossigeno, provocando il cosiddetto assorbimento atmosferico. L'assorbimento risulta tanto più elevato, se la frequenza del rumore si avvicina alla frequenza di rilassamento delle molecole, la quale dipende dalla temperatura e dall'umidità dell'aria (se il medium ha scarsa umidità relativa, il suono si diffonde meno facilmente) ed è proporzionale alla distanza intercorrente tra sorgente e ricevitore.

L'attenuazione dovuta alla presenza di vegetazione risulta sensibile quando sia la sorgente sia l'osservatore si trovano a distanza ridotta dal suolo. Alberi e vegetazione bassa determinano, infatti, un leggero affievolimento per effetto schermo; per frequenze inferiori ai 1.000 Hz il loro contributo è dovuto prevalentemente all'effetto suolo, poiché le radici rendono il terreno più poroso.

Al contrario, fattori come vento, gradienti di temperatura e turbolenze atmosferiche possono influire in maniera rilevante attraverso le loro fluttuazioni. In particolare, la velocità del vento cresce normalmente con la quota e l'osservatore in direzione del vento riceve alti livelli sonori, mentre in caso contrario il rumore può subire un'attenuazione fino a 20 dB. I gradienti di temperatura influiscono in quanto la velocità del suono è una funzione crescente con la temperatura dell'aria (in genere si calcola un decremento di velocità del suono pari a 0,6 m/s per ogni grado in meno). La turbolenza atmosferica è, invece, spesso localizzata in prossimità dello strato di inversione termica e, combinata con questo, produce una rifrazione del raggio sonoro.

Con questo articolo speriamo di aver chiarito, una volta per tutte, anche attraverso lo studio della propagazione del suono, che quanti giustificano le scie chimiche come innocue scie di condensa prodotte da velivoli di linea ad alta quota non sono altro che mentitori. A riprova del fatto che esiste una reale cospirazione dei mass media e di tutta una serie di organizzazioni volte a nascondere la realtà del fenomeno delle scie chimiche, è il caso di riportare le parole pronunciate dal signor Toselli (membro del C.I.C.A.P. nonché autore dell'articolo disinformativo pubblicato dalla rivista Focus) ad una conferenza sulle scie chimiche svoltasi ad Alessandria.

Consigliamo vivamente di ascoltare l'intervento registrato di tale conferenza [ link ] per capire quali mezzucci usa il sistema di potere per tentare di confutare l'esistenza delle scie tossiche: i disinformatori non muovono obiezioni sui dati, sulle notizie, sulle osservazioni, sulle ricerche, ma screditano con ogni stratagemma le persone che informano, ridicolizzandole e depistando il pubblico con affermazioni astruse, bislacche ed assurde su argomenti diversi da quelli inerenti alle scie chimiche.

Di seguito un piccolo, ma significativo saggio dell'ignoranza esibita dal Toselli.

"Non lo so, lo studio … si è detto che il suono, quando sentiamo il suono di un aereo sulla verticale vuol dire che questo è al di sotto di una certa quota, senza pensare che il suono si propaga a 360° quindi lei può essere totalmente spostato rispetto alla verticale".

Signor Toselli... un consiglio: la prossima volta, prima di proferire parola, studi l'ABC e le tabelline oppure taccia. Farà una figura migliore.

"Le sorgenti principali del rumore causato da aeromobili convenzionali sono il flusso aerodinamico ed i sistemi di propulsione. Il primo viene definito anche rumore della struttura dell'aereo e viene prodotto dal flusso d'aria sulla fusoliera, dalle sue cavità, dalle superfici di controllo e dai carrelli d'atterraggio. Per tale motivo esso risulta responsabile del contributo dominante del disturbo all'interno dell'aeroplano stesso, mentre diventa di entità trascurabile rispetto al rumore dei motori per quanto riguarda la prossimità degli intorni dell'aeroporto".

Calcolo della quota in base al suono percepito

Fonti:

Associazione Italiana di Acustica
Seminario Noise Mapping
Bologna 21-22 giugno 2001
Propagazione del rumore in ambiente esterno

Ringraziamo l'amico Corrado Penna (fisico) per la preziosa consulenza fornitaci.

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