Editoriali

Trappole acustiche

Di Silvio Torelli

 


 

 

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Ecco un altro interessante manualetto dell'amico Silvio Torelli


LE TRAPPOLE ACUSTICHE

(CAPIAMONE UN PO’ DI PIÙ)

di Silvio Torelli


Nonostante i sistemi fonoassorbenti a trappola acustica siano diffusamente impiegati a livello industriale per la realizzazione degli studi di registrazione, la letteratura tecnica inerente al loro dimensionamento è piuttosto scarsa o parziale.

 

 

Nonostante le trappole acustiche siano circondate da una sorta di aura di sofisticato misticismo esoterico i cui estremamente complessi principi sono a conoscenza solo dei più illuminati “guru”, adepti – magari - a qualche ristrettissima setta segreta, trattandosi, più concretamente, di applicare le nozioni delle Fisica, nelle note a seguire cercheremo di capirne un po’ di più, lasciando il misticismo a cose più consone.

 

Intanto va detto che, sebbene le “trappole acustiche” siano di primario interesse per il loro esteso assorbimento acustico delle basse frequenze, esse sono anche eccellenti assorbitori delle frequenze più elevate della banda audio.

Utilizzano un effetto di risonanza per conseguire le loro eccezionali prestazioni a frequenze ben al disotto a quelle in cui riescono ad agire sia i materassini in la lana di vetro sia quelli in schiuma di poliuretano espanso a cellule aperte. Infatti, in un materassino in lana di vetro dello spessore di ben dieci centimetri il valore del coefficiente di assorbimento acustico diminuisce bruscamente al disotto dei 125 Hz; una trappola acustica per i bassi, invece, può rappresentare un significante elemento fonoassorbente anche nella regione compresa tra i 30 e i 100 Hz.

Sulla figura 1, semplificando al massimo, illustriamo la maniera di principio in cui agisce una trappola sonora.

Nello schema (A) è rappresentata una sorgente sonora che emette un segnale sinusoidale ad una data bassa frequenza dello spettro audio: l’onda acustica riflessa dalla superficie riflettente interagisce con l’onda in arrivo creando un effetto di onda stazionaria. Osservando quanto rappresentato sullo schema (B) rileviamo che la velocità delle particelle vibranti sulla superficie riflettente deve essere, per forza di cose, uguale a “zero” a causa della natura solida della superficie e della relativa cedevolezza delle particole d’aria; inoltre c’è uno sfasamento di 90° (un quarto di lunghezza d’onda) tra la velocità delle particelle e la pressione ed anche che la pressione ha il suo massimo valore sulla superficie riflettente (dove – appunto- la velocità è virtualmente assunta come valore zero). Lo schema (C) raffigura una trappola acustica per i bassi che è profonda un quarto della lunghezza d’onda della frequenza considerata in (B). Questo vuol dire che sul fondo della trappola la velocità delle particelle è zero e sulla bocca della trappola è al suo massimo. Il telo che generalmente si installa teso sulla bocca a fini estetici (materassino in fibra di vetro o altro materiale) quindi, assorbe molto suono a causa della frizione che hanno le particelle d’aria; del resto, sulla bocca la pressione è al suo minimo (in una sorta di parziale depressione) e questo tende a far convergere verso la trappola i raggi sonori che stanno raggiungendo la superficie riflettente.

 

Va detto che per “profondità della trappola acustica a un quarto di lunghezza d’onda” si intende che questa è efficiente alla frequenza di risonanza per la quale è stata calcolata e, in maniera minore, alle frequenze contigue a questa. Risulta infatti efficiente anche a multipli dispari della frequenza di quarto di lunghezza d’onda.

 

 

Fig. 1 – Azione di una trappola acustica

Sulla Tabella 1 (basata sulla velocità di propagazione del suono nell’aria uguale a 344 m/sec) riportiamo le profondità che debbono avere delle trappole acustiche a quarto di lunghezza d’onda  per i bassi, calcolate per l’intervallo di frequenze da 20 a 125 Hz, unitamente all’indicazione delle frequenze ai rispettivi primi tre multipli interi alle quali è anche efficace l’azione della trappola.

 

Tab. 1 – Profondità di trappole per i bassi

           a un quarto di lunghezza d’onda

Frequenza

[Hz]

l/4

[m]

Altre frequenze d’azione

della trappola

(3 l / 4)

[Hz]

(5 l / 4)

[Hz]

(7 l / 4)

[Hz]

20

4,31

60

100

140

30

2,87

90

150

210

40

2,15

120

200

280

50

1,72

150

250

350

60

1,44

180

300

420

70

1,23

210

350

490

80

1,08

240

400

560

90

0,96

270

450

630

100

0,86

300

500

700

125

0,69

375

625

875

 

Per quanto concerne il posizionamento della trappola per i bassi, in uno studio di registrazione è spesso dettato da considerazioni di natura architettonica, come quella di installarla sotto alla vetrata divisoria tra studio e regia.

Ovviamente, e soprattutto, per una sala d’ascolto Hi-Fi/Home Theatre di dimensioni domestiche, va anche tenuto conto della distribuzione dei nodi ed antinodi di pressione sonora nella sala in cui si desidera che la trappola agisca. In merito, per quanto sin qui illustrato, tenendo presente la spesa sensibile che comporta la realizzazione di una trappola acustica per l’assorbimento di frequenze da 80 Hz in giù, sarebbe veramente un “nonsenso” il posizionare la trappola in un punto della sala dove la pressione sonora di quella data frequenza è prossima al minimo.

 

Altro approccio per la realizzazione un elemento assorbitore a mo’ di trappola acustica, egualmente efficiente ma meno ingombrante, è quello di abbinare un risuonatore di Helmotz opportunamente dimensionato con un diffusore a rifrazione acustica RPG a resto quadratico, illustrato nella parte finale del trattato per la correzione acustica delle sale d’ascolto di mia redazione a cui direttamente rimando in quanto il suo download gratuito è stato messo graziosamente a disposizione da Davide Sbisà a tutti i navigatori del suo sito.

     (S. T.)

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Silvio Torelli

 

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