Development and Validation of In-Situ Acoustic Characterization Methods: A Comparative Analysis of Innovative Measurement Techniques for Complex Materials

Questa tesi di dottorato investiga lo sviluppo e la validazione di metodi innovativi di caratterizzazione acustica in-situ per materiali complessi, con un focus particolare sulle applicazioni automobilistiche. La ricerca confronta tecniche tradizionali standardizzate, come il metodo del tubo di Kundt, con due approcci emergenti in-situ: la sonda PU Microflown e il sistema Sonocat con array microfonico sferico. Attraverso estese misurazioni sperimentali sia in laboratorio che in ambienti reali, lo studio valuta l'efficacia, l'affidabilità e la praticità di questi metodi per misurare i coefficienti di assorbimento acustico su vari materiali, da campioni di riferimento standard (Basotect ed EPS) a strutture multistrato complesse come i sedili automobilistici. La ricerca dimostra che, mentre il tubo di Kundt fornisce misurazioni affidabili in ambienti controllati, presenta significative limitazioni, tra cui la sua natura distruttiva e l'impossibilità di caratterizzare i materiali nelle loro effettive condizioni d'uso. Al contrario, le tecniche in-situ offrono preziose capacità complementari: la sonda Microflown eccelle nelle misurazioni puntuali con alta risoluzione spaziale nella gamma 800-5000 Hz, mentre il sistema Sonocat fornisce una migliore caratterizzazione direzionale e gestione delle riflessioni ambientali tra 300-6300 Hz. Lo studio include simulazioni numeriche utilizzando sia il Metodo degli Elementi Finiti (FEM) che approcci di Ray Tracing per validare i risultati sperimentali. Inoltre, la ricerca esamina materiali innovativi riciclati, dimostrando il potenziale delle tecniche in-situ per lo sviluppo di soluzioni acustiche sostenibili. I risultati evidenziano come queste tecniche non distruttive possano efficacemente superare le limitazioni dei metodi tradizionali mantenendo l'accuratezza delle misurazioni, supportando la loro potenziale integrazione nelle metodologie standardizzate di caratterizzazione acustica.