6. Technical Resources for Improving Room Acoustics 02: Diffusors
In generale, tutte le irregolarità delle superfici hanno un effetto di diffusione del suono a determinate frequenze: più le irregolarità sono pronunciate, minore è la frequenza alla quale esprimeranno la loro efficacia. I muri in pietra irregolari, ad esempio, disperdono il suono ad alta e media frequenza in direzioni diverse ma è anche vero che rendono molto imprevedibile il fenomeno della diffusione.
Il fisico tedesco Manfred Schröder ha sviluppato diffusori calcolabili matematicamente, commercializzati per la prima volta dall'azienda americana RPG Inc. Dal punto di vista matematico, i diffusori più popolari si basano su sequenze di valori a resto quadratico, da cui la denominazione di diffusori QRD (Quadratic Residue Diffusor). Dal punto di vista costruttivo, si tratta di strutture scavate “a trincea”, di larghezza e profondità matematicamente definite, separate l'una dall'altra da sottili divisori. I diffusori QRD possono agire in una o due direzioni nello spazio, e vengono perciò definiti diffusori monodimensionali o bidimensionali. I primi diffondono il suono solo sul piano perpendicolare alle trincee, mentre lungo le trincee un tale diffusore si comporta come una parete liscia. I diffusori bidimensionali, invece, diffondono il suono in egual misura nei piani orizzontale e verticale.
Diffusore QRD monodimensionale con comportamento di dispersione
Diffusore QRD bidimensionale con comportamento di dispersione
Il diagramma polare mostra la diffusione uniforme dell'energia sonora in diverse direzioni dello spazio.
I diffusori QRD presentano numerosi vantaggi:
- completamente calcolabili matematicamente e quindi riproducibili
- diffusione del suono molto uniforme e prevedibile
- il suono non si disperde solo in modo uniforme in termini di tempo ma anche in diverse direzioni
- grazie alla diffusione spazio-temporale, l'energia sonora viene preservata e alcune direzioni nello spazio vengono attenuate di conseguenza
- la gamma di frequenze può essere prevista e “progettata” dal produttore
È possibile stimare la gamma di frequenze alla quale i diffusori acustici esprimono la loro efficacia, in base alla profondità della trincea (che corrisponde all'incirca alla profondità del diffusore) e alla larghezza della stessa. Una regola empirica approssimativa è la seguente:
- Frequenza limite inferiore: frequenza la cui lunghezza d'onda corrisponde al doppio della profondità massima della trincea
- Frequenza limite superiore: frequenza la cui lunghezza d'onda corrisponde al doppio della larghezza della trincea
Tuttavia, l'effetto non si interrompe bruscamente al di sopra e al di sotto di tali frequenze: il fenomeno della diffusione si può ancora intravedere un'ottava sotto e sopra questi limiti, sebbene non particolarmente uniforme in queste ottave. Con i diffusori QRD è necessaria una certa distanza minima dal microfono o dalla posizione di ascolto di almeno sei volte superiore rispetto alla profondità del diffusore, per evitare che lo stesso dia un’eccessiva colorazione al suono.
