Rumore delle navi

Il rumore delle navi è caratterizzato dalle emissioni di onde acustiche in mare da parte dei semoventi.

Il fenomeno interessa il calcolo delle portate del sonar al pari del rumore del mare ma in senso opposto; il rumore del mare elevato ostacola la scoperta dei bersagli, il rumore emesso dalle navi è indispensabile per la loro scoperta.

Caratteristiche del rumore irradiato dalle navi

La distribuzione del rumore attorno alla nave è raffigurata con un particolare tracciato in coordinate polari detto a farfalla; la figura 1 riporta uno esempio di questo tipo:

figura 1 Diagramma polare del rumore emesso da una nave

Le cause che provocano il rumore delle navi dipendono dai fenomeni sotto elencati:

• Cavitazione delle eliche
• Cavitazione dello scafo
• Eliche cantanti
• Assi eliche non equilibrati
• Motori principali ed ausiliari

Rumore delle navi dipendente dalla velocità di navigazione

Diagrammi del rumore emesso da un Cacciatorpediniere sono tracciati in figura 2:

figura 2 Curve del rumore di un caccitorpediniere

Le curve indicano come varia la pressione acustica generata dalla nave in funzione dei due parametri fondamentali che caratterizzano la fisica del fenomeno:

• - parametro 1 - La pressione acustica generata dipende dalla velocità del semovente secondo le scritte a colori di figura 2.
• - parametro 2 - La pressione acustica generata dipende dalla frequenza secondo l'andamento delle quattro rette diversamente colorate in dipendenza del valore della velocità della nave.

Le ascisse indicano, in scala logaritmica a $3$ decadi, il campo delle frequenze generate dal semovente in un intervallo di valori che si estende da $100\ Hz$ a $100\ kHz$.

Le ordinate, in scala lineare, indicano i livelli di pressione acustica del rumore espressi in $dB/\mu Pa/{\sqrt {Hz}}/1/m$ , in un intervallo esteso da $0\ dB$ a $+200\ dB$ con $20$ divisioni da $10\ dB/div.$.

La pendenza delle rette di $-9\ dB/ottava$ indica come alle frequenza più basse il livello del rumore della nave sia molto più elevato che alle frequenze alte.

Ciascun segmento di retta, per le diverse velocità della nave, è calcolabile dalla seguente espressione approssimata :

$SL=k-20\cdot \log _{10}{(f^{1.108})}$

dove:

$f$ frequenza in kHz

$k$ dipende dalla velocità della nave i nodi ($kn$) secondo la tabella:

Kn	10	15	20	25
k	127.5	138	145.4	151.4

Utilizzo del diagramma

Computo di previsione del rumore di una nave con l'assunzione di tre variabili:

1 – velocità della nave in nodi, ( $kn=20$ ) ( $1\ kn=1.85\ km/h$ )

2 - frequenza centrale della banda da valutare ($f=10\ kHz$)

3 - banda di frequenza entro la quale si valuta il rumore della nave ( $BW=1000\ Hz$ )

Per la velocità di $kn=20$ -retta verde- ed $f=10\ kHz$, abbiamo:

livello di pressione pari a $+123\ dB/\mu Pa/{\sqrt {Hz}}/1m$

L'utilizzo del dato calcolato consente di quantizzare il livello effettivo della pressione di rumore $PBW$ nella banda sopra definita di $1000\ Hz$.

$PBW=+123\ dB/\mu Pa/{\sqrt {Hz}}/1\ m$ $+10\cdot \log _{10}{BW}=+123+10\cdot \log _{10}{1000}=+153\ dB/\mu Pa/BW/1\ m.$

Bibliografia

• Giuseppe Pazienza, Fondamenti della localizzazione marina, Studio grafico Restani La Spezia, 1970.
• Cesare Del Turco, Sonar Principi Tecnologie Applicazioni , edizione Accademia Navale - 3º Gruppo Insegnamento Armi Subacquee - Abilitazione Smg-Agg, .Prof. EA/ST, Livorno, 1992.