Geometria del Suono

La geometria del suono. L'evoluzione e lo sviluppo della vita degli esseri umani sono associati a fenomeni di natura sensoriale che questi eventi si manifesta attraverso il dono meraviglioso della percezione dei cinque sensi principali caratterizzando il modo di vivere di ogni individuo, dal momento di conseguenza la geometria di una sala assume un ruolo importante perché proprio dalla forma strutturale, dai materiali di impiego, dalle opportune inclinazione della sala stessa e dei pannelli di spinta del suono che si riescono ad ottenere situazioni di ascolto significative, cercando di evitare in ogni modo le aree di ecco e di silenzio dovute ad ombre sonore. Le riflessioni generate dalle onde sonore seguono gli stessi principi geometrici di quelle originate dai raggi di luce che colpiscono uno specchio, dove l'angolo di incidenza del fronte d'onda diretto è uguale all'angolo di riflessione. Di conseguenza la geometria piana ci offrirà una sorgente, un punto di immagine, è un angolo di rimbalzo dell'onda, determinato dalla forma della superficie didi conseguenza la geometria di una sala assume un ruolo importante perché proprio dalla forma strutturale, dai materiali di impiego, dalle opportune inclinazione della sala stessa e da Pannella di spinta del suono che si riescono ad ottenere situazioni di ascolto significative, cercando di evitare in ogni modo le aree di eco e di silenzio dovute ad ombre sonore. Le riflessioni generate dalle onde sonore seguono gli stessi principi geometrici di quelli originati dai raggi di luce che colpiscono uno specchio, dove l'angolo di incidenza del fronte d'onda, diretto e uguale all'angolo di riflessione. Di conseguenza la geometria piana ci offrirà una sorgente, un punto d'immagine, un angolo di rimbalzo dell'onda determinato dalla forma della superficie di impatto figura tre. della sua nascita per tutto il ciclo vitale. L'apparato uditivo è considerato uno degli organi più complessi e sofisticati del corpo umano. Al suo interno sono racchiusi dei meccanismi meravigliosamente affascinante dove l'energia potenziale che si sviluppa nell'ambiente circostante attraverso la voce, i suoni, i rumori e qualsiasi altra agitazione dell'aria, viene trasformata in segnale acustico. D'altronde, il suono e rumore sono perturbazione spostamenti, più o meno grandi, di particelle che si propagano agevolmente se vincolate da da mezzi elastici gassosi, liquidi o solidi che siano. In assenza diquesti, cioè nel vuoto, il suono non ha la possibilità di diffondersi, mentre trova la sua genesi naturale nell'aria, nell'acqua, nel cemento o nell'acciaio in generale in presenza di propagazione. L'espansione del suono avviene dunque in mezzi molto diversi tra loro per aspetto, stato di aggregazione e conformazione fisica. L'onda sonora generata dalle perturbazioni in sostanza movimento meccanico, un'energia tutti gli effetti, chiamata tecnicamente pressione sonora. Questa energia sposta materialmente la membrana timpanica incudine, martello e staffa, attraverso la coclea, che contiene liquidi dove sono presenti le cellule ciliari neuromediatori, viene trasformata in segnale trasmesso al cervello attraverso l'ottavo nervo cranico che il nervo acustico. È evidente che il corpo umano e meccanismi che lo compongono e lo animano ci appaiono inevitabilmente come un qualcosa di straordinaria bellezza per la loro semplicità, funzionalità e purezza. Di fronte a simili fattezze, come esperti in acustica architettonica, dobbiamo sentire l'obbligo morale e professionale di preservare l'apparato uditivo dai pericoli ai quali, suo malgrado,esso andrà incontro e di applicarci nella ricerca per poter conferire a tutte le tipologie di ambienti, da quelli più semplici domestici a quelli più complessi e di utilizzo di massa, daglielevati standard qualitativi di comfort acustico. Questo perché le suggestioni uditive non derivano soltanto dalle voci o dei suoni musicali ma anche semplicemente da rumori meccanici, e rischi ai quali è sottoposto l'udito possono derivare sia da situazioni di rumore particolarmente intensi, sia da specifiche condizioni d'ascolto sfavorevole protratte nel tempo. I danni uditivi sono di diversa natura e quelli più gravi è purtroppo irreversibile interessano i delicatissimi meccanismi come le cellule ciliate contenute nella coppia di natura neuronica che una volta danneggiati, non si riproducono mai più. Ed è proprio per questo che una delle aree diapplicazione degli studi del Centro ricerche Fantoni è tesa specificata mente all'individuazione e soluzione dei problemi che si manifestano negli ambienti riverberanti-ambienti chiusi-che si differenziano principalmente dalle situazioni all'aperto, per il fatto che in tutti gli spazi confinati della presenza, oltre che al suono diretto, proveniente da 1+ sorgenti, anche di tutte quelle riflessioni che si generano in funzione della geometria architettonica degli ambienti e dei materiali di cui sono composti. Nel restituire alle persone ambienti dalle elevate risposta segnale acustico, più che esprimer ci nel nostro ambito solo in termini di decibel che non è l'unità di misura del suono, pensi una sua scala di lettura, bisogna concentrare l'attenzione anche su cosa succede all'interno qui, infatti, le perturbazioni di pressione sonora si diffondono dalle pareti, dal soffitto, dal pavimento e da qualsiasi altro elemento presente in una sala, interessando da vicino tutte le frequenze possibili e dando così origine da una serie di riflessioni, non sempre facilmente controllabili, ed altri fenomeni acustici di disturbo. I riferimenti storici principali sono gli ambienti denominati " sabiniani", in omaggio a Wallace Clement Sabine (1868-1919), fisico statunitense, pioniere dell'acustica architettonica e studioso delle prime relazioni analitiche riguardanti il tempo di riverberazione (RT 60), considerato - insieme ad altri indicatori da non trascurare - uno degli elementi di studio fondamentali ed essenziali per l'equilibrio acustico complessivo di tutti gli ambienti, da tenere quindi opportunamente sotto controllo. Per dare un'idea su che cos'è il tempo di riverberazione - non tanto da un punto di vista tecnico ma di pura percezione - si provi a pensare alla sensazione acustica che si può sperimentare quando ci si trova all'interno di una chiesa o di una palestra e si cerca di parlare. Non sarà di certo la stessa impressione che potremmo avere in una sala cinematografica o in uno studio di registrazione. Pensiamo, inoltre, al fastidioso "rimbombo" all'interno di un capannone industriale, che non ci consente di sentire bene e neanche di comunicare appena correttamente. Tutto ciò non può essere assolutamente paragonato la precisione di ascolto all'interno di un teatro, di una sala conferenze o comunque in ambienti con caratteristiche di progettazione acustica corretta. Diverse sono puoi le esigenze di ascolto: se dobbiamo ascoltare un concerto di canti gregoriani avremmo bisogno, ad esempio, di un ambiente con riverberazione particolarmente lunga (caratteristica tramandata nei secoli dagli ordini religiosi) con tempi di 4,5 secondi ed oltre perché questo tipo di canto, per essere apprezzato non può avere tempi inferiori in quanto perderebbe la propria particolarità. Al contrario, in uno studio televisivo o in una sala cinematografica, c'è la necessità di avere ambienti particolarmente secchi con tempi di riverberazione ridotti addirittura a mezzo secondo. Il tempo di riverberazione si definisce tecnicamente come "il tempo necessario affinché un suono presente all'interno di uno spazio confinato diminuisca di 60 dB",e in termini più semplici, lo si può indicare come "il tempo necessario affinché un'emissione sonora particolarmente elevata (sempre in ambiente chiuso) vado a diminuire la propria intensità fino a diventare praticamente impercettibile". L'equazione matematica che Sabine scrisse sul tempo di riverberazione verso la fine dell'Ottocento, fu ricavata in maniera assolutamente sperimentale: egli confermò le proprie intuizioni lavorando all'interno di una stanza - che possiamo pensare come l'antenata della camera riverberante -utilizzando quale sorgente un organetto a manovella invece di una sorgente omnidirezionale dodecaedrica dei giorni nostri, un cronometro al posto di sistemi digitalizzati ed un buon orecchio invece di evoluti microfoni. Le operazioni principali che si svolgevano nella pseudo camera riverberante consistevano nel posizionare è rimuovere dei cuscini imbottiti and nel misurare il tempo che intercorreva tra l'interruzione della sorgente è il completo dissolvimento del segnale acustico. Tutto questo portò sabine affissare matematicamente uno dei concetti fondamentali dell'acustica architettonica, attraverso la seguente relazione ancora oggi valida: RT 60 = 0,161 V fratto S. a. Dove con RT 60 si indica il tempo di riverberazione misurato in secondi, con "V" il volume della stanza di metri cubi, con "S" la superficie della stanza i metri quadrati e con "a" il coefficiente di assorbimento medio delle superfici che compongono la stanza (fig.1). Si può intuire come il perdurare di una coda sonora all'interno di spazi chiusi generi difficoltà nell'ascolto, non solo della musica (composta da suoni molto variabili nella loro complessità), ma anche del parlato. Ed è per questo che si può affermare che non esiste in realtà un tempo di riverberazione ottimale di riferimento, ma lo si dovrà ricercare sicuramente in un intervallo più ampio di tempi compresi fra una condizione particolarmente secca, presente all'aperto (campo acustico libero) è nelle stanze anecoiche (senza riverberazione), ed una con esagerata riverberazione prodotta dai grandi volumi architettonici. Studi recenti integrano la valutazione del tempo di riverberazione con una serie di analisi sull'ascolto e sul giudizio personale dei singoli spettatori. Il diagramma di seguito inserito rappresenta schematicamente la determinazione del tempo di riverberazione indicativo, in base alla funzione e al volume complessivo di un ambiente (fig.2).  Affinché un ambiente sia dotato di una buona acustica ed un tempo di riverberazione caratterizzante, è necessario che le riflessioni sonore siano ripartite in modo omogeneo in tutto il volume architettonico.