AREA I - ARTE TECNICO SCIENTIFICA (ATS)
Capitolo ATS.J02: "Suono e Tono della Campana Individuale" - Pagina 13

Gli argomenti di questa pagina sono stati inseriti da Ing. Michele Cuzzoni nel 2012, aggiornati il 11/11/2012, e sono desunti dalla Bibliografia riportata a fondo pagina.

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L'impatto del batacchio e influenza sul suono di una campana

  

 

INDICE:

 

 

Differenze di suono con batacchi diversi - Analizzatore di suono

Quasi tutti hanno avuto l’esperienza che una campana suonata da un batacchio leggero ha un suono molto più mite e completamente diverso da quando si usasse un batacchio pesante.

Pare che ci sia un rapporto diretto tra batacchio e timbro.

Ma ci sono numerose esperienze. Quando, per esempio, si batte su una campana con un martello di peso ragionevole si ottiene un timbro deciso. Se il colpo è sferrato lentamente il tono della campana è più caldo che nel caso in cui si colpisca con grande velocità. Benché l’esperienza si possa fare solo con l’udito, tuttavia come in molti altri casi, sono disponibili anche strumenti di misura.

Il più noto è l'analizzatore di suono. Un microfono cattura il suono della campana e lo porta ad uno strumento elettronico in cui il suono si decompone sia nelle sue frequenze, cioè gli armonici, sia nella loro intensità. Così si può unire, sia nel transitorio di attacco, sia nei momenti successivi, lo spettro sonoro della campana. Purtroppo, l’indagine sistematica con disegni sperimentali controllati, si effettua soltanto a livello globale.

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Tempo di contatto tra il percussore e la campana

Le indagini a livello mondiale hanno dimostrato che questi e simili fenomeni possono essere spiegati con il tempo di contatto tra il battaglio / martello e la campana.

Anche questo aspetto è verificato da un semplice esperimento.

Si stacchi immediatamente il martello dopo aver dato un colpo ad una campana, allora il suono è molto più luminoso e più ricco di armonici rispetto al caso in cui il battaglio rimane appoggiato alla parete della campana.

A quanto pare un lungo tempo di contatto tra la campana e il batacchio inibisce i piccoli movimenti violenti delle armoniche superiori. Questi avranno un suono più breve e meno forte.

Al contrario, si può immaginare che, se il battaglio andasse in avanti con movimenti più lenti, le parziali sarebbero più nitide nelle pareti inferiori della campana.

Occorre ricordare che in pratica, il tempo di contatto varia tra 1/1000 e 5/1000 di secondo, cioè 5 ms.

 E’ facile immaginare che se il peso del battaglio è notevole, aumenterà anche il suo tempo di contatto. Ciò implica che quando il battaglio aumenta di peso, saranno ridotte sia la forza che la durata delle armoniche. La campana ha un suono più caldo.

Su questa base sembra logico che si possa considerare un peso più alto possibile. Tuttavia ci sono dei limiti. In primo luogo occorre trovare un suono acuto che sia udibile: una campana ad alta frequenza difficilmente sarà apprezzata.

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Il peso del battaglio

Ma l’uso impone limiti sul peso del battaglio. Infatti esso deve avere un’azione meccanica gestibile.

Pertanto è generalmente accettato un peso medio pari al 4% del peso della campana (nel caso di campane a slancio; se fosse il caso di campane a battaglio cadente il valore del peso deve essere 1,5/2 % rispetto al peso della campana) con piccole variazioni in diminuzione piuttosto che in aumento. In quest’ottica valgono le intuizioni personali che influenzano il timbro in modo predominante.

Un’eccezione a questa regola sono i battagli delle campane piccole, i quali sono in proporzione più pesanti. Con le più piccole il peso dei battagli può divenire anche l’8% del peso della campana. (Cfr. pag. M01.01 "Il batacchio da Carillon")

Inoltre la velocità del percussore ha un’influenza diretta sul tempo di contatto. Un tipo di battaglio veloce è uno con forma a disco ed è equivalente ad un transitorio di attacco molto forte, cioè il suono è ricco di armoniche.

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Il materiale di costituzione del battaglio e la sua durezza

Infine, anche il materiale di cui è fatto il battaglio influenza il suono. Consideriamo alcuni esempi per approfondire la questione.

Per esempio se la campana è colpita da un battaglio di piombo è evidente che si sentono appena i suoni. Ma un battaglio di piombo si attacca alla superficie della campana in ogni caso. In pratica questo tipo di materiale è difficilmente applicabile.

Sono comuni tre tipi di materiale: il ferro battuto, la ghisa e l’ottone-manganese.

Va osservato che l’ottone - manganese, è in realtà una lega di ottone sostanzialmente costituita da 40% di zinco, manganese 1%, 1% di stagno, ½ % di alluminio e il resto rame.

La durezza di questi materiali è espressa in scala Brinell, come valore di H.

Il ferro battuto ha una buona durezza H = 105 kg/mm, la ghisa ha valore di H = 120 ÷ 200 kg/mm, e l’ottone manganese ha H = 120 kg/mm.

Questa durezza non può servire a molto, almeno se ci si limita ai bassi livelli di ferro. In pratica, serve una durezza pari a H = 110 kg/mm.

 

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La forma del battaglio e l'influenza sul suono prodotto

Infine, la questione rimane in quale modo la forma del battaglio influisce sul suono.

In questo contesto, non solo la superficie di contatto del battente riveste un ruolo cruciale, ma anche la sua polimerizzazione nel corso del tempo.

Poiché nel tempo aumenta la sua superficie di contatto, allora aumenta anche la sua durata.

Tuttavia le armoniche superiori sono più predominanti. Senza dubbio questo avrà a che fare con il fatto che la superficie che colpisce la campana, dopo l’uso frequente, diventa più difficile far partire il transitorio di attacco corretto.

Al contrario si potrebbe argomentare che un battaglio nuovo in una campana produce un suono più ricco di armonici di quelli più vecchi. Anche se il tempo di contatto è inferiore, tuttavia il bronzo è già diventato vecchio (se non si gira la campana).

Naturalmente tutto ciò implica che ci si deve rendere conto che non è la superficie di usura del battaglio che produce ogni sorta di effetti inquietanti nella campana.

 

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Bibliografia


 
Bib-TS-000 - Testo di Ing. Michele Cuzzoni
Bib-TS-246 - André Lehr - Een klankanalyse van de 16de-eeuwse Van Wou-klokken in de Domtoren te Utrecht (Asten, 1980)
Bib-TS-247 - André Lehr - Partial Groups in the Bell Sound. In:  The Journal of the Acoustical Society of America , vol.79, 1986, blz.2000-2011
Bib-TS-248 - André Lehr - The designing of swinging bells and carillon bells in the past and present (Asten, 1987)
Bib-TS-249 - André Lehr - The tuning of the Bells of Marquis Yi. In: Acustica , vol.67, 1988, blz.144-148
Bib-TS-250 - André Lehr - A statistical investigation of historical swinging bells in West Europe. In: Acustica , vol.74, 1991, blz.97-108
Bib-TS-251 - André Lehr - Profielconstructies van luid- en beiaardklokken in het verleden (Asten, 1991)
Bib-TS-252 - André Lehr - Acoustic research. In:  45 Years of Dutch Carillons 1945-1990 , L.Boogert, A.Lehr, J.Maassen (ed.), 1992, blz.132-145
Bib-TS-253 - André Lehr - Vormoptimalisatie van luid- en beiaardklokken. In: Symposium Structural Optimization in the Netherlands , F. van Keulen en A.J.G. Schoofs (ed.),  November 9, 1995, Technische Universiteit Delft
Bib-TS-254 - André Lehr - Berekening van het klokprofiel. De eindige-elementen-methode in combinatie met optimalisatie-techniek helpt een oud ambacht. In: Principieel, werktuigbouwkundig magazine, Universiteit Twente , jg.1, Lente 1997, blz.23-28
Bib-TS-255 - André Lehr - Designing Chimes and Carillons in History. In: Acustica, 1997, vol.83, blz.320-336
Bib-TS-256 - André Lehr - Metaalkunde en Torenklokken. In:  Metalen in Monumenten en Vernieuwbouw , Syllabus van de Studiedag van WTA, Nederland-Vlaanderen, Wetenschappelijk-Technische Groep voor Aanbevelingen inzake Bouwrenovatie en Monumentenzorg, op 21 november 1997 in het Provinciehuis te Antwerpen, blz.60-73
Bib-TS-257 - André Lehr - Campanologie. Een leerboek over klank en toon van klokken en beiaarden (Mechelen, 1997, 2de druk 1998)
Bib-TS-258 - André Lehr - The Geometrical Limits of the Carillon Bell. In:  Acustica,  vol.86, 2000, blz.543-549
Bib-TS-259 - André Lehr - The Removal of Warbles or Beats in the Sound of a Bell. In:  Acustica , vol.86, 2000, blz.550-556
Bib-TS-260 - André Lehr - Geschiedenis van de campanologie (Asten, 2001)
Bib-TS-261 - André Lehr - Leerboek der Campanologie, 2007
 

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