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parte prima: lo scopo dello schermo

Fino ad ora abbiamo visto degli altoparlanti che erano liberi nell'aria. In realtà gli altoparlanti sono sempre avvitati a qualcosa: al cruscotto o alle portiere dell'auto, al mobile del televisore, o a quello della radio... 

Quando si ha a che fare con l'Hi-Fi, gli altoparlanti sono in genere posti dentro un apposito mobiletto, di legno o di plastica, chiamato "cassa acustica". 

Perchè mai c'è bisogno di questa "cassa acustica" o per lo meno di uno schermo attorno ai bordi del cono? Il motivo è questo: l'aria (al contrario -ad esempio- dell'acqua, è comprimibile. Ma se in un'area dell'atmosfera o -più modestamente- di una stanza vi è una decompressione e in un'altra area una compressione, si verifica uno spostamento d'aria, e l'aria dove vi è la compresione passa nel luogo dove si è uan diminuzione di pressione. E' un fenomeno noto: su grande scala questa compensazione si chiama "vento", e comunque è un fenomeno del tutto credibile ed immaginabile: non credo che dovrò soffermarmici più di tanto. 

Il fenomeno può anche essere utile in molti casi, ma nel caso degli altoparlanti ci si è messo un grande impegno per provocare compressionie decompressioni dell'aria, fenomeno che costituisce il suono. Sarebbe una bella seccatura se qualcosa annullasse questo fenomeno. Ed infatti, quando il cono va avanti e indietro, l'aria che si trova dietro tende a passare davanti o viceversa; e a compensare così la compressione/decompressione provocata dalla faccia opposta. La figura illustra meglio di mille parole questo fenomeno. 

Ecco allora che si mette attorno al bordo uno schermo, che permette per lo meno di far fare all'aria un cammino più lungo. Nel tempo in cui l'aria compie questo cammino, il cono va dalla parte opposta, l'aria può essere richiamata indietro, e questo effetto scompare. Uno schermo di dimensioni imponenti come quello della figura 2 in effetti è molto scomodo. Ed ecco l'idea brillante: si può "ripiegare" lo schermo su sè stesso, ottenendo una cassa con un volume accettabile. E se se ne vuole una ancora meno ingombrante? Basta ripiegare lo schermo ancora, e produrre una cassa "a labirinto...". 

parte seconda: un luogo comune

E' bene iniziare con lo sfatare un luogo comune, del tutto sbagliato ma comunissimo: che la cassa acustica sia una cassa armonica, come quella dei violini o delle chiatarre. La cassa acustica non deve amplificare il suono. La cassa acustica è semplicemente uno schermo. Questo schermo deve avere alcune caratteristiche, ed eccone un paio: 

1-deve essere fonoisolante. Infatti non avrebbe senso se si pensasse ad uno schermo che lascia passare il suono, ovvero le vibrazioni in controfase con il suono utile. 

2.deve essere rigido. A sua volta non si può insomam mettere a vibrare, perchè altrimenti le pareti delal cassa acustica si comporterebbero come il cono dell'altoparlante. Le pareti non devono entrare in competizione col cono, e non sono un surrogato di questo. Anch solo eprchè la loro vibrazione (come detto ampiamente) sarebbe in controfase: andrebbe avanti quando il cono va indietro e così via. 

3-non deve risuonare. Deve essere insomam di un materiale amorfo, che non entri in risonanza a certe frequenze. In questo senso il legno è un buon materiale, più fonoassorbente e meno risonante della plastica. Ma per contro deve avere delle pareti più spesse e in fondo è più costoso e difficile da lavorare. Il truciolare dà certamente molte più garanzie del legno massello, perchè è più amorfo, senza venature e nodi che potrebbero indurre a risonanze. 

Qui si gioca spesso su molti equivoci, a causa del solito motivo: la confusione tra cassa armonica e schermo. Il cliente si confonde, i costruttori e venditori ci marciano. 

parte terza: il rivestimento interno 

Per aiutare la fonoassorbenza, per impedire che all'interno della cassa si creino risonanze da onde stazionarie eccetera (vedi articoli sull'acustica ambientale: quel che capita in una stanza capita anche all'interno di una cassa acustica retangolare!), si usa rivestire l'interno della cassa con un materiale assorbente. Tipo lana di vetro o lana di stracci. A volte i pannelli di lana di vetro sono semplicemnete appoggiati all'interno anzichè essere incollati alle pareti. Questo comporta un grande vantaggio: si offre al suono una superficie doppia (ovvero, gli si offre anche la faccia che sarebbe incollata alle pareti interne...). Ma comporta anche uno svantaggio: la manipolazione della cassa (spostamenti, trasporto...) potrebbero far cadere in basso il foglio di lana di vetro, e con il tempo potrebbe sfilacciarsi e alterare la sua disposizione all'interno della cassa. 

La soluzione migliore resta quindi l'uso di pannelli piuttosto compatti, ed appoggiati bene e solidamente all'interno della cassa. Costituiscono così un ostacolo alle rifrazioni, e alterano la geometria troppo regolare dei parallelepipedo che rappresenta di solito la forma della casse. Molto interessanti i pannelli di gomma (tipo gomma-spugna) che non si sfibrano come quelli di lana di vetro. La lana di vetro poi (se montata in casse non perfettamente chiuse) potrebbe emettere nella stanza d'ascolto della polvere di vetro, che è dannosa per i polmoni. Si deve tener conto che le fibre sono sottoposte continuamente all'azione meccanica delle vibrazioni dell'aria... 
 
 

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Fig.2 = Si è pensato di porre tutto attorno all'altoparlante uno schermo, che (se è di dimensioni sufficienti) elimina il problema. Infatti il cono dell'altoparlante vibra andando avanti e indietro decine di volte al secondo. Se lo schermo è sufficientemente grande, mentre l'aria cerca di occupare la decompressione, il cono ha già invertito la corsa, e questa tende a tornare indietro. Non essendovi compensazioni, tutta la compressione si traduce in suono e l'effetto dell'altoparlante è molto più efficiente!
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Fig.3 = Uno schermo come quello della figura precedente è tuttavia molto ingombrante. Cosa si è pensato di fare? Di ripiegare lo schermo su sè stesso, dietro l'altoparlante. Notate che a parità di percorso che deve fare l'aria, qui lo schermo è meno ingombrante, perchè parte è ripiegata orizzontalmente e un'altra parte di nuovo verticalmente. 
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Fig.4 = Si può pensare di portare il discorso all'estremo, costruendo uno schermo molto compatto in relazione alla lunghezza lineare del percorso che deve fare l'aria per compensare la decompressione. Notate come qui il percorso dell'aria (linea rossa) è enormenente più lungo a parità di volume della cassa. Quindi il volume della cassa può essere ridotto fino a una lunghezza del percorso che sia comunque sufficiente ad evitare le compensazioni.. 
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