DIFFUSORE - Con Stecche o Pozzi, quale design è il più efficace ?

Il grafico qui sopra proviene dal software di progettazione e previsione acustica che sto sviluppando, la modellazione 3D avviene tramite un plugin di implementazione in Google SketchUp. Rappresenta tre tipi di sequenze di diffusori, la prima fila rappresenta la versione 1D a Pozzo (a sinistra) e a bastoncino (a destra) di una sequenza tipica basata sul numero primo 7. La seconda fila rappresenta la versione 2D della sequenza utilizzando come base il numero primo ottenuto dall'operazione 7x(7-1)+1=43, per un totale di 42 celle formate da 6 colonne e 7 righe. La terza fila rappresenta una versione semplificata della sequenza per ottenere lo stesso numero di colonne e righe, ovvero 7x7, per un totale di 49 celle. La terza riga della colonna a destra è vuota poiché non esiste una sequenza LSD semplificata "ufficiale" (Lüke Sequence Diffusor).

La problematica più stringente che ho menzionato nel capitolo precedente riguarda innegabilmente il fatto che i design a base di pozzi (celle) sono complessi da realizzare, in quanto richiedono la costruzione di pareti per alloggiare il fondo del pozzo.

Inoltre, è importante notare che le pareti devono essere il più sottili possibile al fine di limitare l'ampiezza della riflessione speculare che si verifica sulle superfici esposte.

Pertanto, sebbene il design delle celle a pozzo sia indiscutibilmente ottimale dal punto di vista teorico, sostituirle con semplici bastoncini semplifica notevolmente la realizzazione della struttura e offre l'opportunità di moltiplicare considerevolmente il numero di "finte" celle.

Concretamente, se osserviamo il mercato nel 2020, il miglior diffusore con vere celle è composto da circa cinquanta pozzi per una struttura di 60 cm per 60 cm. Mentre per le stesse dimensioni, il miglior diffusore a bastoncino (creato dal vostro stimato redattore) è composto da 900 "finte" celle.

Di conseguenza, anche se l'efficienza teorica (notare bene "teorica") della diffusione su un piano temporale di una "finta" cellula creata da bastoncini è molto inferiore a quella di un design con vere celle circondate da pareti per formare pozzi, il design a bastoncino permette semplicemente di "aggirare" questa inferiorità moltiplicando notevolmente il numero di bastoncini e quindi di "finte" celle.

In questo esempio, il design a bastoncino ha ben 18 volte più "finte" celle rispetto al design a vere celle. Inoltre, la larghezza e lo spessore di questi bastoncini sono quattro volte più piccoli rispetto alla larghezza delle celle del design a vere celle (di questo esempio), il che fa sì che il diffusore a bastoncino agisca su un'ampia gamma di frequenze, in particolare sugli alti, e su un piano temporale in modo più omogeneo (decadimento energetico lineare).

Inoltre, i design a bastoncino tendono in generale a soffrire meno delle correlazioni di fase che si verificano quando due o più onde riflesse dai pozzi interferiscono tra loro.

Questa riduzione delle correlazioni di fase rispetto ai diffusori a pozzi si manifesta attraverso i "finti pozzi" che si formano tra i bastoncini. Essendo di forme e dimensioni diverse rispetto ai pozzi con forme esattamente uguali, i lobi di energia riflessa sono praticamente tutti diversi tra loro e quindi hanno meno "probabilità" di essere correlati.

Tuttavia, la sequenza gioca un ruolo assolutamente fondamentale in questo contesto. E poiché è molto più semplice prevedere le correlazioni di fase con un modello con celle della stessa forma come quelli dei modelli a pozzi, erroneamente si ritiene che siano altrettanto efficaci per i modelli a bastoncino, come hanno dimostrato perfettamente le mie simulazioni BEM.

In questa simulazione di tipo "bac à ondes" (visibile nell'animazione sopra), è possibile osservare il fenomeno della dispersione e del decadimento energetico di un'onda sonora con incidenza di 0° (diretta) quando incontra diverse concezioni di diffusori.

La prima colonna denominata "RS" (Riflessione Speculare) funge da punto di riferimento, mostrando la riflessione speculare che si verifica con un oggetto massiccio delle stesse dimensioni, consentendo così un confronto con i diffusori delle altre colonne.

Da questi esempi, si nota che i modelli a base di bastoncini presentano un campo diffuso leggermente più uniforme rispetto alle concezioni a base di pozzi. Ciò suggerisce che l'effetto pettine (caratterizzato da creste e depressioni visibili nel punto d'ascolto) sarà meno pronunciato nei diffusori a bastoncini rispetto a quelli a pozzi.

Per apprezzare meglio questa differenza, è consigliabile mettere in pausa l'animazione e osservare come la "smussatura" si traduca in un'immagine leggermente più sfocata.

Nella simulazione mostrata sopra, si osserva un'onda sonora incidente con un angolo di 45° rispetto al diffusore.

Anche se il fenomeno di "smussatura" è leggermente più accentuato nei diffusori a bastoncini, il che rappresenta un vantaggio, le concezioni a base di bastoncini incontrano comunque più difficoltà nel catturare l'energia proveniente dal fronte dell'onda sonora che sfiora il diffusore (mettere in pausa al secondo undicesimo).

Le animazioni presentate sopra e sotto sono in realtà il risultato di una suddivisione delle animazioni precedenti, allo scopo di evidenziare la capacità di immagazzinamento dell'energia dell'onda sonora quando raggiunge il diffusore.

Per quanto riguarda questo aspetto, è innegabile che i diffusori a pozzi hanno una capacità nettamente superiore rispetto alle concezioni a base di bastoncini. In questo contesto, i diffusori a pozzi mostrano una capacità quasi 3 volte superiore rispetto alle concezioni a base di bastoncini.

Di conseguenza, i diffusori a veri pozzi producono un decadimento energetico notevolmente più lungo rispetto alle concezioni a base di bastoncini. Pertanto, è ragionevole supporre che per ottenere risultati simili, le celle (bastoncini) dei diffusori a base di bastoncini dovrebbero essere circa 3 volte più strette rispetto a quelle delle concezioni a base di pozzi. Tuttavia, questa ipotesi dipende ancora una volta dalla sequenza, poiché per realizzarla, la differenza di altezza tra i bastoncini deve essere sufficientemente ampia da generare un "finto pozzo" di profondità adeguata.

Tuttavia, è lecito chiedersi se sia opportuno optare per un decadimento più prolungato sacrificando un decadimento più morbido. Soprattutto considerando che il trattamento acustico degli spazi dedicati all'ascolto implica, nella maggior parte dei casi, la riduzione della riverberazione e dell'influenza delle riflessioni speculari. Da questo punto di vista, è evidente che i diffusori a base di bastoncini sembrano più adatti.

In conclusione, è evidente che le concezioni a base di bastoncini generano riflessioni leggermente meno nitide (più morbide) rispetto a quelle derivate dalle concezioni a base di pozzi, il che rappresenta un vantaggio.

Da un punto di vista temporale, le concezioni a base di pozzi superano di gran lunga le loro controparti, traducendosi in un decadimento energetico molto più lungo.

Tuttavia, è lecito chiedersi se sia opportuno optare per un decadimento più prolungato sacrificando un decadimento più morbido. Soprattutto considerando che il trattamento acustico degli spazi dedicati all'ascolto implica, nella maggior parte dei casi, la riduzione della riverberazione e dell'influenza delle riflessioni speculari. Da questo punto di vista, è evidente che i diffusori a base di bastoncini sembrano più adatti.

Inoltre, va sottolineato che sequenze popolari come quelle dei QRD e dei PRD non sono intrinsecamente ottimizzate per le concezioni a base di bastoncini. Pertanto, è necessario progettare una sequenza dedicata che valorizzi il potenziale di smussatura dei lobi di energia intrinseco alle concezioni a base di bastoncini, privilegiando l'alternanza tra piccole e grandi altezze delle celle.

La concezione a base di bastoncini presenta alla fine tutti i vantaggi desiderati per il trattamento delle stanze dedicate all'ascolto, soprattutto perché la sua realizzazione consente di moltiplicare agevolmente il numero di celle rispetto alle concezioni a base di pozzi.