acustica degli ambienti

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Capitolo 15. Acustica degli ambienti Sommario 15.1. Introduzione 15.1.1. Acustica degli ambienti ristretti 15.1.2. Modi di risonanza 15.1.3. Comportamento dei modi assiali 15.1.4. Considerazioni sui modi di risonanza all'interno di un ambiente chiuso 15.2. Tempo di riverbero di un ambiente 15.2.1. Coefficiente di assorbimento 15.3. Tecniche di assorbimento del suono 15.3.1. Pannelli acustici passivi 15.3.2. Pannelli acustici attivi 15.4. Tecniche di diffusione del suono 15.5. Criteri per la progettazione di studi di registrazione 15.5.1. Sala di regia LEDE 15.5.2. Criteri di misurazione del rumore di fondo 15.6. Acustica degli ambienti estesi 15.6.1. Tempo di riverberazione 15.6.2. Assorbimento e riflessione da parte della struttura 15.6.3. Assorbimento dell'aria 15.6.4. Effetti indesiderati 15.1. Introduzione In questa sezione verranno illustrate le caratteristiche acustiche degli ambienti chiusi. I fattori che intervengono nella resa acustica di un ambiente sono molteplici e anche in questo caso la conoscenza e l'esperienza sono strumenti fondamentali per progettare un ambiente acustico. Per questo motivo è impensabile approfondire in questa sede l'argomento essendo questo oltretutto lontano dalle finalità di questo corso che si rivolge a futuri ingegneri del suono, non a ingegneri acustici (i quali hanno una formazione completamente diversa che copre argomenti come l'ingegneria civile, la tecnica delle costruzioni, la scienza dei materiali). Tuttavia e' fondamentale per un ingegnere del suono essere a conoscenza delle leggi fondamentali dell'acustica e delle tecniche più comunemente impiegate per ottenere determinati risultati. Fattori determinanti per la caratterizzazione dell'acustica di un ambiente sono: la dimensione, i materiali adottati, la forma; le caratteristiche acustiche di un ambiente come un auditorium sono molto diverse da quelle della sala di regia di uno studio di registrazione. 15.1.1. Acustica degli ambienti ristretti L'ambiente più comune che possiamo immaginare è una stanza di dimensioni fissate. Cominciamo a vederne le caratteristiche acustiche. A seconda del materiale con cui sono costruite le pareti avremo più o meno assorbimento e riflessione dell'energia acustica. Sicuramente una parte dell'energia verrà riflessa e, a determinate frequenze (che dipendono dalle dimensioni della stanza), le onde sonore andranno in risonanza. Per focalizzare questo fenomeno pensiamo ad una vasca da bagno riempita d'acqua. Se cominciamo ad agitare l'acqua con un movimento ondulatorio costante della mano noteremmo che, per una certa velocità dell'oscillazione, la mano si muove in sincronia con le onde generate (che vengono riflesse dai lati della vasca). Quando succede questo, la mano stà oscillando alla frequenza di risonanza della vasca. Se ora ripetessimo l'esperimento in un lavandino, vedremmo che per ottenere lo stesso risultato sarebbe necessario far ondulare la mano ad una frequenza maggiore; questo significa che la frequenza di risonanza del lavandino è più alta. Da questo esempio si vede che la dimensione di un ambiente ha una frequenza di risonanza che è tanto maggiore quanto più piccola è la sua dimensione. Naturalmente un ambiente come una stanza ha tre dimensioni e dunque tre diverse frequenze di risonanza nelle tre direzioni dello spazio, che vengono denominate modi di risonanza e che verranno caratterizzati più un dettaglio tra un momento. La presenza di queste frequenze implica che la risposta dell'ambiente non è uniforme per tutte le frequenze, ma ci saranno alcune frequenze che verranno accentuate proprio perché rinforzate dai modi di risonanza. Tutto ciò è altamente indesiderato in quanto non consente una riproduzione fedele del suono e tuttavia è un fenomeno che non può essere eliminato. Nel seguito vedremo le contromisure che è possibile adottare per fare in modo che queste risonanze non pregiudichino la resa acustica di un ambiente. 15.1.2. Modi di risonanza

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Page 1: Acustica Degli Ambienti

Capitolo 15. Acustica degli ambienti

Sommario15.1. Introduzione15.1.1. Acustica degli ambienti ristretti15.1.2. Modi di risonanza15.1.3. Comportamento dei modi assiali15.1.4. Considerazioni sui modi di risonanza all'interno di un ambiente chiuso15.2. Tempo di riverbero di un ambiente15.2.1. Coefficiente di assorbimento15.3. Tecniche di assorbimento del suono15.3.1. Pannelli acustici passivi15.3.2. Pannelli acustici attivi15.4. Tecniche di diffusione del suono15.5. Criteri per la progettazione di studi di registrazione15.5.1. Sala di regia LEDE15.5.2. Criteri di misurazione del rumore di fondo15.6. Acustica degli ambienti estesi15.6.1. Tempo di riverberazione15.6.2. Assorbimento e riflessione da parte della struttura15.6.3. Assorbimento dell'aria15.6.4. Effetti indesiderati

15.1. Introduzione

In questa sezione verranno illustrate le caratteristiche acustiche degli ambienti chiusi. I fattori che intervengono nella resa acustica di un ambiente sono molteplici e anche in questo caso la conoscenza e l'esperienza sono strumenti fondamentali per progettare un ambiente acustico. Per questo motivo è impensabile approfondire in questa sede l'argomento essendo questo oltretutto lontano dalle finalità di questo corso che si rivolge a futuri ingegneri del suono, non a ingegneri acustici (i quali hanno una formazione completamente diversa che copre argomenti come l'ingegneria civile, la tecnica delle costruzioni, la scienza dei materiali). Tuttavia e' fondamentale per un ingegnere del suono essere a conoscenza delle leggi fondamentali dell'acustica e delle tecniche più comunemente impiegate per ottenere determinati risultati. Fattori determinanti per la caratterizzazione dell'acustica di un ambiente sono: la dimensione, i materiali adottati, la forma; le caratteristiche acustiche di un ambiente come un auditorium sono molto diverse da quelle della sala di regia di uno studio di registrazione.

15.1.1. Acustica degli ambienti ristretti

L'ambiente più comune che possiamo immaginare è una stanza di dimensioni fissate. Cominciamo a vederne le caratteristiche acustiche. A seconda del materiale con cui sono costruite le pareti avremo più o meno assorbimento e riflessione dell'energia acustica. Sicuramente una parte dell'energia verrà riflessa e, a determinate frequenze (che dipendono dalle dimensioni della stanza), le onde sonore andranno in risonanza. Per focalizzare questo fenomeno pensiamo ad una vasca da bagno riempita d'acqua. Se cominciamo ad agitare l'acqua con un movimento ondulatorio costante della mano noteremmo che, per una certa velocità dell'oscillazione, la mano si muove in sincronia con le onde generate (che vengono riflesse dai lati della vasca). Quando succede questo, la mano stà oscillando alla frequenza di risonanza della vasca. Se ora ripetessimo l'esperimento in un lavandino, vedremmo che per ottenere lo stesso risultato sarebbe necessario far ondulare la mano ad una frequenza maggiore; questo significa che la frequenza di risonanza del lavandino è più alta. Da questo esempio si vede che la dimensione di un ambiente ha una frequenza di risonanza che è tanto maggiore quanto più piccola è la sua dimensione. Naturalmente un ambiente come una stanza ha tre dimensioni e dunque tre diverse frequenze di risonanza nelle tre direzioni dello spazio, che vengono denominate modi di risonanza e che verranno caratterizzati più un dettaglio tra un momento. La presenza di queste frequenze implica che la risposta dell'ambiente non è uniforme per tutte le frequenze, ma ci saranno alcune frequenze che verranno accentuate proprio perché rinforzate dai modi di risonanza. Tutto ciò è altamente indesiderato in quanto non consente una riproduzione fedele del suono e tuttavia è un fenomeno che non può essere eliminato. Nel seguito vedremo le contromisure che è possibile adottare per fare in modo che queste risonanze non pregiudichino la resa acustica di un ambiente.

15.1.2. Modi di risonanza

Page 2: Acustica Degli Ambienti

Le frequenze appena descritte si chiamano, come detto, modi di risonanza e sono quelle frequenze la cui lunghezza d'onda risulta essere multipla della distanza tra due pareti parallele. In particolare i modi la cui lunghezza d'onda è pari a doppio della distanza tra le pareti vengono detti modi primari.

Vi sono tre tipi di modi di risonanza:1.

Assiale: Questo tipo di modi si generano tra due superfici parallele (per esempio due pareti di una stanza o la coppia pavimento-soffitto). La figura seguente mostra un modo primario tra due pareti parallele:

Propagazione di un modo assiale in una stanza

Guardando una sezione della stanza possiamo visualizzare il modo assiale primario come nella figura seguente:

Vista laterale di un modo assiale

Si vede come la lunghezza d'onda del modo primario sia pari al doppio della distanza tra le due pareti. Una stanza avrà tre modi assiali primari: uno lungo la larghezza, uno lungo l'altezza e uno lungo la lunghezza. Naturalmente saranno presenti anche i modi secondari (frequenza doppia di quella del modo primario corrispondente), modi terziari (frequenza tripla) e così via le cui ampiezze diminuiscono esponenzialmente all'aumentare della frequenza e ciò implica che generalmente i modi primari sono quelli modificano maggiormente la risposta acustica di un ambiente.

2.

Tangenziale: Questo tipo di modo si genera quando il suono si riflette su 4 superfici. La figura mostra un esempio di modo tangenziale:

Propagazione di un modo tangenziale in una stanza

Un modo tangenziale può verificarsi tra le quattro pareti della stanza o tra pavimento, soffitto e due pareti o ancora tra pavimento, soffitto e le altre due pareti. L'ampiezza di un modo tangenziale sarà minore di quella di un modo assiale in quanto implica quattro riflessioni invece di due e questo genera un maggiore assorbimento dell'energia acustica.

3.

Obliquo: Questo modo si genera quando il suono si riflette sulle sei superfici della stanza. La sua ampiezza è molto ridotta rispetto agli altri due tipi di modi. Un possibile percorso di un modo obliquo è visualizzato nella figura seguente:

Page 3: Acustica Degli Ambienti

Propagazione di un modo obliquo in una stanza

Per calcolare le frequenze dei modi di una stanza si ricorre alla seguente formula:

Equazione 15.1. Calcolo delle frequenze di risonanza dei modi

Prima di spaventarvi leggete quello che segue, vedrete che non c'è niente di complicato. Cominciamo con l'individuare le grandezze presenti nell'equazione:

c = velocità del suono nel mezzo considerato (dato che siamo sulla terra considereremo l'aria come mezzo. Dunque per noi: c=344 m/s).

l = lunghezza della stanza

w = larghezza della stanza

n = altezza della stanza

n1, n2, n3 = indici che individuano il modo in questione.

Facciamo qualche esempio. Supponiamo di voler calcolare la frequenza del modo primario assiale lungo la lunghezza della stanza (supponiamo una lunghezza pari a l=10m). Questo modo è identificato dalla terna:

n1 = 1, n2 = 0, n3 = 0

Sostituendo questi valori nella formula avremo:

Equazione 15.2. Calcolo di un modo assiale primario

Troviamo un modo primario assiale di 17.2 Hz, al di sotto della soglia udibile dunque non ci crea problemi.

Per indicare i modi di risonanza viene utilizzata una notazione definita come segue:◦ I tre modi primari assiali sono individuati dalle terne: 100, 010, 001◦ I tre modi primari tangenziali sono individuati dalle terne: 101, 110, 011◦ L'unico modo primario obliquo è individato dalla terna 111

15.1.3. Comportamento dei modi assiali

Come detto, un modo assiale consiste in un'onda acustica tra due superfici la cui lunghezza d'onda è multipla della distanza tra le due superfici e la frequenza dell'onda in questione prende il nome di frequenza di risonanza. Vediamo nel dettaglio cosa succede riferendoci alla figura seguente:

Page 4: Acustica Degli Ambienti

Compressione e rarefazione delle particelle in una stanza

Abbiamo detto che la lunghezza d'onda di un modo assiale primario è pari al doppio della distanza tra le due superfici:

l = 2 d cioè d = l/2

La figura mostra la stessa onda nelle sue due condizioni opposte tra le quali oscilla continuamente. Nella prima, la compressione è massima sulla parete di sinistra minima sull'altra e minima sulla parete di destra (dove infatti è massima la dilatazione). Nella seconda situazione (linea tratteggiata in figura) la compressione risulta massima sulla parete di destra e minima su quella di sinistra (dove è massima la dilatazione); pensiamo all'esempio dell'acqua nella vasca messa in risonanza ondeggiando una mano al suo interno. Le particelle d'aria (d'acqua nell'esempio della vasca), viaggiano da una parte all'altra con una certa velocità. Questa sarà massima al centro della stanza (vasca) mentre sarà nulla a ridosso delle pareti. Nel dettaglio, la velocità delle particelle è distribuita come nella figura seguente (linea tratteggiata):

Pressione e velocità delle particelle in una stanza

La linea continua della figura precedente mostra la distribuzione del valore della pressione sonora lungo la sezione della stanza. Si vede come la pressione massima si abbia in corrispondenza delle pareti mentre al centro della stanza si abbia pressione nulla. Questo si verifica in quanto le particelle sulle pareti, quando vengono spinte dall'onda, vengono compresse lungo le pareti e questo equivale a dire che sono sottoposte ad una certa pressione. Viceversa, le particelle centrali si muovono in accordo con l'onda e dunque non vengono sottoposte a pressione. I punti in cui la pressione è massima vengono definiti punti caldi, quelli dove è minima vengono definiti punti freddi. Dalla figura si vede che il massimo della velocità delle particelle (che corrisponde al minimo della pressione esercitata su di esse) si ha al centro della stanza ossia nella posizione λ/4. Questa regola vale in generale purché la dimensione della stanza sia un multiplo intero della lunghezza d'onda. La figura seguente mostra la sezione di una stanza la cui lunghezza è pari a 4 volte la lunghezza d'onda (figura superiore). La figura inferiore ci mostra l'andamento della velocità e della pressione sonora lungo la lunghezza della stanza:

Caratteristiche di un modo assiale non primario

Notiamo come ad una distanza di λ/4 dalla parete le particelle abbiano velocità massima [21]. Questo

Page 5: Acustica Degli Ambienti

risultato sarà importante tra beve quando parleremo del posizionamento dei pannelli di assorbimento. E' possibile ascoltare la differenza tra punti caldi e punti freddi generando con un oscillatore una frequenza di risonanza all'interno di una stanza. Spostandoci nella stanza potremo effettivamente ascoltare la differenza tra i punti caldi e i punti freddi. Partendo dalla parete andando verso il centro, quando ascolteremo una vistosa variazione sonora saremo arrivati al punto freddo che si trova ad una distanza pari a λ/4, essendo λla lunghezza d'onda della frequenza di risonanza che abbiamo generato.

15.1.4. Considerazioni sui modi di risonanza all'interno di un ambiente chiuso

Abbiamo detto che la distanza tra le pareti influenza le frequenze dei modi che vengono eccitati. L'insorgenza dei modi è un fenomeno da tenere accuratamente sotto controllo in quanto rischia di alterare pesantemente il contenuto in frequenza di un suono all'interno di un ambiente chiuso. La situazione ideale si ha quando l'ambiente che consideriamo ha una risposta piatta; questo significa che riproduce ogni frequenza con l'ampiezza con cui è stata effettivamente prodotta. Supponiamo che lungo la lunghezza della stanza in cui stiamo producendo suoni si generi un modo alla frequenza di risonanza di 800Hz. Ogni volta che il nostro suono originale conterrà, tra le altre, la frequenza di 800Hz, questa verrà rinforzata dal modo e dunque la nostra percezione degli 800 Hz risulterà falsata essendo stata questa amplificata. Se poi anche la larghezza della stanza è tale da generare un modo con frequenza di risonanza di 800 Hz l'azione dei due modi sarà ancora più accentuata. Se infine anche l'altezza della stanza genera lo stesso modo avremo un suono in cui gli 800Hz sovrastano tutte le altre frequenze. Naturalmente questa condizione dal punto di vista del suono è deleteria: la frequenza di 800Hz viene riprodotta nella stanza in maniera enfatizzata rispetto alle altre frequenze. In questo caso la risposta della stanza è lontana dall'essere piatta, anzi presenta un vistoso picco proprio in corrispondenza di 800Hz. Fortunatamente la situazione ora descritta rappresenta il caso peggiore che possiamo immaginare ossia il caso di un ambiente a forma di cubo. Supponiamo infatti di differenziare le tre dimensioni della stanza e otterremo già che i tre modi assiali primari saranno distribuiti su tre frequenze diverse. Questa situazione migliora la precedente ma crea comunque delle forti disuniformità sulle tre frequenze di risonanza (e sui loro multipli, non sempre infatti è possibile trascurare l'azione dei modi superiori ai primari). Studi di acustica fatti sulla distribuzione dei modi hanno portato alla proposta di rapporti tra le tre dimensioni di una stanza che permettono di avere distribuzioni abbastanza uniformi su tutto lo spettro di frequenza. Riportiamo di seguito alcune terne di rapporti:

Tabella 15.1. Rapporti per le dimensioni di una stanza

dimensione 1dimensione 2/dimensione 1dimensione 3/dimensione 1

11.141.39

11.281.54

11.62.33

in cui dimensione 1, dimensione 2 e dimensione 3 indicano le 3 dimensioni di una stanza ossia altezza, lunghezza, larghezza. Questi valori sono applicabili in qualsiasi ordine alle dimensioni di un ambiente, purché il rapporto tra i valori venga conservato. E' da sottolineare che queste terne rappresentano solo un'indicazione basata su speculazioni matematiche e che non rappresentano leggi di validità generale. Per rendere veramente uniforme la distribuzione dei modi si possono progettare ambienti con pareti non parallele. In questo modo la distanza tra due pareti una di fronte all'altra varia con continuità e dunque i modi che vengono generati sono distribuiti più o meno uniformemente su un intero arco di frequenze. In generale i problemi maggiori con i modi si hanno alle basse frequenze. Questo succede perché i modi a bassa frequenza si accumulano in certe zone di frequenza mentre quelli ad alta frequenza si distribuiscono uniformemente lungo lo spettro.

15.2. Tempo di riverbero di un ambiente

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Una delle grandezze più importanti che caratterizzano un ambiente dal punto di vista del suono è il tempo di riverbero . La grandezza standard che viene utilizzata per questa stima viene indicata con il simbolo RT60 (Reverb Time). Per definizione l'RT60 è il tempo impiegato dall'ampiezza di un suono per diminuire di 60 dB rispetto all'ampiezza iniziale. Questa grandezza dipende dalla dimensione delle superfici della stanza e dal loro coefficiente di assorbimento e viene calcolata utilizzando l'equazione seguente (equazione di Sabine):

Equazione 15.3. Equazione di Sabine per il calcolo del RT60

in cui:• V è il volume totale della stanza (misurato in m3).• Si è l'area della superficie i-esima (misurata in m2).• ai è il coefficiente di assorbimento della superficie i-esima [22] .• V è il volume totale della stanza (misurato in m3).• Il valore 0.161 è un fattore moltiplicativo costante.

15.2.1. Coefficiente di assorbimento

Il coefficiente di assorbimento di un materiale indica il rapporto tra l'energia acustica assorbita e quella ricevuta. Dunque quando vale 1 significa che l'energia assorbita è pari all'energia ricevuta ossia che tutta l'energia ricevuta è stata assorbita. Quando viceversa il coefficiente vale 0 significa che l'energia acustica è stata completamente riflessa. Per individuare il coefficiente di assorbimento di un materiale lo si pone all'interno di una stanza in cui il valore originario del RT60 è noto. In seguito si misura il nuovo valore di RT60 della stanza e attraverso l'equazione di Sabine si ricava il valore del coefficiente di assorbimento del materiale in esame.

15.3. Tecniche di assorbimento del suono

L'acustica degli ambienti deve essere adattata all'uso che se ne deve fare. Per questo l'acustica iniziale di un ambiente può essere modificata al fine di ottenere una resa acustica diversa adatta allo scopo preposto. Vedremo ora alcuni metodi attraverso i quali è possibile attenuare determinate bande di frequenza e calibrare la risposta acustica dell'ambiente in cui ci troviamo ad operare. I metodi consistono nell'opportuno posizionamento di pannelli acustici assorbenti che possono essere passivi o attivi.

15.3.1. Pannelli acustici passivi

Vengono realizzati utilizzando materiali porosi. In questo modo le particelle che trasportano il suono entrano nel materiale attraverso i pori e restano intrappolate all'interno con il risultato di interrompere il cammino dell'onda acustica. I materiali generalmente usati sono: schiuma acustica, lana di vetro, tende, tappeti. I fattori che contribuiscono all'assorbimento sono: le caratteristiche di porosità del materiale, le sue dimensioni e la sua posizione all'interno dell'ambiente. Supponiamo di voler attenuare una certa frequenza in quanto questa, con il contributo dei modi di risonanza, viene troppo accentuata rovinando l'acustica dell'ambiente. Abbiamo visto che le particelle che trasportano il suono hanno velocità massima ad una distanza pari a λ/4 dalla parete della stanza dunque sarà proprio lì che posizioneremo il nostro pannello assorbente. Questo infatti catturerà le particelle in movimento assorbendone l'energia e trasformandola in calore. Se mettessimo l'assorbente a ridosso della parete non otterremmo l'attenuazione della frequenza in questione. La figura seguente mostra due modi originati tra due pareti e il posizionamento di due pannelli assorbenti in due posizioni diverse:

Page 7: Acustica Degli Ambienti

Posizionamento di pannelli acustici

Tenendo presenti i punti dove è massima la velocità delle particelle vediamo che il pannello 1 è in grado di catturare le particelle mosse dalla frequenza di risonanza f2 mentre non ha effetto su quelle mosse dalla frequenza f1. Il pannello 2 invece di trova nella zona di massima velocità delle particelle di entrambe le frequenze e dunque è in grado di attenuarle entrambe. La densità del materiale deve tenere conto di due esigenze contrastanti. Da una parte deve essere abbastanza bassa da permettere alle particelle che trasportano il suono di penetrare all'interno. Dall'altra però deve essere abbastanza alta da impedire che tutto il suono entrato all'interno fuoriesca di nuovo; in altre parole, una volta entrate, le particelle devono restare intrappolate all'interno. Questo tipo di pannello acustico risulta particolarmente efficace per le alte frequenze.

15.3.2. Pannelli acustici attivi

In questo caso viene sfruttata la capacità di risonanza delle cavità. Alle pareti dell'ambiente vengono applicate delle cavità caratterizzate da una determinata frequenza di risonanza. Quando questa frequenza viene eccitata, la cavità entra in risonanza assorbendo parte dell'energia di quella frequenza. Queste cavità vengono denominate Risonatori di Helmotz e vengono usate principalmente per attenuare le basse frequenze. La parte di energia che non viene assorbita dal risonatore in risonanza viene reirradiata emisfericamente verso l'interno dell'ambiente e questo è un vantaggio in quanto ha l'effetto di diffondere il suono in tutte le direzioni. Un altro tipo di assorbente è la cosiddetta trappola per bassi (bass trap) il cui schema viene mostrato nella figura seguente:

Assorbente acustico di tipo bass trap

La profondità della cavità è pari a λ/4 e l'apertura viene ricoperta di materiale poroso. Viene usata per assorbire frequenze dell'ordine di 30 - 150 Hz. Un ultimo tipo sono i cosiddetti pannelli assorbenti a diaframma. Questi consistono in un diaframma che entra in risonanza a determinate frequenze sottraendo energia alla frequenza di risonanza dell'ambiente.

15.4. Tecniche di diffusione del suono

Ormai ne sappiamo abbastanza per capire che il suono deve essere distribuito nello spazio nel modo più omogeneo possibile. La concentrazione del suono in alcune zone piuttosto che in altre crea un campo disuniforme rendendo la percezione del suono dipendente dalla posizione. Immaginate in un teatro come sia assolutamente inaccettabile una condizione di questo tipo: alcuni spettatori percepirebbero il suono con determinate caratteristiche mentre altri percepirebbero caratteristiche diverse. Per questo si utilizzano opportuni diffusori che hanno il compito di riflettere il suono incidente in tutte le direzioni dello spazio. Una tecnica di diffusione consiste nel ricoprire una parete riflettente con una superficie altamente disuniforme. La figura seguente mostra come realizzare una tale superficie:

Page 8: Acustica Degli Ambienti

Pannelli acustici diffusori a strati

Si tratta di diversi strati ognuno con lo scopo di spezzettare una determinata banda di frequenze. Il primo strato presenta le superfici estese e questo ha effetto sulla diffusione delle basse frequenze. Sopra di questo troviamo un secondo strato in cui le superfici sono più ridotte e questo ha effetto sulle medie frequenze. Si possono poi aggiungere altri strati con dimensioni ancora più piccole per agire sulle alte frequenze. La riflessione del suono su una superficie del genere viene diretta in tutte le direzioni e questo permette di avere una distribuzione uniforme del campo sonoro. Anche le superfici convesse vengono largamente usate soprattutto nei grossi ambienti per ottenere un riflessione del suono in tutte le direzioni. La figura seguente mostra un soffitto ricoperto da diffusori di questo tipo:

Pannelli acustici diffusori convessi

15.5. Criteri per la progettazione di studi di registrazione

Generalmente uno studio di registrazione è composto da due sale: la sala di regia e la sala di ripresa. La figura seguente mostra una possibile disposizione di uno studio di registrazione in cui è presente una ulteriore sala di ripresa dedicata alla registrazione isolata della batteria:

Generica disposizione delle sale in uno studio di

registrazione

La sala di ripresa è quella in cui vengono registrati i suoni. L'acustica di questa sala è un fattore fondamentale per ottenere una buona registrazione. Una sala di ripresa con un'acustica povera rischia di impoverire la registrazione a tal punto da non essere recuperabile neanche con le mille diavolerie che abbiamo a disposizione durante il missaggio. Il tempo di riverbero e la qualità del suono riverberato (il suono riverberato deve in linea di principio contenere traccia di tutte le frequenze del suono originario) sono fattori fondamentali al pari di un corretto isolamento della sala dai rumori esterni (con riferimento alla figura precedente è fondamentale che i suoni prodotti dalla batteria restino confinati nella sala di ripresa 1 e non arrivino ai microfoni della sala di ripresa 2). Riguardo ai criteri acustici delle sale abbiamo già detto in precedenza, vediamo ora come si realizza l'isolamento acustico delle varie sale.

Una delle modalità di trasmissione del suono a cui bisogna prestare particolare attenzione è la trasmissione attraverso le mura e i pavimenti. Questi sono infatti ottimi veicoli per la trasmissione del suono e possono trasportarlo da un ambiente all'altro (quante volte avete sentito diffuso per tutta casa il martello del vicino che pianta un chiodo per il quadro della moglie?). Per questo, le mura, i soffitti e i pavimenti vanno isolati il più possibile. Inoltre le porte e le finestre degli ambienti sono causa di trasmissione del suono e vanno dunque realizzate seguendo opportuni criteri.

Page 9: Acustica Degli Ambienti

• Pavimenti (soffitti): Una soluzione relativamente economica per insonorizzare un pavimento consiste

nel costruire un nuovo strato al di sopra di quello esistente costituito da vari strati isolanti come mostrato nella figura seguente:

Isolamento acustico di un pavimento (soluzione

economica)

Partiamo dal pavimento originario di cemento. Sopra di questo viene disteso uno strato di neoprene che ha lo scopo di assorbire le vibrazioni trasmesse dal cemento. Sopra di questo vengono posti dei supporti dei legno alti circa 10 centimetri atti a fare da supporto al pavimento sospeso che viene ad essi sovrapposto. Il pavimento sospeso è realizzato da un ulteriore strato di neoprene e dallo strato finale che può essere realizzato in legno. Il questo modo l'aria tra i due pavimenti funge anch'essa da isolante per il suono che arriva dal pavimento di cemento.

La soluzione che viene impiegata nei grandi studi di registrazione risolve il problema in modo radicale attraverso la realizzazione di un intero pavimento sospeso in cemento. La tecnica che viene impiegata consiste nel realizzare il pavimento in cemento sovrapposto a quello originario con delle grosse viti all'interno. Una volta che il cemento è asciutto, girando le viti, il pavimento viene rialzato:

Isolamento acustico di un pavimento (soluzione

costosa)

Per quanto riguarda i soffitti questi vengono sospesi al soffitto originario, attraverso dei ganci che lo isolano acusticamente, e tra i due soffitti viene inserito un materiale che funge da isolante acustico.

• Pareti: Come detto le pareti non devono essere parallele e questo vale per qualsiasi grossa

superficie dell'ambiente. Inoltre debbono essere isolate sia dal pavimento che dal soffitto e anche dalle pareti originarie. Si realizzano dunque delle pareti interne inserendo tra le pareti un materiale isolante. Inoltre le pareti sono racchiuse tra due strati isolanti (ancora neoprene per esempio) che le congiungono al soffitto e al pavimento. La figura seguente illustra la sezione di una stanza in cui il soffitto, il paviamento e le pareti sono stati isolati acusticamente:

Sezione di una stanza isolata acusticamente •

Page 10: Acustica Degli Ambienti

Connessioni: Ogni sala è collegata alle altre attraverso una serie di prese e cavi che passano da una all'altra. Occorre disaccoppiare il più possibile le connessioni tra le sale come mostrato in figura:

Connessioni elettriche tra due sale• Porte: Quando possibile vanno realizzate porte doppie in modo da interrompere la trasmissione del

suono e inoltre va riposta la massima cura nel sigillare tutte le possibili fessure utilizzando delle guide di gomma. Vale anche in questo caso il principio di evitare le superfici parallele.

• Finestre: L'unica finestra necessaria in uno studio di registrazione è quella tra sala di regia e sala di

ripresa. Questa viene realizzata utilizzando due vetri molto spessi in modo da realizzare il solito isolamento acustico. Per evitare fenomeni di risonanza, anche i due vetri della finestra vengono montati non paralleli come mostrato in figura:

Finestra a doppio vetro

15.5.1. Sala di regia LEDE

Questa sala di regia è stata progettata da Don Davis nel 1980 ed ha lo scopo di attenuare al massimo le prime riflessioni che provengono dalla parte frontale della sala. In questo modo il suono che proviene dalle casse monitor non viene colorato dalle riflessioni permettendo un ascolto più fedele. LEDE sta per Live End - Dead End (traducibile più o meno con: zona viva e zona morta) e indica la divisione in due zone distinte della sala di regia: una in cui le riflessioni vengono ridotte al minimo (dead end, zona morta) e un'altra in cui le riflessioni vengono diffuse nel modo più omogeneo possibile (live end, zona viva).

Lo schema della sala di regia LEDE è il seguente:

Sala di regia di tipo LEDE

Cominciamo a vedere la zona morta. Tutte le pareti (sono tutte rigorosamente non parallele) di questa zona sono ricoperte da materiale assorbente. Ai lati della finestra sono incassati nel muro i monitor di campo lontano . Un tappeto ricopre tutta la zona e al confine tra le due zone si trova la posizione del fonico che avrà di fronte il mixer e i monitor di campo vicino. La zona viva è abbastanza grande in modo da ritardare l'arrivo alla posizione del fonico delle riflessioni sulle pareti posteriori. Il pavimento viene realizzato con un materiale riflettente (per esempio un parquet) mentre le pareti vengono ricoperte con dei pannelli diffusori. Nella parete posteriore trovano posto

Page 11: Acustica Degli Ambienti

anche due bass trap, una per lato e questo compensa per la risonanza alle basse frequenze date le grandi dimensioni della sala. Questo tipo di sala di regia ha delle caratteristiche molto precise e permette di avere ascolti molto fedeli a quello che effettivamente esce dagli altoparlanti. Adottare questo tipo di soluzione significa fare una scelta precisa rinunciando però ad altre caratteristiche.

Cos'è che vogliamo ascoltare realmente in sala di regia? Il suono effettivo che esce dai monitor oppure vogliamo ascoltare il suono come lo ascolterebbe un utente con un semplice stereo o con addirittura con l'autoradio? L'opinione di chi scrive è che sicuramente un disegno di tipo LEDE è l'ideale durante la fase della registrazione perché in quel caso è importante avere un ascolto il più fedele possibile del suono che viene catturato dai microfoni. Tuttavia in fase di missaggio sarebbe forse più opportuno effettuare gli ascolti in una sala con caratteristiche acustiche più simili agli ambienti reali visto che poi il nostro missaggio verrà ascoltato nelle situazioni più d