Mezzogiorno di Suono

19 Mar 2012

di Giorgio Gianotto

Chiunque può entrare in un negozio di articoli elettronici, acquistare dei diffusori acustici, un amplificatore, un mixer, dei microfoni e del cavo elettrico. E poi collegare il tutto, connettere le apparecchiature ad una presa di corrente elettrica, premere un bottone ed infine ottenere un suono. Non occorre nessuna esperienza e capacità e men che meno arti arcane: solo un po’ di tempo e qualche Euro. gianotto1

Però, se vogliamo ottenere un buon suono, allora sì, le cose cambiano. Ci vuole la mano di un professionista. E se l’acustica dell’ambiente nel quale operiamo pone delle difficoltà e si rivela difficile da domare, la professionalità talvolta non basta e dobbiamo metterci ancor più del nostro o rivolgerci all’uomo della pioggia: il fatidico, osannato, esecrato grande esperto.
Il nostro Paese è ricco di siti acusticamente difficili, inclusi moltissimi che, per definizione, non dovrebbero esserlo. È più facile trovare un ambiente ostile al suono in Italia di quanto lo sia in altri paesi europei, e molto più facile che negli Stati Uniti: sale per conferenza nelle quali è difficile intendere una parola; palasport convertiti in arene per concerti; luoghi di culto nei quali la voce è inintelligibile – cavernosa come in una cattedrale, appunto; centri sportivi e piscine dove trainer e istruttori si sgolano inutilmente per farsi capire dagli allievi; teatri con un’eco fastidiosa e ribattuta; grandi spazi all’aperto dove la moltitudine di sorgenti sonore genera una cacofonia intollerabile.
A questo impedimento, già greve, si aggiunge la singolarità del committente italiano, ma non solo di questo, di privilegiare in gran misura l’aspetto estetico dei sistemi di servizio rispetto a quello funzionale. Non che ci si dimentichi della qualità, ché questa anzi è data per scontata, ma la si vorrebbe generata da oggetti invisibili. Naturalmente l’Universo è indifferente ai nostri desideri, e il risultato finale può essere poco soddisfacente sia dal punto di vista funzionale sia da quello estetico. Quando il sistema “quasi invisibile” installato in origine si dimostra inefficiente, occorre intervenire in tutta fretta con delle pezze che, si sa, non possono essere altro che ripieghi.

Chi si occupa di sistemi per il rinforzo sonoro matura, nel corso del tempo, una buona esperienza nel gestire molte delle situazioni descritte. Un’esperienza che potrebbe consentire di risolvere ogni problema se l’acustica non fosse, ahimé, un poco subdola. Ogni ambiente vive di vita propria, ha sue peculiari caratteristiche ed idiosincrasie. Così, la strategia che ha sortito ottimi risultati in un caso può risultare del tutto inefficace o controproducente in un altro, e occorre trovare una soluzione diversa. Quando, come sovente avviene, abbiamo già installato il nostro impianto per la diffusione del suono – certi della sua buona riuscita – le drastiche modifiche determinate dai problemi di qualità sorti inaspettatamente creano non pochi problemi. Come sempre, sarebbe meglio prevenire piuttosto che curare. D’altra parte non si può pretendere che il “sound provider” – il quale deve occuparsi anche di video, delle reti cablate e di altri sistemi o servizi nonché amministrare la sua azienda – spenda tempo e risorse per crearsi una cultura base che certo non utilizzerà tutti i giorni.

Nell’intento di facilitare la progettazione e l’installazione dei sistemi audio in ambienti inusuali e acusticamente ostili, Sound&Lite ha deciso di creare una base informativa che possa essere d’aiuto nella soluzione dei problemi che si incontrano in questi siti. Le informazioni saranno ospitate nella rubrica Mezzogiorno di Suono che, numero dopo numero, condurrà il lettore in un tour guidato attraverso varie tipologie di ambienti. Per ciascuno di essi saranno descritte le opzioni di sistema audio in base alle esigenze d’uso, all’impatto estetico e, naturalmente, al budget disponibile. Ciascuna tipologia sarà trattata, per quanto possibile, in un corpo separato che non richiede la lettura e la conoscenza delle parti precedenti. Speriamo con questa iniziativa di far cosa utile e gradita a quei nostri lettori che si occupano di sistemi audio in installazioni fisse e si trovano occasionalmente e combattere contro problemi di natura acustica legata all’architettura dell’ambiente che ospita il sistema audio.

N°1. Conoscere il nemico.
Prima di affrontare un problema di qualsiasi natura, occorre conoscerne le ragioni. In acustica, dobbiamo innanzi tutto determinare quale tipo di suono vogliamo riprodurre nello specifico ambiente che ci interessa. Dal punto di vista del progettista di impianti sonori, i suoni si dividono in soli due tipi: musica e parola. Sotto il profilo fisico musica e parola non presentano particolari differenze. Però la musica è formata in prevalenza da toni puri e dalle loro armoniche, mentre le parti fondamentali della comunicazione vocale, chiamate formanti, sono costituite fondamentalmente da rumore modulato e filtrato. Questo profilo delle formanti rende possibile, attraverso meccanismi di rilevazione e codifica propri del nostro cervello, riconoscerne il suono e comprendere le parole, che sono il risultato dell’unione di più formanti. Le differenze fra le varie formanti, tra una “A” e “E” o tra una “P” e una “T”, sono molto esili. Richiedono un particolare apprendistato (che ha il suo culmine nell’infanzia, intorno all’età di quattro anni) e sono facilmente coperte e oscurate dal rumore presente nell’ambiente. Per questa ragione la riproduzione della parola richiede molta più cura di quella della musica e dobbiamo tener ben conto di questo fatto quando progettiamo il nostro sistema sonoro. Si tenga ben presente che il rumore non è solo il disturbo generato da sorgenti esterne all’impianto di riproduzione ma anche e soprattutto che ha origine nell’impianto stesso ed è distorto nella timbrica e ritardato nel dominio del tempo tanto per effetto dell’ambiente tanto delle caratteristiche progettuali dell’impianto sonoro.

L’effetto dell’ambiente.
È dovuto principalmente ai seguenti fattori.
•    Geometria della struttura architettonica. Ambienti con pianta circolare, dotati di cupola, lunghi e stretti, accoppiati tra loro costituiscono alcuni esempi di strutture che creano o possono creare problemi acustici. In particolare, tendono a focalizzare il suono verso determinati punti. Questo effetto produce in genere risultati negativi ma talvolta può essere volto a vantaggio da un bravo progettista.
•    Disposizione delle superficie. Superficie molto ampie e riflettenti che rimandano il suono verso le sorgenti creano degli echi disturbanti tali da ridurre l’intelligibilità della parola.
•    Materiali di rivestimento. Dal punto di vista acustico i materiali di rivestimento impiegati nell’edilizia si dividono in tre categorie:
    - materiali fonoassorbenti
    - materiali fonoriflettenti
    - materiali fonoisolanti
Per il momento possiamo ignorare i materiali fonoisolanti, mentre invece ci interessano molto quelli assorbenti e riflettenti. Un ambiente che deve ospitare il suono richiede un’opportuna e accurata scelta dei materiali destinati a rivestirne la superficie. L’influenza delle caratteristiche dei materiali sul suono è misurabile o calcolabile e determina il tempo di riverberazione, un parametro di assoluta importanza per il progettista di impianti sonori. Non è possibile affrontare alcun problema acustico senza conoscere con ragionevole accuratezza il tempo di riverberazione dell’ambiente, denominato per brevità RT o T60. Con T60 si intende il tempo che occorre affinché l’intensità di un impulso di energia sonora immessa nell’ambiente si riduca di 60 dB. Per ottenere una buona riproduzione del suono è necessario un corretto bilanciamento tra campo diretto del suono e campo riflesso. Si può intendere come campo diretto quello che raggiunge l’ascoltatore entro circa 40 ms dall’arrivo della prima componente sonora, mentre il campo riflesso è quello generato dalle componenti sonore che arrivano dopo 40 ms.

gianotto2L’effetto dell’impianto sonoro.
È dovuto principalmente ai seguenti fattori.
•    Scelta dei trasduttori. Diffusori acustici dotati di angoli di dispersione troppo ampi aumentano la quantità di energia riflessa dalle superficie dell’ambiente e riducono l’intelligibilità della parola e la qualità della musica. Diffusori con dispersione limitata non riescono a coprire tutta l’area d’ascolto. Microfoni con angolo di cattura eccessivamente esteso diminuiscono il guadagno prima del feedback e limitano severamente il livello massimo di pressione sonora raggiungibile dal sistema audio.
•    Disposizione dei trasduttori. Altoparlanti e microfoni collocati in posizioni inopportune possono creare o quantomeno peggiorare problemi di eco e feedback.
•    Equalizzazione. Il corretto bilanciamento timbrico delle sorgenti in rapporto all’ambiente assume un’importanza fondamentale per la qualità del suono riprodotto.

Prepararsi alla sfida.
Quando è richiesta la progettazione di un sistema sonoro in un ambiente che si prevede possa presentare problemi acustici, occorre condurre un’ispezione di persona ed eseguire una serie di valutazioni.
•    Verificare la geometria dell’ambiente e la presenza di superfici focalizzanti: pareti curve, cupole, strutture particolari.
•    Verificare la presenza di superfici riflettenti, in particolare quelle in fondo all’ambiente e alle spalle degli ascoltatori, che generano degli echi, e quelle in testa all’ambiente e prossime alla probabile posizione dei diffusori, che riducono il guadagno prima del feedback.
•    Verificare accuratamente con il committente i suoi desiderata per quanto concerne l’effettiva tipologia d’uso del sistema, le aspettative di qualità e quelle estetiche. Spesso il committente sopravvaluta l’uso che intende fare dell’impianto e richiede sistemi inutilmente complessi e troppo costosi per il suo budget. Ugualmente, le aspettative estetiche sono sempre elevate ma possono calare ad un livello ragionevole quando è ben chiaro che possono essere soddisfatte solo con dei costi molto superiori a quelli di un impianto meno ambizioso. In ogni caso, non ci si deve mai imbarcare in un progetto sofisticato ed oneroso senza avere la ragionevole certezza che il committente disponga di un budget adeguato… e che intenda spenderlo. I progetti sono spesso gratuiti e chi li chiede non ha nulla da perdere anche se sa benissimo che sono al di fuori delle sue possibilità economiche. Però un conto è scarabocchiare due calcoli su un foglio di carta da macellaio e un conto spendere giorni e talora settimane al computer per realizzare un sistema sopra le righe.
•    Misurare il tempo di riverberazione dell’ambiente (se è già esistente). Sono disponibili in commercio molte apparecchiature portatili in grado di effettuare questa misura, che, lo ripeto, è fondamentale. È bene scegliere un dispositivo che consenta di effettuare la misura sia con il generatore di rumore interno sia con un generatore di impulsi esterno. Infatti non è detto che nel sito da valutare già esista un sistema di riproduzione del suono e che questo sia in grado di supportare il segnale necessario per la misura. Il generatore di impulsi esterno è costituito da una pistola scacciacani che produce un impulso il cui decadimento nel dominio del tempo è misurato dall’apparecchio, essenzialmente un fonometro. Esiste anche una metodologia fai da te: l’impulso prodotto dalla pistola è memorizzato in un registratore a stato solido, il cui costo è oramai assolutamente accessibile. La registrazione può essere poi analizzata con il programma gratuito Audacity, seguendo, ad esempio, la metodologia illustrata all’indirizzo http://webphysics.davidson.edu/faculty/dmb/py115/Reverb.measure.html. Non occorre che questa misura sia accuratissima, anche se sarebbe bene sdoppiare la procedura descritta nel sito, applicando una prima volta un filtro passa alto a 1 kHz e poi un passa basso a 150 Hz. Le cose sarebbero diverse se dovessimo simulare l’ambiente con un programma CAD acustico. Dovremmo allora attrezzarci con uno strumento le cui caratteristiche si sposino con gli algoritmi di simulazione del T60 impiegati nel programma.
E se l’edificio non è ancora edificato? In questo caso, si dovrà calcolare il tempo di riverberazione usando la formule di Sabine (la trovate alla pagina http://www.architettura.unina2.it/docenti/areaprivata/119/documenti/formula%20di%20sabine.pdf). Questo calcolo non sarà nulla più che una stima, da valutarsi con prudenza, perché l’esperienza insegna che ben raramente i progetti sulla carta si traducono fedelmente in realtà.
•    Verificare tutte le possibili posizioni per i diffusori e pure per i microfoni (ancora non sappiamo quale tipo di diffusore sceglieremo) accertandoci con il committente o con il responsabile del sito che ciascuna posizione sia disponibile anche nel futuro. Infatti non è assolutamente insolito al momento dell’installazione trovare occupate le posizioni prescelte – dalle quali dipende la funzionalità del sistema – da apparecchi o arredi che non esistevano al momento dell’ispezione. E non si dimentichi il percorso dei cavi, il sito dove collocare le apparecchiature e la disponibilità della corrente di alimentazione.

Ora che ci siamo ben documentati e abbiamo le idee chiare su cosa dobbiamo fare, è arrivato il momento di progettare una o più soluzioni d’impianto. È quello che inizieremo a fare dalla prossima puntata di Mezzogiorno di Suono, affrontando prima le tematiche più diffuse, poi quelle più esoteriche ma per nulla peregrine nel panorama acustico nazionale.

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