Sebbene l’architettura acustica sia parte integrante del design delle strutture da almeno 2000 anni, è solo all’inizio del ventesimo secolo che il concetto di tempo di riverberazione viene posto su basi scientifiche da Wallace Sabine. Sabine fece notare come sia proprio il tempo di riverberazione l’aspetto più importante nello stabilire l’idoneità acustica di una stanza, qualsiasi sia il suo utilizzo futuro. Sabine, quindi, ha provveduto a fornire delle basi scientifiche per cui poterlo prevedere e calcolare.
Quando una fonte crea un’onda sonora in una stanza o in un ambiente generico, le persone lì presenti non udiranno soltanto l’onda che si propaga direttamente dalla fonte, ma anche le molteplici riflessioni dell’onda stessa che “rimbalza” sui muri, sul pavimento, sul soffitto e sugli elementi circostanti. Questi fattori compongono l’onda riflessa o il suono riverberato. Dopo che la sorgente si è interrotta, quest’ultimo può essere udito per un lasso di tempo mentre si fa sempre più morbido. Il tempo richiesto, dopo la cessazione della sorgente sonora, perché l’intensità assoluta scenda di un fattore pari a 106 o, equivalentemente, il tempo in cui il livello di intensità scenderà di 60dB, viene definito come il tempo di riverberazione (a volte ci si riferisce a questo come T60). Sabine è riuscito a dimostrare che questo tempo è correlato al volume della stanza o dello spazio di riferimento e all’abilità di pareti, pavimento, soffitto ed elementi nell’ambiente di assorbire il suono. Servendosi di questi assunti, Sabine ha sviluppato una relazione matematica che permette di calcolare il tempo di riverberazione.
La formula è la seguente:
T60 = 0.16 • V/A
In cui V è il volume della stanza espresso in metri cubi, A la sommatoria dei coefficienti di assorbimento delle singole superfici presenti nell’ambiente e l’area delle superfici stesse (in metri quadri). Il tutto nell’ipotesi di campo perfettamente diffuso (campo in cui in ogni punto è uguale la densità di energia e sono equiprobabili tutte le direzioni in cui il suono si può propagare).
Ciononostante, spesso capita di incontrare difficoltà nella misurazione accurata del T60 o, soprattutto in ambienti vasti e voluminosi, diventa particolarmente complicato generare un livello di suono che sia sufficientemente consistente e stabile tale da permetterne una corretta misurazione. Per risolvere questa problematica, si misurano i più comuni T20 e T30, moltiplicando questi rispettivamente per tre e per due al fine di ottenere il livello T60. I livelli T20 e T30 sono definiti tempi di riverberazione ritardati, in quanto corrispondono alla parte finale della curva e sono misurati per un periodo breve dopo l’interruzione della propagazione del suono proveniente dalla fonte. Il T20 viene misurato con un decadimento di 20dB e il T30 con uno di 30dB. Entrambe le misurazioni, però, hanno inizio solo quando il suono è diminuito di 5dB.
Sia il design, sia l’analisi dell’acustica di uno spazio iniziano con questa equazione. Servendosi di quest’ultima e dei coefficienti di assorbimento dei materiali con i quali saranno costruite le pareti si può approssimare come tale spazio funzionerà acusticamente. I materiali assorbenti e riflettenti (o una combinazione tra i due) possono essere usati per modificare il tempo di riverberazione e la sua dipendenza dalla frequenza, ottenendo così le caratteristiche più desiderabili per ogni necessità in particolare. A ciascun materiale che viene colpito dalle onde sonore corrisponde un coefficiente di assorbimento rappresentativo, che mostra la frazione dell’onda, in funzione della frequenza, che viene assorbita nel momento in cui l’onda raggiunge la superficie. L’assorbimento da tutte le superfici della stanza viene sommato per ottenere l’assorbimento totale (A).
Perchè misurare il tempo di riverberazione è importante?
Sebbene non ci sia un valore esatto ed univoco del tempo di riverberazione, esiste un range di valori ritenuto appropriato per ciascuna applicazione o per ciascuno spazio. Questi valori cambiano in funzione alla grandezza dell’ambiente. Per esempio, la necessità di chiarezza nella comprensione della parola impone che le stanze utilizzate per la conversazione, come le sale conferenza, debbano avere un tempo di riverbero ragionevolmente breve. D’altra parte, il suono completo auspicabile nell’esecuzione della musica dell’epoca romantica, come le opere di Wagner o le sinfonie di Mahler, richiede un lungo tempo di riverberazione. Inoltre, ottenere una chiarezza adatta per i passaggi leggeri e rapidi di Bach o Mozart richiede un valore intermedio del tempo di riverbero. Infine, per riprodurre le registrazioni su un sistema audio, il tempo di riverbero dovrebbe essere breve, in modo da non creare confusione con il tempo di riverbero della musica nella sala in cui è stato registrato.
In generale, le stanze con un tempo di riverberazione inferiore ai 0.3 secondi vengono definite acusticamente “morte”, mentre quelle con un T60 superiore ai 2 secondi sono chiamate ecoiche. L’importanza del tempo di riverbero di una stanza, quindi, è fondamentale. Correggere un ambiente o una stanza da un punto di vista acustico permette di ottimizzare la propagazione del suono e, quindi, di permettere alle persone che vi sono all’interno di comprendere e di udire meglio la fonte da cui parte l’onda sonora. Marvinacustica propone svariate soluzioni fonoassorbenti e acustiche per ridurre il riverbero e assorbire e limitare la propagazione delle onde sonore all’interno degli ambienti.