Per comprendere come si diffonde il suono nell’aria e per prevederne il “comportamento” in ambienti chiusi, introdurremo due aspetti:

1) rifrazione: è il cambiamento di velocità di propagazione del suono provocato dalla densità dei mezzi in cui è costretto (aria, acqua, legno ecc.);

2) diffrazione: è il cambiametno di direzione dell’onda sonora causato da ostacoli fisici.

In atmosfera la differenza di gradienti termici dell’aria fanno sì che il suono si propaghi con velocità diverse; più velocemente nel’aria calda, più lentamente in quella fredda (rifrazione). Questo intervallare di gradienti termici possono creare delle zone d’ombra in cui il suono non arriva o arriva debolmente. Anche il vento influisce sulla propagazione del suono, con vento a favore avremo un incremento della diffrazione ma può accadere che anche con il vento contro rispetto alla sorgente e con un certo gradiente, l’aria verrà “trattenuta” nella zona di diffusione voluta quindi con effetti positivi. Le variazioni di pressione (aria più carica di vapore acqueo e più pesante), avremo una diminuzione della propagazione perché le particelle d’aria tendono a cadere verso il suolo. Nei solidi invece maggiore è la loro densità, maggiore sarà la velocità di propagazione. Negli ambienti chiusi, l’impianto di riscaldamento influenza la diffusione; il calore emesso modifica i percorsi trasversali e longitudinali seguendo la curva della rifrazione. Posizionare quindi il P.A. in modo adeguato garantisce buone condizioni di ascolto. Per avere un campo sonoro ottimale e procedere con il trattamento della stanza d’ascolto, bisognerebbe prendere in cosiderazione i seguenti parametri:

1) regolarità in frequenza in tutti gli spazi in condizioni prive di effetti transitori;

2) battimenti nella fase di decadimento, minimi;

3) decadimento dei battimenti esponenzialmente regolari;

4) il tempo di riverberazione dovrebbe essere lo stesso in ogni punto della stanza;

5) l’andamento del decadimento dovrebbe essere lo stesso in tutte le frequenze.

Alla parola segnale è associata la trasmissione di un’informazione, In questo passaggio di informazioni il destinatario può cogliere tali, come piacevoli o meno. Ad esempio un impianto hi-fi può produrre suoni gradevoli per il propietario ma fastidiosi per il vicino di casa come una raffica di fischi di disapprovazione in una partita di calcio porta con sé un’informazione appunto di discredito per il ricevente. Non è sempre facile distinguere tra rumore e informazione ma cio’ che diviene importante capire è, che i suoni veicolanti di informazioni possano raggiungere chi ha bisogno di udirli. I circuito elettronico presente nello strumento, l’amplificazione e “l’effettistica” creano delle distorsioni del segnale originario, questo è dovuto sia al tipo di circuito sia per la qualità componentistica dello stesso, tant’è che in quelli  di maggior pregio troviamo componenti di derivazione militare. La distorsione armonica viene chiamata THD (total armonic distorsion). Una distorsione armonica di appena l’1% o del 2% rispetto al segnale in ingresso è percettibile; sono state fatte delle prove sperimentali con analizzatori d’onda a banda costante, dove si è dimostrato come un’onda sinosuidale PURA a cui venivano introdotte THD in varie percentuali, queste risultassero percettibili all’ascolto anche con percentuali minime. L’analizzatore di spettro funziona nel seguente modo: per esplorare tutto lo spettro si misurano normalmente larghezze di banda di 5 HZ in modo da “esplorare” tutto lo spettro, viene introdotto un segnale ad elevata purezza spettrale, nel momento che incontra una non linearità, questo si modifica e crea delle armoniche che non erano presenti nell’onda sinuisidale pura. La somma delle armoniche rilevate costituiscono la distorsione armonica di un segnale. Alla fine il suono sarà “drogato” dalla somma del THD dell’impianto della chitarra più quello dell’amplificatore e dell’effettistica. Questo è quello che accade dal punto di vista meramente elettronico ma c’è l’aspetto riguardante l’acustica degli ambienti che è fondamentale e quindi parleremo del tempo di riverberazione. La capacità di un’ambiente  di assorbire o di riflettere un suono, ne determina il tempo di decadimento. Per garantire misure accurate in ambienti chiusi, le sorgenti sonore impiegate, devono avere energia sufficiente su tutto lo spettro e al di sopra della soglia del rumore (rapporto segnale-rumore). Esiste un rumore chiamato bianco (larghezza di banda costante su tutto lo spettro) e uno chiamato rosa, le frequenze più significative per le misurazioni acustiche sono quelle della “regione” bassa (rumore rosa), dove avremo una lunghezza d’onda più lunga e all’aumentare della frequenza l’energia diminuisce di 3 DB per ottava. Per queste rilevazioni si utilizzano quindi un generatore di rumore rosa, un microfono, un fonometro e un registratore che incide su nastro il tempo di decadimento del suono in tempo reale. In sostanza viene emesso un suono che poi viene interrotto di colpo, il tempo di decadimento del suono dipenderà da diversi fattori:

1) velocità del suono

2) dissipazione nelle riflessioni

3) effetto di smorzamento dell’aria (attrito dell’aria)

4) divergenza nella propagazione

Il suono emesso colpirà la parete anteriore, posteriore, il pavimento, il soffitto e poi di nuovo le pareti e cosi’ via…fino ad essere impercettibile; quella che viene chiamata anche coda sonora dipende quindi dalla potenza del segnale e dal rumore di fondo. Sono state fatte delle registrazioni in camera anecoica (camera priva di eco), con risultati di scarsissima qualità, inferiori a regitrazioni eseguite all’aria aperta; questo per dire che il tempo di decadimento del suono e’ uno dei parametri che definiscono le qualità acustiche di un’ambiente. Per il musicista, essere a conoscenza degl’aspetti riguardanti la distorsione armonica e dei tempi di riverberazione degli ambienti possono essere di aiuto nella scelta della strumentazione e del suo utilizzo live.

Osservando la costruzione e l’intonazione dei pianoforti ho notato come sia importante alla fine un’approccio che verte sulla sensibiltà dell’accordatore per dare una voce allo strumento. Ad esempio gli intonatori di piano praticano dei fori con un utensile sul feltro del martelletto per ammorbidire l’attacco, valutando nota per nota quanti praticarne. C’è anche un’altra interessante considerazione da fare: in realtà la frequenza della fondamentale con la sua ottava superiore non è esatamente il doppio quindi nell’estensione del piano avremo una diffrenza tra un LA2 e un LA6, un allargamento del 6% di risposta frequenziale. I martelletti vengono posizionati in modo da colpire la corda ad 1/7 o ad 1/9 della lunghezza della corda in modo da impedire la divisione in 7 o 9 parti aliquote della corda e la conseguente formazione del settimo e nono armonico, primi armonici dissonanti (la settima e la nona hanno frequenze vicine rispettivamente all’ottava superiore e alla fondamentale e questo può creare dei battimenti, cioè una sovrapposizione di armoniche che creano appunto dissonanze). Nel punto di concordanza delle onde c’è un rinforzo del suono mentre nel ciclo dove le onde assumono una configurazione asimmetrica avremo un annullamento delle frequenze; ho estrappolato da un testo questa analisi che potete vedere nella fig.1:

Fig. 1 (Clicca per ingrandire)

La legge di Young ci enuncia che in un corpo elastico atto a vibrare, non possono formarsi punti nodali dove agisce la forza eccitatrice (nei punti nodali avremo un annullamento della frequenza).
Rapportato ad una chitarra con diapason 25,5”, una Fender Stratocaster tanto per essere pratici, il punto ideale per suonare con un plettro corrisponde a circa 9 centimetri dal ponte, un centimetro prima del pick up centrale.
Nei pianoforti le corde sono a gruppi di due o tre accordate all’unisono, nel pianoforte il pedale di sinistra detto una corda fa si che che il martelletto invece di colpire i gruppi di tre corde ne colpisce solo due; questo serve per avere un assotigliamneto dinamico nei piano ma anche nei sostenuto. A livello fisico accade che la terza corda eccitata dalla vibrazione del ponticello e non del martelletto si metta in movimento in controfase rispetto alle altre e il risultato sarà un suono definito e incisivo ma più indiretto e “lontano”. Questo aiuta ad arricchire le potenzialità dell’espressione dinamica che è propria del musicista.
Gli effetti della disarmonicità delle corde che nel pianoforte come in nessun altro strumento è così imponente e ci porta a fare delle analisi sulla nostra chitarra, dove comunque esistono anche se in misura ridotta.
Nella chitarra avremo la necessità di bilanciare dopo l’accordatura con il frequenzimetro, quelle sfumature che vanno a a rendere più consonanti le sei corde. Il concetto di consonanza ha subito un’evoluzione nel corso della storia, una volta si consideravano tali solo intervalli di ottava, quinta e quarta, attualmente con l’esplosione di tantissimi generi musicali si considerano consonanti anche intervalli di terza e sesta oltre al fatto che i suoni dissonanti possono assumere rilevanza un discorso musicale se usati con razionalita’ e gusto. C’è un “trucchetto” che viene utilizzato da musicisti dall’orecchio esperto, che è quello di memorizzare e fissare nella propria mente un riff di riferimento per vedere se lo strumento risponde in maniera voluta nei vari registri. Sicuramente un chitarrista classico con una chitarra classica avrà una percezione delle sfumature che sarà diversa da un chitarrista heavy con chitarra elettrica quindi ci sarà da ritoccare l’intonazione in base al tipo di chitarra e anche a seconda del genere. In sostanza per evitare un mascheramento di alcune frequenze andremo a scegliere dapprima un set di corde che potenzialmente esaltino le frequenze cercate poi in fase di affinamento ascoltando la chitarra nel suo complesso utilizzando ad esempio accordi aperti in prima posizione e un riff memorizzato, andremo a correggere leggermente l’intonazione.

La capacità uditiva dell’orecchio umano è compresa tra i 20hz e i 20000hz. L’area che interessa la musica è compresa tra i 50 hz e i 8500hz (circa 7 ottave e mezzo delle 10 udibili), a 75 db di pressione sonora (db-spl); 75db spl corrispondono al livello che possiamo percepire all’interno di un ufficio rumoroso o ai lati di una strada trafficata.
La risposta in frequenza della chitarra sulle fondamentali va dai 82,412 hz del E basso (sesta corda) ai 649 hz del E suonato al dodicesimo tasto della prima corda. Lo spettro raggiunge i 10000 hz  con gli armonici che vanno oltre le tre ottave.
Dopo queste informazioni la realtà pratica è quella appunto di esaltare alcune frequenze piuttosto di altre in modo da soddisfare l’esigenza del musicista che richiede un suono “specifico” dal proprio strumento, spesso utilizzando terminologie colorite tipo: suono rotondo, medioso per avere più definizione nei distorti, cristallino ecc.
Il concetto di mascheramento è importante per riuscire a sbilanciare o a bilanciare delle frequenze che “esistono sempre” ma che sono nascoste dalla non linearità uditiva del nostro apparato. La sensazione sonora espresso in phon, è un concetto espressamente soggettivo al contrario di quello di pressione sonora che è strettamente fisico, è così enunciato: il valore di livello di pressione sonora (db) assunto da ogni curva di uguale sensazione alla frequenza di 1000hz definisce il livello di sensazione sonora espresso in phon. Ad esempio, la curva che passa attraverso il livello di pressione sonora di 40db a 1000hz, individua la curva che va a 40 phon.
A livello basso di ascolto l’orecchio è meno sensibile a note di frequenza bassa che a note della fascia media, l’ascolto di musica a livelli di sottofondo richiede una risposta in frequenza da parte del sistema di amplificazione diversa rispetto a livelli alti. Sintetizzando, per percepire frequenze basse con la stessa sensazione che avremo con frequenze medio alte, per come è conformato il nostro orecchio, avremo bisogno di più intesità sonora. La lunghezza d’onda delle basse riesce ad attraversare gli ostacoli con più facilità rispetto alle alte che si infrangono e non riescono raggiungere l’apparato uditivo, motivo percui si fa fatica a distinguere la direzionalità dei bassi.
Diventa quindi importante “ascoltare” i legni per cercare di capire quali hanno caratteristiche sonore per calibrare lo spettro sonoro ricercato.