Aeroacustica: che cos’è e come ridurre il rumore durante la guida

Il silenzio è d’oro, come si suol dire. Il rumore può essere irritante, anche quando parliamo di automobili. Skoda, perciò, ci spiega come ridurre, ed in alcuni casi eliminare, il rumore durante la guida. Anche le auto migliori e più moderne emettono una varietà di suoni e rumori. E questo include le auto elettriche, che sono molto più silenziose rispetto ad un’auto con motore a combustione interna. Le auto elettriche iniziano a fare più rumore all’aumentare della velocità, quando il rotolamento degli pneumatici e il rumore aerodinamico generalmente diventano più forti. A partire da una velocità di circa 100 km/h si sente principalmente il rumore aerodinamico. Queste sono aree su cui gli sviluppatori si stanno concentrando da molto tempo, ma recentemente sono diventate ancora più importanti. Il rumore causato dal flusso d’aria è oggetto di una disciplina chiamata aeroacustica.

Aeroacustica: come vengono effettuate le misurazioni

“Testiamo le auto in un tunnel aeroacustico dove l’aria viene soffiata contro di loro come se stessimo nella realtà. Possiamo modificare la velocità dell’aria e, se necessario, ruotare l’auto per vedere l’effetto del vento laterale”, afferma Filip Nováček del reparto di sviluppo tecnico di Skoda. Aggiunge che le misurazioni in galleria hanno un vantaggio rispetto alla misurazione su una strada normale in quanto non ci sono altre influenze esterne che interferiscono con i dati, quindi ogni misurazione è quasi esattamente riproducibile. “Possiamo provare varie alternative ed essere sicuri che stiamo misurando l’effetto con precisione”, spiega. Per molti test e misurazioni acustiche Skoda dispone delle proprie strutture e laboratori, ma per i test aeroacustici utilizza siti specializzati in tutta Europa.

Come si svolge effettivamente questo tipo di test? Gli esperti di aeroacustica misurano un’intera vettura “finita”. “Dobbiamo sentire cosa sta succedendo all’interno”, spiega Nováček, spiegando perché i modelli non vengono utilizzati. La “pista di prova” è un circuito d’aria chiuso con una galleria del vento insonorizzata, che permette di misurare i suoni causati dal flusso d’aria. L’auto viene collocata in una camera di misurazione insonorizzata, e all’interno i tecnici dell’auto posizionano una “testa di misurazione” su ciascun sedile. Si tratta di modelli speciali con microfoni incorporati che simulano il modo in cui noi esseri umani sentiamo i rumori. Le telecamere acustiche, che sono dozzine di minuscoli microfoni collegati a una videocamera, vengono quindi puntate verso l’auto dall’esterno. Questa combinazione consente di identificare nell’immagine da dove proviene qualsiasi suono.

Il modello di prova è immobilizzato nell’area di prova. Il rumore nella stanza viene misurato mediante microfoni posti in una camera insonorizzata. Un ugello adiacente alla stanza accelera il flusso d’aria in modo che l’aria che entra nella camera di prova sia veramente uniforme e non vortichi inutilmente. Il flusso d’aria davanti all’ugello è unificato da schermi raddrizzatori. Al contrario, l’aria dietro la sala prove deve essere rallentata, questo viene fatto da un diffusore. Negli angoli del tunnel ci sono dei deviatori che assorbono tutto il rumore ma guidano il flusso d’aria nella giusta direzione. Infine, il calore generato nel tunnel aeroacustico viene smaltito attraverso una superficie di raffreddamento posta di fronte al ventilatore.

Un potente ventilatore spinge l’aria per il test. A differenza di una galleria del vento convenzionale, tuttavia, questa ventola è posizionata più lontano dall’area di test per ridurre al minimo eventuali disturbi sulle misurazioni provocati dal rumore del ventilatore in movimento stesso. Il flusso d’aria circolante è diretto dai deviatori a ciascuno dei quattro angoli del circuito chiuso del tunnel. Questi assorbono il rumore e guidano l’aria nella direzione desiderata. Prima di entrare nell’area di misurazione, l’aria scorre attraverso degli schermi raddrizzatori, che unificano il flusso d’aria ed eliminano il vortice. Successivamente c’è un ugello che accelera il flusso d’aria, riducendo il vortice e garantendo l’uniformità. Questa aria accelerata entra nell’area di prova. Prima che l’aria completi il ciclo e sia nuovamente spinta dal ventilatore, passa attraverso una superficie di raffreddamento in modo da perdere il calore generato nel ciclo.

L’importanza dei suoni volutamente realizzati

Gli sviluppatori di Skoda, però, non guardano solo all’acustica in termini di flusso d’aria: questa è solo una disciplina. Ad esempio, la casa automobilistica ceca dispone di due camere di misurazione acustica all’avanguardia con dinamometri cilindrici, che consentono di misurare il rumore di un’auto in generale simulando la guida su diverse superfici. Qui non viene misurato solo il rumore del gruppo propulsore (compreso il rumore di scarico nelle auto con motore a combustione interna), ma anche altri suoni emessi dalle vetture e dai suoi singoli componenti durante la guida. Skoda esegue anche test di guida in tutti i tipi di condizioni climatiche, sul proprio poligono di prova e in tutto il mondo.

Anche in questo caso l’avvento delle auto elettriche sta rendendo forse ancora più importante il lavoro degli acustici. “I motori a combustione interna mascherano molti suoni, ma le auto elettriche sono così silenziose che anche il minimo rumore risalta. Ciò aumenta i requisiti acustici imposti su tutte le parti del veicolo. I conducenti possono essere inutilmente distratti da rumori sconosciuti e possono persino pensare che ci sia qualcosa che non va nell’auto quando in realtà tutto funziona perfettamente. Questo a volte può avere conseguenze pericolose”, spiega Filip Nováček.

Nella maggior parte dei casi, gli sviluppatori cercano di eliminare i rumori, ma con i motori o gli scarichi, ad esempio, si tratta anche di regolare il suono in modo piacevole. E con le auto elettriche e ibride plug-in, c’è persino un suono generato deliberatamente. Le auto elettriche devono emettere un suono quando sono in movimento a bassa velocità: il motivo è prettamente di sicurezza nei confronti dei pedoni. Sviluppare un suono udibile e non fastidioso come questo è una vera scienza.