IL SUONO IN UNO SPAZIO CHIUSO - PARTE PRIMA

Ridotto e adattato dalla Tesi di Laurea in Ingegneria Elettronica del Dott. Ing. Tommaso Giunti da Simone Bianchi (TangerineTech Engineering).

Le proprietà acustiche di un locale destinato all'ascolto della musica sono determinate da molti fattori come i materiali impiegati nella costruzione del pavimento e delle pareti, l'arredamento e la presenza di aperture, e in particolare dalla forma geometrica della stanza e dalle sue misure. Per i fenomeni acustici il parametro da utilizzare nel giudicare grande o piccolo un ambiente è il rapporto tra le dimensioni lineari del locale e la lunghezza d’onda L:

L=Vs / f

dove Vs (circa 343 m/s) è la velocità del suono ed f la frequenza del suono preso in considerazione. Se si considerano le frequenze di interesse per l’orecchio umano, la lunghezza d’onda in aria per la frequenza di 20 Hz è pari a circa 17 m, mentre quella per la frequenza di 20 kHz è di circa 1,7 cm. Pertanto la stessa stanza in cui è emesso il suono potrà essere piccola per quanto riguarda le basse frequenze, mentre sarà grande per quanto riguarda i suoni acuti. Per un ambiente chiuso è perciò necessario distinguere il problema della descrizione a bassa frequenza da quello ad alta frequenza, ovvero, è possibile definire l’ambiente di dimensioni piccole o grandi secondo la frequenza di interesse. Schroeder ha definito l'omonima frequenza limite, Fsch diversa per ogni singolo ambiente, che possa distinguere la regione di comportamento a bassa frequenza da quella ad alta frequenza, frequenza che essenzialmente dipende dal rapporto fra il tempo di riverbero dell'ambiente e il volume dell'ambiente stesso.

Quindi ambienti più grandi e più fonoassorbenti, ossia con un piccolo tempo di riverberazione, presentano questa frequenza a valori più bassi, mentre ambienti piccoli e poco assorbenti mostrano questa frequenza a valori più elevati. Ad esempio una stanza di 54 mc con tempo di riverberazione di un secondo presenta Fsch = 272 Hz, mentre una stanza di 400 mc con tempo di riverberazione di 2 secondi presenta Fsch = 272 Hz.

Pertanto il comportamento del suono può essere studiato distinguendo idealmente tre regioni spettrali:

1. Alle frequenze basse, ossia al disotto della frequenza di Schroeder, l’acustica è dominata dalla presenza delle onde stazionarie, per cui il livello della pressione sonora rilevato in regime permanente sinusoidale fluttua ampiamente, spostandosi da punto a punto nell’ambiente, così pure la risposta in frequenza dell’ambiente è fortemente non lineare, inquinando drasticamente l’ascolto.

2. La seconda regione spettrale, al disopra della frequenza di Schroeder, è una banda di transizione che copre circa due ottave.

3. Alle medio-alte frequenze il comportamento acustico dell’ambiente è di tipo statistico: le onde di pressione possono essere approssimate come raggi sonori, simili a quelli della luce secondo la teoria dell'acustica geometrica. Infatti ciò che ascoltiamo in uno spazio chiuso è la complessa combinazione tra il suono diretto che proviene dalla sorgente sonora e il suono indiretto, costituito dalle molteplici riflessioni che ci giungono all’orecchio dalle varie superfici della stanza.