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Lo sviluppo della scienza dell’acustica nel corso della storia

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Ogni onda meccanica percepibile fisicamente – dalle onde vibrazionali della terra attraverso la musica alle vibrazioni termiche – appartiene alla scienza dell’acustica.
L’acustica musicale include la teoria musicale, la fisica degli strumenti, la psicoacustica, che si occupa del funzionamento delle orecchie e della percezione del cervello, e l’acustica tecnica. Lo sviluppo della scienza dell’acustica risale a periodi storici antichi. Durante la costruzione di antiche chiese maltesi, costruite circa 6.000 anni fa, lo sviluppo di un’acustica e di sonorità appropriata potrebbe essere stata una considerazione primaria.

La diffusione del suono!

Già nell’antichità si riconosceva che nello spazio aperto, su una superficie piana, la voce e il suono possono essere uditi e compresi solo a breve distanza. Si sono anche resi conto che il suono è più chiaramente compreso e può essere ascoltato più lontano mentre viaggia verso l’alto. Queste osservazioni sono state utilizzate nelle arringhe e nei discorsi pubblici. Il suono surround adeguato ha giocato un ruolo anche nello sviluppo dei teatri antichi. Il godimento dei giochi teatrali all’aperto è stata amplificata anche acusticamente dalle pareti degli edifici. Anche la disposizione dei posti a sedere semicircolare ascendente è una delle scoperte dell’antichità. È stato riconosciuto che la comprendibilità è influenzata dalla distanza. Nel caso dei teatri di tipo greco, anche l’uso dei materiali era importante dal punto di vista dell’acustica perfetta.

Importanza della superficie del palcoscenico:

 

színpad felületeLa superficie pedonale del palcoscenico era di solito in legno e i muri di pietra giocavano un ruolo nel riflesso e nella dispersione del suono. Quando un coro con tanti partecipanti si esibì, la superficie dell’orchestra di pietra, pista da ballo, palco corale, fu cosparsa di paglia per ridurre la riflessione del suono. Anche durante la progettazione dell’auditorium (teatro) si teneva presente la direzione e la distanza della diffusione del parlato. Per raggiungere un’intelligibilità e un volume impeccabili, gli spettatori non potevano raggiungere il lato e il retro del teatro. Così fu formato un auditorium ellittico con un angolo di elevazione di 25-30 gradi.

Le sedie di pietra del teatro sparpagliarono i suoni, impedendo la formazione di echi. Vasi di pietra sono stati posizionati sotto le file per la vibrazione del suono, migliorando così il volume e l’intelligibilità.
L’effetto sfalsato dei sedili nei teatri greci antichi è stato paragonato all’effetto dei materiali fonoassorbenti tagliati su misura utilizzati per l’isolamento in un moderno studio o in un laboratorio acustico. Le file di sedili smorzano i suoni al di sotto di 500 Hertz, filtrando il rumore più comune, il mormorio degli spettatori, il fruscio del vento o lo sfogliamento. Questo limite di frequenza è ideale per filtrare il rumore, secondo gli esperti.

Si poteva sentire il suono fino a 60 metri di distanza!

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Con questo metodo è diventato possibile che in Epidauro, dove il famoso teatro può ospitare 14.000 spettatori, anche nell’ultima fila a 60 metri dal palco si potesse capire ciò che gli attori dicevano. I teatri romani hanno subito cambiamenti significativi. Il palco e l’auditorium sono diventati semicircolari, il pubblico si è avvicinato al palco. La piena incorporazione del teatro ha prodotto enorme superficio sonoro che ha aumentato la distribuzione del suono. Anche la larghezza e la profondità del palco sono aumentate, il che ha degradato l’acustica. Dietro le file superiori fu creata una struttura del tetto arcato per ottenere il suono giusto, sfruttando l’abilità riflettente di queste pareti.

Apparvero anche file di logge e tende.

L’invenzione dei romani è la sala del mercato chiusa in cui si tenevano i raduni, questi edifici dal tetto piatto e ben proporzionati sono gli antenati delle aule con un’acustica eccellente. Nei tempi antichi, l’acustica era limitata alla costruzione del teatro.
Nel Medioevo divenne più importante nella costruzione di chiese. Nelle basiliche e nelle chiese di nuova costruzione, l’accento era posto sul suono ideale di sermoni e canzoni comuni. Le strutture più piccole in stile rumeno funzionavano ancora acusticamente bene. Le cupole caratteristiche dello stile gotico hanno rovinato molto le caratteristiche. Enormi spazi stavano diventando sempre più diffusi nell’architettura, con conseguente suono ingestibile. Durante il Rinascimento, le condizioni acustiche si deteriorarono ulteriormente a causa di dimensioni ancora maggiori.

Con la stagnazione dello sviluppo della scienza nel Medioevo la scienza dell’acustica non si è sviluppata per secoli.

The development of acoustics science throughout historyNel XVI secolo i primi interni e le cupole della chiesa furono convertiti per scopi musicali. Una cattedrale così famosa, la Thomaskirche di Lipsia, dove anche Johann Sebastian Bach ha eseguito molte delle sue opere, è stata molto importante per il compositore per un suono sofisticato e ottimale.
A XVII. secolo, la costruzione del teatro tornò a fiorire. La loro pianta era simile a quella dei teatri greco-romani, tranne per il fatto che gli auditorium erano posti uno sopra l’altro e fu costruita una struttura del tetto completa. Teatri, teatri lirici e sale da concerto furono costruiti in fila.

Galilei era già acustico?

Galileo.arp.300pixGalileo fu il primo a pubblicare il suo lavoro sull’acustica nel diciassettesimo secolo, che menziona derivazioni geometriche, deflessione del suono, piani di conduzione del suono e si occupa di echi e riverbero. In questo periodo viene anche determinata la velocità approssimativa della propagazione del suono. Il XVIII.-XIX. La maggior parte dei teatri e sale da concerto furono costruiti nel XVI secolo.
Al giorno d’oggi, le stanze differiscono dalle precedenti per molti aspetti e spesso cercano di costruire stanze polifunzionali per motivi finanziari. Ci sono innumerevoli casi in cui le stanze ben progettate dal punto di vista architettonico, funzionale e finanziario cercano di porre rimedio all’acustica altrimenti negativa con il suono elettronico, che non è sempre la soluzione al problema.

La caratteristica della diffusione del suono all’aperto è che la diffusione del suono fisico non è ostacolata da alcuna superficie assorbente o riflettente.

In pratica, non è così, ad es.
  • a cause della proprietà riflettente della superficie terrestre
  • e a causa dell’assorbimento acustico da parte dell’aria.

La relazione tra il livello di potenza sonora di una sorgente sonora e il livello di pressione sonora di uno spazio dipende dallo stato dello spazio:

  • temperatura,
  • umidità
  • vento.

Negli strati d’aria con temperature diverse il suono viaggia a velocità diverse. All’interfaccia di due supporti di temperature diverse, si rompono sempre verso quello più freddo.

Nei giorni estivi, a causa del calore emesso dalla folla, il suono si piega verso gli strati più alti di aria fredda. Nell’aria la velocità di propagazione del suono aumenta con l’aumento della temperatura. La pressione e l’umidità che si verificano di solito non hanno alcun effetto sulla velocità di propagazione del suono. Dalla direzione del vento aumenta la velocità di propagazione del suono, quindi suona più lontano, ma si ritira contro vento e il suono si estingue. In spazi aperti anche la vegetazione smorza la propagazione del suono.

Nel caso degli interni, si distinguono due tipi di spazi sonori:
  • diffuso
  • e lo spazio sonoro diretto.                                                                                                                            Quando accendiamo una sorgente sonora in una stanza, viene prima creato lo spazio sonoro diretto, quindi lo spazio sonoro riflesso viene creato riflettendo sulle pareti. Grazie all’effetto dei due spazi l’uno sull’altro si percepisce il senso di spazio e distanza per noi.

In una stanza ventilata in modo inadeguato, la temperatura aumenta e diversi importanti riflessi del soffitto possono scomparire a causa della deflessione delle onde sonore. Se ci sono condizioni di temperatura inversa, il pubblico riceve meno energia sonora diretta a causa dei raggi sonori deviati verso l’alto. Per questo motivo, le file di sedili devono essere progettate per salire verso l’alto. Il suono si propaga tra due punti sul percorso più breve, cioè lungo una linea retta.

Un altro importante fenomeno sonoro negli interni è la riflessione: quando un’onda sonora colpisce un muro, la sua energia viene divisa in tre parti. La prima parte viene riflessa, la seconda parte entra nel muro, dove una parte viene assorbita, convertita in calore. La terza parte esce dal muro e va avanti. Prima di uscire, una piccola parte viene riflessa e nuovamente assorbita.

Quando si progettano gli interni di un edificio, è necessario rispettare non solo le linee guida architettoniche ma anche acustiche per creare una struttura adeguata. Anche il rivestimento delle superfici è estremamente decisivo a causa del riflesso dell’assorbimento acustico.

Per esempio:
la stanza è troppo smorzata

la stanza è troppo smorzata

-polistirolo
-o alcune spugne schiumose sono materiali fonoassorbenti molto poveri perché i poli nella loro struttura interna sono impermeabili, in modo che non si formi un flusso adeguato. Le strutture in legno più dure e molleggiate sono la soluzione ideale per l’assorbimento acustico. Un’attrezzatura adeguata è assolutamente necessaria per assorbire i suoni profondi (sotto i 200-300 Hz) al fine di bilanciare l’intera gamma di suoni nella stanza.

Con le parole citate dell’artista umanista italiano Leon Battista Alberti, Perfect Acoustic cerca sempre di ottenere il suono perfetto con i suoi prodotti.

“La perfezione è la perfetta armonia di tutti i dettagli, quando nulla può essere aggiunto o portato via senza danneggiare il tutto.”

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