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Suono e tono della Campana individuale
AREA I - ARTE TECNICO-SCIENTIFICA (ATS)
Cap. ATS-J02 - Acustica della Campana - Pag. ATS-J02.14
Gli argomenti trattati sono stati inseriti da Ing. Arch. Michele Cuzzoni nel 2012 - © Copyright 2007- 2024 - e sono desunti dalla documentazione indicata in Bibliografia a fondo pagina
Una domanda frequente è se vi sia un rapporto diretto instaurato tra udibilità e peso della campana.
In generale, si può dire che, poiché l’intensità del suono è direttamente proporzionale al peso del bronzo, una campana che è due volte più pesante, avrà un suono di intensità anche doppia.
L’orecchio umano tuttavia, reagisce in modo diverso, in maniera logaritmica.
In termini più semplici ciò significa che esso percepisce un aumento dell’intensità sonora del rumore ogni 3 dB.
Per ottenere questa quantità, al fine di orientarsi, va osservato che l’orchestra produce 80 dB a piena forza, una radio è ancora a 40 dB, mentre il fruscio delle foglie è a 10 dB.
Continuando in questo argomento, si potrebbe dire che la soglia di udibilità è apparentemente 0 dB.
Eppure questo non è corretto. La soglia dell’udito è anche funzione della sensibilità uditiva, una quantità che è diversa per ogni frequenza.
Per esempio frequenze molto basse non si sentono più a 50 dB, mentre è leggermente meglio per le alte frequenze.
La sensibilità dell’udito è marginale alla nozione puramente fisica del decibel.
La scala dei decibel rappresenta il passaggio di valori tra la soglia di udibilità e la soglia del dolore, quando il suono è insopportabile, circa 130 dB. Va notato che la scala dei decibel è stata sostituita dai dB(A), tuttavia essa è ancora usata per maggior comprensione.
Asse delle X = distanza (m)
Asse delle Y = intensità (dB)
La figura 01 mostra l’udibilità della campana a distanze differenti in base alla scala in dB. Fornisce in forma schematica le misurazioni che sono state effettuate a campane in campo aperto in assenza di vento.
Sull’asse orizzontale c’è la distanza in metri della registrazione di ascolto, sull’asse verticale vi sono i dB percepiti. Come si può vedere, l’udibilità è quasi come una linea retta.
Il limite superiore si applica a una campana con un suono do3 (peso circa 2300 kg), il limite inferiore per una campana do5 (peso circa 40 kg).
Si legge facilmente che a 100 metri do3 vale 88 db contro i 72 di do5. Una differenza non molto grande. Ancor meno a distanze di 400 metri e più. Ciò perché la sensibilità dell’udito è bassa per i toni bassi e deboli.
Questo significa che non ha molto senso l’acquisto di campane molto pesanti solo per essere udite a distanze maggiori.
Dalla fig. 01 si può anche dedurre la distanza reale a cui la campana effettiva diventa impercettibile. Si è nell’ordine di grandezza di 5 km. In pratica non è sempre vero. Vi è una bella differenza se si sente una campana in mezzo al frastuoni di una città o su di un prato tranquillo e piatto in assenza di vento. In pratica il limite di udibilità passa quindi drasticamente da 1 km a oltre 4. E’ un affinamento che si può fare tra una campana e un carillon.
Figura 02: Vento e udibilità.
La figura 02 mostra come si propagano le onde sonore di una campana o di un carillon per effetto del vento. In questo modo il suono percepito per un carillon diminuisce ulteriormente a 1 km.
Naturalmente si potrebbe dire che la quantità di suono di un carillon, composto da tante campane, dovrebbe essere maggiore che per una sola campana. Invece l’ascoltatore sperimenterà l’esatto contrario.
In primo luogo, cioè, è già stato sottolineato che all’orecchio umano per avere un raddoppio di intensità bastano solo 3 dB in più.
In secondo luogo una campana in movimento suona considerevolmente più forte di un carillon, inoltre non tutte le campane di un carillon suonano simultaneamente.
Tuttavia la figura 01 è adatta solo per campane in movimento.
Ma non è solo il rumore che influenza l’udibilità. Anche edifici alti come case possono avere un ruolo importante.
Si applica la regola che, come il tono della campana è basso, anche gli ostacoli ne diminuiscono la potenza. Ove non altrimenti specificato, se si sente una campana piccola, allora ci possono essere, tra l’ascoltatore e la campana, degli oggetti di piccole dimensioni. Per questo aspetto anche la dimensione della torre ha i suoi aspetti di influenza sull’udibilità (Cfr.:
pag. N01.02
"Teoria acustica della Cella Campanaria"
pag. N01.03
"L'effetto Eco della Cella Campanaria",
pag.
N01.04 "Le piastre di riverbero della Cella Campanaria"
pag. N01.05
"La Cella Campanaria aperta")
Finora si è parlato del vento.
Com’è la situazione in presenza di un vento forte?
Per esperienza sappiamo che il suono viene udito molto meglio in linea con il vento che in direzione opposta. In figura 02 si chiarisce ciò in una certa misura.
L’equivoco che cioè prevale una migliore udibilità nella direzione del vento sarebbe stato trovato nel fatto che il rumore è trasportato dal vento. Questo non è corretto. La causa va ricercata a causa del fatto che la velocità del vento aumenta con l’aumentare dell’altezza.
In figura 02, si è schematizzato ciò con diverse frecce orizzontali. Come risultato si ha che i rumori emessi a sinistra della torre, si piegano verso l’alto, mentre i suoni emessi a destra della torre sono piegati a terra. Questo spiega perché una campana con il vento si sente molto di più.
Per determinare il concetto si nota che se una campana in assenza di vento si sente per esempio a 1 km, con il vento si sente ancora a qualche km in più. Naturalmente occorre considerare che con il vento il suono si sente a frammenti. E ciò dà un fascino particolare alla campana o al carillon.
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Bib-TS-000 - Testo di Ing. Arch. 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