Come il nostro sistema uditivo localizza la posizione di una sorgente sonora?

Il meccanismo fondamentale si basa sul fatto (un po' come nella visione) di possedere due orecchie e non una sola. Tramite l'ascolto binaurale, cioè con entrambe le orecchie, il nostro sistema percettivo è in grado di confrontare le caratteristiche fisiche del suono che perviene alle due orecchie e di ricavare, da tale confronto, informazioni sulla posizione della sorgente che l'ha generato.

Individuazione della direzione di provenienza del suono

Per chiarire la strategia che il nostro sistema percettivo utilizza per individuare la direzione di provenienza di un suono, immaginiamo di avere un altoparlante che genera un suono e un ascoltatore che ruota la testa in modo da avere il suo orecchio destro più vicino all'altoparlante di quello sinistro.

In tale situazione si verificano due effetti:

• essendo l'orecchio destro più vicino del sinistro esso raccoglierà, tramite i padiglioni auricolari, il suono in anticipo. La differenza dei tempi di arrivo del suono viene chiamata ITD (acronimo dell'inglese Interaural Time Difference). Una stima di tale grandezza si ottiene, con banali nozioni di cinematica, dividendo il maggior percorso che deve compiere il suono per arrivare all'orecchio più lontano (la "larghezza della testa") per la velocità del suono nei mezzi in aria.

Il sistema percettivo è, in condizioni ottimali, capace di cogliere ITD dell'ordine 0,1 milionesimi di secondo e quindi è del tutto in grado di valutare i tempi di ritardo che si presentano nelle situazioni tipiche. Ruotando la testa si può fare in modo che l'ITD si annulli (o comunque scenda al di sotto del minimo valore rilevabile): in questo modo la retta che indica la direzione della sorgente giace in un piano perpendicolare al segmento che unisce le due orecchie e passante per il punto di medio di questo. Tale piano è, ovviamente, il luogo geometrico dei punti dello spazio equidistanti dai due padiglioni auricolari.

• L'orecchio più lontano si trova nella "zona d'ombra" creata dalla testa e riceve il suono con intensità minore. Tale differenza in intensità viene chiamata "IID" (acronimo dell'inglese Interaural Intensity Difference). Elaborando l'IID l'apparato uditivo riceve ulteriori informazioni sulla direzione di provenienza del suono. Il più piccolo valore di IID che il nostro sistema uditivo può apprezzare è dell'ordine di 1 dB.

Le due "strategie" appena descritte presentano la loro massima efficacia in range diversi di frequenza:

• la prima strategia è molto efficace per onde di bassa frequenza (ed elevata lunghezza d'onda) per le quali l'ostacolo rappresentato dalla testa dell'ascoltatore è facilmente aggirabile;

• la seconda strategia è molto efficace per onde di alta frequenza (e bassa lunghezza d'onda) per le quali l'ostacolo rappresentato dalla testa dell'ascoltatore è quasi insormontabile e determina un significativo decremento dell'energia sonora (intensità) che arriva all'orecchio più lontano dell'ascoltatore.

Un'ultima precisazione: i due effetti appena descritti sono efficaci se l'onda sonora che esce dall'altoparlante ha una direzione ben precisa (così che il suo percorso può essere rappresentato come un segmento di retta). Come spiegato nella pagina diffrazione del suono questa condizione è più difficilmente realizzabile per onde di basse frequenza; la sorgente di tali onde è quindi, in genere, meno facilmente individuabile.

Per ascoltare correttamente di parziali di una campana, vedere quanto descritto a pag. J02.06 - Conseguenze Musicali e Misurazioni Acustiche di una Campana.

INDICE