1. ACUSTICA DELLA CAMPANA e ANALISI TONALE

Matteo Padovani


La campana "Gloriosa" del Duomo di Erfurt, Germania (disegno di Matteo Padovani)

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Introduzione

Il presente elaborato intende fornire un insieme di fondamentali nozioni tecnico–scientifiche sull’acustica della campana. La letteratura campanaria italiana, a differenza di quella mitteleuropea e tedesca in particolare, non ha mai finora affrontato in modo esauriente questo importantissimo argomento, ma si è quasi sempre limitata a brevi cenni.
Le pagine che seguono, frutto di discussioni e confronti con vari esperti di campanologia e alcuni fonditori di campane italiani ed europei, fissano l'attenzione sui principali concetti della moderna scienza campanologica mitteleuropea.

Colonia (D), Cattedrale San Pietro, campana “Petersglocke”
DO2 Ø mm 3240 kg 24000
anno 1923 Heinrich Ulrich, Apolda

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Sommario

1. CARATTERISTICHE GENERALI DEL SUONO

    Altezza, intensità, timbro 

2. VIBRAZIONE DELLA CAMPANA 

3. STRUTTURA TONALE DELLA CAMPANA

   Nota nominale, toni parziali,  tipologia della campana

4. RILEVAZIONE TONALE

    Rilevazione tonale ad orecchio, rilevazione tonale strumentale

5. ACCORDATURA DELLE CAMPANE

    Storia e origini, rettifica tonale, frequenza convenzionale di riferimento

6. IL METALLO PER LA FUSIONE DELLE CAMPANE

7. FATTORI DI CONDIZIONAMENTO DELLA RESA DEL SUONO

    Sistema di montaggio, battaglio e punto di battuta, telaio e ceppi di sostegno, maturazione del suono di una campana nuova, risonanza della cella campanaria, quota della cella campanaria, distanza di ascolto

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1. CARATTERISTICHE GENERALI DEL SUONO

Il suono è prodotto da un corpo elastico il quale, sottoposto a una deformazione, tende a riprendere la sua forma primitiva, vibrando per un certo periodo di tempo e trasmettendo l’effetto acustico a ciò che lo circonda. Le vibrazioni della sorgente sonora, per essere trasmesse, hanno bisogno di un mezzo propagante, come ad esempio l’aria, attraverso la quale le onde si propagano ad una velocità di circa 340 metri per minuto secondo.

La campana è uno strumento musicale che emette il suono grazie alla percussione esercitata dal battaglio. La percussione causa nel vaso sonoro una deformazione (impercettibile alla vista) e una serie di vibrazioni prolungate nel tempo, più intense un istante dopo la percussione e progressivamente decrescenti fino al raggiungimento dello stato di quiete.

I suoni presentano tre importanti caratteristiche: ALTEZZA, INTENSITA', TIMBRO.

A) ALTEZZA: è in funzione del numero di oscillazioni compiute dalla sorgente acustica in una data porzione di tempo. Ogni suono ha un moto oscillatorio periodico, cioè mantiene costante il numero di oscillazioni nel tempo, tale moto viene misurato in frequenze. Più numerose sono le oscillazioni, più alta è la frequenza e il suono risulta più acuto. Al contrario, un numero minore di oscillazioni produce una frequenza più bassa e il suono risulta più grave. L’unità di misura della frequenza è l’Hertz, che indica il numero di oscillazioni nel periodo di tempo di un minuto secondo.

Il suono n.2 compie un maggior numero di oscillazioni rispetto al suono n.1 e risulta più acuto.

B) INTENSITA': quantifica l’energia di un suono in base all’ampiezza delle vibrazioni. L’energia effettiva e assoluta delle oscillazioni è misurata in Watt, mentre le sensazioni percepite dall’orecchio umano sono misurate in Decibel.

Il suono n.2 possiede la stessa altezza del suono n.1, ma possiede più energia ed è quindi più intenso.

C) TIMBRO: è dato dalla presenza di più suoni, generati contemporaneamente dalla medesima sorgente acustica. Il primo suono è detto principale fondamentale, gli altri suoni sono detti armonici. Il timbro è dato dalla sovrapposizione delle diverse onde sonore; la forma dell’onda risultante determina la personalità e le caratteristiche del suono. 

Suono fondamentale, armonici, e onda risultante come sovrapposizione dei vari suoni singoli

L’armonico, per definizione, emette una frequenza multipla (doppia, quadrupla, ecc…) rispetto al suono fondamentale. Nel caso specifico delle campane, il termine armonico diviene improprio, poiché nella campana si generano suoni le cui frequenze non hanno fra loro legami matematici di tipo multiplo (eccetto il caso dell’esatta ottava superiore). Pertanto nelle campane non si parla di armonici, ma di Toni Parziali.

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2. VIBRAZIONE DELLA CAMPANA

La particolare forma della campana genera varie sorgenti sonore, diversamente posizionate, che interagiscono tra loro e determinano uno spettro sonoro molto complesso. Il punto di percussione determina lo sviluppo e la direzione delle diverse onde vibranti. La vibrazione della campana avviene simultaneamente in due direzioni: lungo la circonferenza e dall’alto verso il basso, formando zone Ventrali di massima energia e zone Nodali di energia nulla, variamente distribuite. L’ampiezza di vibrazione è massima al bordo, e diminuisce avvicinandosi al vertice.

Rappresentazione grafica della deformazione della campana, in varie posizioni del vaso sonoro ed in conformità alla localizzazione dei principali TONI PARZIALI. Si notano ZONE VENTRALI chiare di energia massima (V) e le ZONE NODALI scure di energia nulla (N). Le frecce indicano la direzione della battuta (d).

La durata di un suono viene convenzionalmente suddivisa in tre momenti:

 

- transitorio di attacco;
regime stazionario;
transitorio di estinzione o risonanza decrescente.

Nella campana, analogamente a quanto avviene negli strumenti musicali a percussione, il momento transitorio di attacco coincide con il brevissimo istante del tocco di battuta. Il regime stazionario, ossia lo stato in cui la sorgente sonora rimane attivata per un certo periodo temporale (come negli strumenti a fiato e nella voce umana) nella campana viene considerato non rilevante. Assume invece particolare importanza il momento transitorio di estinzione, di durata considerevole, che inizia un istante la battuta e termina con il raggiungimento dello stato di quiete, nel quale si evidenziano le caratteristiche del suono e la composizione della struttura tonale. Il momento transitorio di estinzione è detto anche risonanza decrescente.

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3. STRUTTURA TONALE DELLA CAMPANA
 
La STRUTTURA TONALE è l’insieme delle componenti che costituiscono il suono della campana. L’analisi della struttura tonale permette lo studio del suono e la scomposizione dei vari toni parziali. Un’analisi qualificata richiede la conoscenza dei fenomeni acustici legati alla vibrazione della campana e l’utilizzo di precise metodologie di rilevazione tonale.

La figura in basso illustra la struttura tonale della campana, con la localizzazione della NOTA NOMINALE e dei principali TONI PARZIALI. Come si può notare, per ogni singolo tono vi è una fascia di maggiore influenza, nella quale è localizzata la rispettiva sorgente sonora e dove il tono risulta più evidente. Essendo tuttavia la campana un unico corpo vibrante,  le varie sorgenti sonore interagiscono tra loro e ogni singolo tono si manifesta in modo più o meno intenso lungo tutto il profilo del vaso sonoro.

 

 

Vaso sonoro della campana con la localizzazione della NOTA NOMINALE e delle zone di maggiore influenza dei TONI PARZIALI PRINCIPALI

Prime = PRIMA

Quinte = QUINTA
 
Unteroktave = OTTAVA INFERIORE
 
Terz = TERZA
 
Oberoktave = OTTAVA SUPERIORE
 
Schlagton = NOMINALE o NOTA DI BATTUTA o FONDAMENTALE

 

Localizzazione sul pentagramma dei TONI PARZIALI PRINCIPALI:

I Toni Parziali Principali ideali presentano i seguenti FATTORI DI FREQUENZA:

NOMINALE = PRIMA

TERZA

QUINTA

OTTAVA SUPERIORE

OTTAVA INFERIORE

1,00

1,19

1,50

2,00

0,50

 
 

L’Analisi della struttura tonale della campana prevede le seguenti rilevazioni:

-
-

 
NOTA NOMINALE
TONI PARZIALI

NOTA NOMINALE

La NOTA NOMINALE, detta anche NOTA DI BATTUTA, NOTA FONDAMENTALE o semplicemente NOMINALE, è localizzata sul bordo di percussione, dove lo spessore del vaso sonoro è massimo. Essa viene comunemente identificata con il colpo di percussione provocato dal battaglio.

La NOMINALE è data dalla temporanea sovrapposizione dei vari toni parziali; la sua definizione appropriata è possibile solamente nel brevissimo intervallo temporale successivo alla percussione, prima cioè che il suono inizi a scomporsi in modo differenziato e progressivo nei vari toni parziali. Nell’analisi tonale la determinazione della NOMINALE è un’operazione di primaria importanza. Essa infatti identifica il nome musicale da assegnare alla campana e costituisce la base di riferimento per determinare gli intervalli con i vari toni parziali.

TONI PARZIALI

La struttura tonale della campana è costituita dall’insieme di tutti i Toni parziali, originati dalle varie sorgenti sonore. I Toni Parziali vengono anche detti Toni Superiori, poiché la loro localizzazione lungo il profilo del vaso sonoro è più elevata rispetto alla NOMINALE. Il numero dei toni parziali è considerevole: in una campana di grandi dimensioni, tramite analisi strumentale, se ne possono individuare circa cinquanta.

I cinque toni parziali più intensi e più facilmente individuabili, che concorrono in modo diretto alla definizione della struttura tonale, vengono detti Toni Parziali Principali ed assumono le seguenti denominazioni: PRIMATERZAQUINTAOTTAVA SUPERIOREOTTAVA INFERIORE. Le denominazioni dei toni parziali, come si può facilmente intuire, sono state assegnate in base all’intervallo musicale che, per convenzione, li separa dalla NOTA DI BATTUTA. Nella campana ideale i toni parziali rispettano con precisione i rispettivi intervalli della scala musicale.

Lo schema del vaso sonoro della campana permette di localizzare le diverse sorgenti che originano i toni parziali principali. Tali sorgenti, anche se originano frequenze e toni diversi, sono collocate fisicamente sul medesimo corpo vibrante ed interagiscono reciprocamente. Ogni singolo tono parziale, essendo originato da una sola frequenza, viene definito come tono puro. La sovrapposizione di più toni puri determina la formazione di fenomeni risultanti, detti anche toni misti, che non devono essere confusi con i toni parziali propriamente detti.

La presenza di toni con frequenza similare può generare battimenti, effetti ondulatori che in genere influenzano negativamente la resa del suono.

 

Definizioni dei Toni Parziali Principali della campana

PRIMA

Tono particolarmente intenso, la cui sorgente è localizzata nella parte alta del vaso sonoro, immediatamente sotto la calotta. Pur essendo di breve durata, rafforza la nominale e presenta la massima intensità pochi istanti dopo la battuta. Nella campana ideale la sua altezza musicale coincide con la nominale, ma possono esservi differenze anche di notevole entità; i margini di tolleranza verso il basso risultano più ampi, in quanto l’estetica sonora tollera maggiormente il calo tonale rispetto alla crescita.

TERZA

Tono particolarmente intenso, la cui sorgente è localizzata nella parte bassa del vaso sonoro, un poco più in alto rispetto al bordo di battuta. Compare insieme alla nominale e la sua durata è abbastanza prolungata. Il tono è detto anche TERZA MINORE poiché la sua distanza ideale dalla nota nominale è pari ad un tono e mezzo, con variazioni generalmente comprese entro intervalli minimi. Alcune campane moderne, appositamente progettate, generano un parziale di TERZA MAGGIORE.

QUINTA

La sorgente è collocata a circa metà altezza del vaso sonoro e la distanza ideale dalla nominale corrisponde ad un intervallo musicale di quinta. Le divergenze possono essere di notevole entità; nella maggior parte dei casi il tono risulta crescente. Nella zona di influenza della QUINTA si genera un particolare fenomeno risultante, individuabile tramite percussione. Se il tono parziale di quinta è di altezza ideale, il fenomeno risultante presenta un intervallo musicale di terza maggiore rispetto alla nota nominale. Ad una crescita (o calo) della quinta, corrisponde una crescita (o calo) del fenomeno risultante.

OTTAVA SUPERIORE

La sorgente è collocata sul bordo di percussione. Come dice il nome stesso, questo parziale si colloca un’ottava più in alto rispetto alla Nominale, rispettando con notevole precisione l’intervallo musicale ideale. Pur essendo di breve durata e di limitata intensità, il tono sostiene e rafforza la nominale.

OTTAVA INFERIORE

Si tratta del più importante fra tutti i toni parziali della campana. Esso si colloca musicalmente un'ottava più in basso rispetto alla nominale e la sua sorgente è collocata poco al di sotto della metà altezza del vaso sonoo. Si tratta di un tono particolarmente intenso, che si origina con la battuta e accompagna il suono in modo duraturo, caratterizzando l'intera vibrazione della campana fino alla completa estinzione del suono. L’intervallo musicale fra la NOMINALE e l’OTTAVA INFERIORE definisce la Tipologia della campana, di cui tratteremo nel prossimo paragrafo.

 

TIPOLOGIA DELLA CAMPANA

La campanologia classifica la Tipologia della campana in base all’intervallo musicale esistente fra la NOMINALE ed il tono parziale OTTAVA INFERIORE. Le tipologie sono riconducibili a quattro:

TIPOLOGIA OTTAVA

Il tono parziale ottava inferiore si colloca esattamente un’ottava sotto la nominale, determinando un intervallo musicale esatto [esempio: nominale DO3, ottava inferiore DO2]. La tipologia Ottava costituisce il modello di riferimento ideale e identifica le campane di migliore qualità appartenenti ad ogni epoca storica. Nelle campane moderne costituisce un requisito obbligatorio. La tipologia Ottava prevede le seguenti tolleranze tonali: da + 3 a – 10/16° (da + 19 a – 63/100°) di semitono rispetto al valore ideale. Le tolleranze sono ristrette in quanto il tono ottava inferiore – per meglio interagire fisicamente con la nominale – deve risultare il più possibile preciso. I margini di tolleranza verso il basso risultano più ampi, in quanto l’estetica sonora tollera maggiormente il calo tonale rispetto alla crescita. Se il tono ottava inferiore cresce oltre i + 3/16°  (+ 19/100°) la tipologia della campana diviene Settima; se invece cala oltre i – 10/16°  (– 63/100°) la tipologia diviene Nona.

TIPOLOGIA NONA

Il tono parziale ottava inferiore risulta calante rispetto all’altezza ideale. La tipologia Nona è una caratteristica riscontrabile soprattutto nelle sagome pesanti di epoca medievale e rinascimentale. Il calo tonale del tono ottava inferiore può generare un effetto avvolgente e in grado di apportare benefici all’estetica sonora; non a caso il margine inferiore di tolleranza è abbastanza ampio. Essa viene identificata dal seguente calo tonale: – 10,5/16° e oltre (– 64/100° e oltre) di semitono rispetto al valore ideale. La tipologia Nona è da considerarsi un difetto nelle campane moderne, anche se di entità inferiore rispetto alla tipologia settima.

TIPOLOGIA SETTIMA

Il tono parziale ottava inferiore risulta crescente rispetto all’altezza ideale. La tipologia Settima, caratteristica comunemente riscontrabile nelle campane di epoca barocca e nelle sagome leggere in genere, è normalmente sinonimo di campana difettosa. L’intervallo tonale di definizione della Settima è molto ampio: da + 3,5 a + 40/16° (+ 20 / + 250/100°) di semitono rispetto al valore ideale. Vi sono alcune campane storiche, di tipologia Settima, in grado di esprimere una certa estetica sonora; si tratta però di campane rare, comunque supportate da requisiti timbrici particolari e con una crescita dell’ottava inferiore in ogni caso contenuta. Nelle campane moderne la tipologia Settima è da considerarsi un difetto di grave entità.

TIPOLOGIA SESTA

Il tono parziale Ottava inferiore risulta crescente di circa un tono e mezzo rispetto all’altezza ideale. La tipologia Sesta, riscontrabile in alcune campane di epoca barocca, è stata espressamente studiata in alcune campane moderne (realizzate perlopiù in acciaio) per farla corrispondere al tono parziale di terza minore anziché alla nominale [esempio: nominale DO3, terza minore MIb3, ottava inferiore “sesta” MIb2]. La tipologia Sesta non è espressamente regolata da strumenti normativi; tuttavia, rispetto al valore di riferimento collocato un tono e mezzo sopra l’Ottava inferiore ideale (+ 48/16°; + 300/100° di semitono) possiamo considerare una tolleranza di ± 8/16° (± 50/100°) di semitono.

Quando si effettua un’analisi tonale, è opportuno indicare il differenziale tra il valore ideale ed il valore reale dell’ottava inferiore; tale differenziale può essere indicato con il simbolo “Δ”.

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4. RILEVAZIONE TONALE 

La Rilevazione Tonale consente di effettuare una completa e precisa analisi delle caratteristiche musicali della campana. La rilevazione può essere effettuata in cella campanaria sulle campane ferme, oppure in fonderia nel caso di campane di nuova realizzazione. Le modalità di rilevazione tonale sono riconducibili a due:

-
-

 
Rilevazione tonale ad orecchio
Rilevazione strumentale

RILEVAZIONE TONALE AD ORECCHIO

Chi è dotato dell’orecchio assoluto può facilmente individuare, tramite il semplice ascolto, la Nota Nominale di una campana, riuscendo inoltre a stabilire se la nota individuata è calante o crescente rispetto alla nota naturale. I Toni Parziali vengono isolati nelle rispettive zone di maggiore influenza e la loro individuazione avviene in seguito alla percussione del vaso sonoro nelle zone indicate. La percussione, in qualunque zona della campana venga eseguita, genera sempre una breve sovrapposizione di tutti i toni, mentre il parziale più pertinente viene isolato qualche istante dopo la battuta, nella fase di estinzione del suono. L’ascolto e l’analisi ad orecchio dei toni parziali consistono principalmente nella valutazione degli intervalli tonali rispetto alla nota Nominale.

RILEVAZIONE TONALE STRUMENTALE

La rilevazione strumentale consente una precisione superiore rispetto a quanto possibile con l’orecchio umano, dato che gli strumenti di rilevazione sono in grado di misurare l’esatta frequenza corrispondente alla nota musicale.

Il diapason a cursori regolabili (figura a destra) normalmente tarato sul LA3 di 435 Hertz o vibrazioni doppie per secondo (Corista di Vienna 1885 e Normative Campanologiche di Limburg 1951) consente una precisione di 1/16° di semitono (1/32° di tono). Il diapason è un apparecchio acustico costituito da una forchetta di acciaio con due branche o rebbi fissati ad un manico, sui rebbi sono posti due cursori regolabili in altezza. La percussione sull’estremità dei rebbi provoca la vibrazione del diapason; la frequenza di vibrazione è variabile e dipende dalla posizione dei due cursori. Il rilievo musicale con il diapason richiede un orecchio esperto ed allenato. L’operazione avviene per tentativi, spostando lievemente i cursori finchè l’apparecchio, appoggiato alla campana, entra in vibrazione con essa. Osservando infine la scala graduata impressa sui rebbi del diapason, si effettua la lettura ottica in frazioni di tono della nota musicale rilevata.  La rilevazione della Nominale non avviene in modo diretto, in quanto la Nominale stessa non è una nota pura ma è data dalla sovrapposizione di più frequenze di diversa altezza. Con il diapason si effettua il rilievo del tono parziale Ottava Superiore (presente sul bordo di percussione) la cui frequenza, per comodità convenzionale, viene considerata doppia rispetto alla Nominale (le divergenze sono di minima entità, inferiori a 1/32° di tono). Analogamente alla Nominale / Ottava Superiore, il diapason consente di rilevare anche gli altri toni parziali. Una rilevazione appropriata richiede non solo la corretta localizzazione dei parziali sul vaso sonoro, ma anche la capacità di riconoscere ad orecchio i singoli suoni prima ancora di stabilirne la valenza numerica strumentale.

I moderni programmi computerizzati di analisi tonale spettrografica misurano accuratamente le frequenze di vibrazione e consentono l’identificazione dell’intera struttura tonale della campana (nominale e toni parziali) con una precisione di 1/100° di semitono (1/200° di tono). L’analisi avviene per mezzo di un microfono ad alta sensibilità. Con un computer portatile dotato di microfono digitale, è possibile effettuare le rilevazioni in cella campanaria tramite rintocchi sulle campane ferme; una registrazione audio ad alta definizione permette inoltre una successiva analisi di studio al computer anche al di fuori del campanile.

L’analisi al computer viene detta spettrografica, poiché l’intero spettro sonoro della campana viene visualizzato graficamente sotto forma di curva o picchi di frequenza corrispondenti ai singoli toni parziali. Le frequenze vengono misurate in Hertz; l’entità numerica viene poi convertita in frazione di nota musicale  (la scelta del suono convenzionale di riferimento verrà affrontata nel prossimo pragrafo).


 

Rilevazione tonale in fonderia su una campana nuova tramite diapason a cursori regolabili

Analogamente al diapason, anche i programmi computerizzati devono essere sempre utilizzati da persone dotate di orecchio esperto e competenza campanologica. Qualunque apparecchio di rilevazione, sia esso un diapason o un programma computerizzato, può solamente affiancare l’orecchio umano ma non può in alcun modo avere la pretesa di sostituirlo totalmente. Inoltre, un impiego errato del computer o l’utilizzo di programmi inadeguati, possono facilmente portare a risultati fuorvianti. Una quantificazione numerica di alta precisione diviene inefficace se, prima ancora delle apparecchiature di rilievo, mancano persone competenti in grado di comprendere con cognizione di causa il significato delle cifre. 

Nota musicale in base alla denominazione italiana – francese
Nota musicale in base alla denominazione tedesca
 
Nota musicale in base alla denominazione anglosassone
 
Frequenze basate sul
LA 3 a 440 Hz
Frequenze basate sul
LA 3 a 435 Hz
DO2
c 0
C 0
130,81
129,33
DO#2 / REb2
cis 0 / des 0
C sharp 0 / D flat 0
138,59
137,02
RE2
d 0
D 0
146,83
145,16
RE#2 / MIb2
dis 0 / es 0
D sharp 0 / E flat 0
155,56
153,80
MI2
e 0
E 0
164,81
162,94
FA2
f 0
F 0
174,61
172,63
FA#2 / SOLb2
fis 0 / ges 0
F sharp 0 / G flat 0
185,00
182,89
SOL2
g 0
G 0
196,00
193,77
SOL#2 / LAb2
gis 0 / as 0
G sharp 0 / A flat 0
207,65
205,29
LA2
a 0
A 0
220,00
217,5
LA#2 / SIb2
ais 0 / b 0
A sharp 0 / B flat 0
233,08
230,43
SI2
h 0
B 0
246,95
244,14
DO3
c 1
C 1
261,62
258,65
DO#3 / REb3
cis 1 / des 1
C sharp 1 / D flat 1
277,18
274,03
RE3
d 1
D 1
293,66
290,33
RE#3 / MIb3
dis 1 / es 1
D sharp 1 / E flat 1
311,13
307,59
MI3
e 1
E 1
329,63
325,88
FA3
f 1
F 1
349,23
345,26
FA#3 / SOLb3
fis 1 / ges 1
F sharp 1 / G flat 1
370,00
365,79
SOL3
g 1
G
392,00
387,54
SOL#3 / LAb3
gis 1 / as 1
G sharp 1 / A flat 1
415,30
410,59
LA3
a 1
A
440,00
435,00
LA#3 / SIb3
ais 1 / b 1
A sharp 1 / B flat 1
466,16
460,87
SI3
h 1
B 1
493,88
488,27
DO4
c 2
C 2
523,25
517,31
DO#4 / REb4
cis 2 / des 2
C sharp 2 / D flat 2
554,37
548,07
RE4
d 2
D 2
587,33
580,66
RE#4 / MIb4
dis 2 / es 2
D sharp 2 / E flat 2
622,25
615,18
MI4
e 2
E 2
659,26
651,76
FA4
f 2
F 2
698,46
690,52
FA#4 / SOLb4
fis 2 / ges 2
F sharp 2 / G flat 2
739,99
731,58
SOL4
g 2
G 2
783,99
775,08
SOL#4 / LAb4
gis 2 / aes 2
G sharp 2 / A flat 2
830,61
821,17
LA4
a 2
A 2
880,00
870,00
LA#4 / SIb4
ais 2 / b 2
A sharp 2 / B flat 2
932,33
921,73
SI4
h 2
B 2
987,77
976,54
DO5
c 3
C 3
1046,50
1034,61

Il sistema di divisione dell’ottava musicale in 12 semitoni di uguale intervallo prende il nome di sistema temperato, teorizzato verso la fine del secolo XVII, che costituisce la base del sistema musicale moderno. Ogni nota emette una frequenza doppia rispetto alla corrispondente nota dell’ottava musicale più bassa, e dimezzata rispetto alla corrispondente nota dell’ottava musicale più alta: per esempio il LA 3 di 435 (440) Hz ha frequenza doppia rispetto al LA 2 di 217,5 (220) Hz, e dimezzata rispetto al LA 4 di 870 (880) Hz. Il rapporto che regola le frequenze di ciascun semitono è di tipo logaritmico: la frequenza di ogni semitono successivo viene calcolata moltiplicando il valore numerico per la radice dodicesima di 2, ovvero 1,059463094.

 

Esempio di analisi tonale e compilazione della tabella con i dati rilevati

VERONA, Chiesa di SAN GIORGIO IN BRAIDA

CAMPANA

1 2 3 4 5 6

Anno

Fonditore

Località

1795

G. Ruffini

Verona

1852

L. Chiappani

Verona

1776

G. Ruffini

Verona

1955

L. Cavadini

Verona

1776

G. Ruffini

Verona

1845

L. Chiappani

Verona

Ø bocca mm

1009 891 791 729 652 593

Peso kg

609 410 306 232 164 125

NOMINALE *

SOL3 - 8 LA3 - 8 SI3 - 8 DO4 - 8,5 RE4 - 8 MI4 - 9

Ottava Inferiore

SOL2 - 0,5 LA2 - 9 SI2 - 11 DO3 + 3 RE3 - 7 MI3 - 8

Prima

SOL3 - 9 LA3 - 4 SI3 - 14 SI3 - 0,5 REb4 - 4,5 MI4 - 5

Terza

SIb3 - 5 DO4 - 4,5 RE4 - 8 MIb4 - 8 FA4 - 8 SOL4 - 6

Quinta

RE4 + 5,5 MI4 - 6,5 SOLb4 - 8 SOL4 + 6 SIb4 + 0,5 SI4 - 5

Ottava Superiore

SOL4 - 8 LA4 - 8 SI4 - 8 DO5 - 8,5 RE5 - 8 MI5 - 9

Tipologia **

SETTIMA

Δ + 7,5

OTTAVA

Δ - 1

OTTAVA

Δ - 3

SETTIMA

Δ + 11,5

OTTAVA

Δ + 1

OTTAVA

Δ + 1

*             Analisi tonale:     1/16° di semitono  ÷  1/32° di tono;  LA3 435 Hz

**           Δ = differenziale tra il valore ideale ed il valore reale del tono Ottava inferiore

                Rilevazioni tecniche ed analisi tonale: Matteo Padovani, Flavio Zambotto        Verona, Luglio 2008

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5. ACCORDATURA DELLE CAMPANE
 
Il termine accordatura indica l’operazione con la quale vengono ordinati i suoni di uno strumento musicale. Nel caso delle campane tale operazione è particolarmente delicata, perché, come sappiamo, la struttura del suono è alquanto complessa. L’accordatura assume un’importanza ancora superiore quando si tratta di produrre un certo numero di campane in accordo musicale, per effetto delle combinazioni acustiche estremamente varie ed articolate che si generano nel suono d’assieme. L’evoluzione nel tempo della forma della campana è legata alla continua ricerca e al progressivo miglioramento delle tecniche di accordatura e della precisione tonale (per una completa trattazione dell’argomento si rimanda a Documenti di Campanologia II. EPOCA STORICA DI FUSIONE E FORMA DELLA CAMPANA).
 
 
 
Cattedrale di Autun (Francia), particolare di un capitello con campanelle medioevali in probabile accordo musicale (sec.XII)
 

ACCORDATURA DELLE CAMPANE: STORIA E ORIGINI

Il desiderio di riuscire a dare un’appropriata definizione ed un corretto ordinamento al suono delle campane accompagna fin quasi dalle sue origini la storia dell’arte fusoria. Il monaco benedettino tedesco Teofilo, nella sua opera “De diversis artibus” (secolo XII) fu il primo ad esporre per iscritto la tecnica di fabbricazione delle campane, soffermandosi anche sulle modalità di ritocco della nota fondamentale; tali modalità, che prevedevano l’asportazione di metallo all’interno del bordo di percussione per fare calare la nota, o l’accorciamento dello spigolo inferiore per farla crescere, sono concettualmente valide anche ai giorni nostri. Al tempo di Teofilo però, non solo non era ancora possibile il controllo della struttura tonale della campana, ma neppure la nota fondamentale poteva essere definita con precisione; pertanto la pratica del ritocco della nota musicale teorizzato nel “De diversis artibus” non poteva ancora essere oggetto di un impiego maturo ed appropriato. Un secolo prima di Teofilo, agli inizi del secolo XI, un monaco dell’Abbazia di Pomposa presso Ferrara, Guido d’Arezzo, propose importantissime innovazioni teoriche destinate a costituire la base del moderno sistema di notazione musicale. Il contesto musicale in continua evoluzione non solo determinò nuove esigenze da parte dei committenti, ma spinse i fonditori a specializzarsi sempre più nel controllo musicale della campane, dapprima tramite esperimenti, e successivamente attraverso lo studio formale della sagoma. I fonditori medioevali più preparati individuarono e studiarono per primo il tono parziale OTTAVA INFERIORE, ovvero il tono più evidente e con la più lunga durata di vibrazione. Tuttavia, più che di un vero e proprio studio di tipo progettuale, si trattò di uno studio di semplice osservazione, in quanto la corretta predeterminazione dell’OTTAVA INFERIORE nella fase di studio e disegno della sagoma avrebbe richiesto ulteriori progressi nella resa e nella definizione della nota NOMINALE. Alcune fra le migliori campane medioevali in forma Alto Gotica (secoli XIII – XIV) presentano già un intervallo tonale sostanzialmente corretto fra nota NOMINALE e OTTAVA INFERIORE, e risultano quindi classificabili nella tipologia Ottava. Oggetto di successiva osservazione fu il parziale TERZA, comunemente posizionato con intervallo minore (un tono e mezzo) sopra alla NOMINALE, intervallo universalmente e storicamente accettato dai fonditori anche a causa dell’impossibilità – attestata da secoli di sperimentazioni – di ottenere un intervallo di TERZA maggiore (nel 1995 la fonderia olandese Eijsbouts, in seguito ad uno studio esclusivo, realizzò le sue prime campane con intervallo parziale di TERZA maggiore). In epoca medioevale incontriamo i primi esempi di campane musicalmente accordate, come ad esempio le tre tuttora esistenti nel Duomo di Eichstätt in Germania (FA3, SOL3, LAb3, anni 1256 – 1299). Per poter parlare in modo realistico di accordatura delle campane si dovette comunque attendere il primo Rinascimento (secolo XV) quando la struttura tonale, soprattutto nelle campane di forma Tardo Gotica, iniziò a divenire oggetto di studi accurati.

A cavallo tra i secoli XV e XVI, i migliori risultati sull’accordatura delle campane furono indubbiamente quelli ottenuti dal fonditore olandese Gherardus Van Wou, noto soprattutto per la realizzazione della più famosa campana rinascimentale per eccellenza, la “Gloriosa” del Duomo di Erfurt in Germania, ma anche autore di eccezionali concerti in accordo musicale, come le 13 campane in scala diatonica maggiore del Duomo di Utrecht in Olanda (campana maggiore FA#2, Ø mm 2272, kg 8227, anno 1505) e le tre campane del Duomo St. Blasius di Braunschweig in Germania (LA2, SI2, DO#3, anno 1499). Nella realizzazione di questi capolavori assoluti dell’arte fusoria rinascimentale, il Van Wou non solo dimostrò di saper controllare molto bene la struttura tonale della campana singola, ma anche di aver maturato notevoli capacità nello studio delle proporzioni fra le diverse campane onde assicurare il giusto rispetto degli intervalli musicali. L’evoluzione delle campane e le conoscenze progressivamente acquisite dai fonditori portarono quindi ad una nuova ed appropriata definizione del concetto di accordatura delle campane. Gli studi sulla sagoma però, per quanto oggetto di progressi, non potevano garantire un prodotto esente da difetti tonali, e ciò non solo per errori di calcolo, ma anche causa di fattori connessi all’attività di fabbricazione delle campane, come ad esempio la lavorazione di tipo artigianale e le dinamiche innescate dal processo di fusione. Accanto all’accordatura predeterminata in fase di studio, iniziò quindi la pratica della rettifica tonale sul prodotto finito, che consisteva nel ritoccare meccanicamente le campane nella parte interna del vaso sonoro, allo scopo di correggerne l’altezza musicale. Nel secolo XVII i fratelli Francis e Peter Hemony, fonditori di campane di Zutphen (Olanda), compirono studi avanzati sulla struttura tonale e si specializzarono nella delicata fusione di campane per carillon. Essi riuscirono ad individuare e a controllare toni superiori (parziali e misti) di grande importanza, quali: Ottava Inferiore, Ottava Superiore, Terza Minore, Terza Maggiore, Quinta, Dodicesima. Gli Hemony impiegarono i primi rudimentali strumenti di controllo dell’accordatura, utilizzando il metodo dello xilofono, ovvero utilizzando barre metalliche opportunamente dimensionate che emettevano note in corretto accordo con la scala musicale. Sfruttando il fenomeno della convibrazione fra le barre e le sorgenti sonore, ed attuando i primi appropriati metodi di rettifica tonale sul prodotto finito, essi riuscirono ad accordare le loro campane – sia nelle note nominali che nei toni parziali superiori – in modo straordinariamente preciso per l’epoca. Il metodo dello xilofono, adottato dagli Hemony e abbandonato in seguito alla loro scomparsa, può in un certo senso essere considerato antesignano dei moderni diapason a cursori regolabili, i quali, come abbiamo visto nel precedente capitolo, rilevano le frequenze e note musicali per convibrazione. Gli Hemony individuarono inoltre la teoria dei nodi e delle zone ventrali di massima vibrazione, con metodologie a noi non pervenute, ma con risultati che hanno trovato riscontro solo in epoca recente con le moderne analisi strumentali.
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Gli Hemony inventarono anche il primo tornio per la rettifica tonale delle campane. Lo strumento prevedeva il posizionamento capovolto della campana e la sua rotazione sull’asse verticale ad opera di cinque o sei uomini, mentre la tornitura avveniva tramite una colonna fissa dotata di punte in acciaio che veniva inserita all’interno del vaso sonoro.

Quasi contemporaneamente agli Hemony, la pratica della rettifica tonale venne avviata anche in Inghilterra in seguito allo sviluppo della tradizione di suono a rotazione completa detta Change Ringing. L’adozione del tornio in Inghilterra (chiamato propria-mente tuning machine, ovvero macchina per accordare) avvenne però a partire dal 1790, quando venne costruito il primo apparecchio che prevedeva il capovolgimento della campana e la rotazione della colonna tramite la forza trainante di un asino (figura a sinistra). Dalla metà del secolo XIX furono adottati i primi torni funzionanti a motore.
 

I primi impieghi delle campane per scopi musicali, come abbiamo visto nel caso dei carillon e del Change Ringing inglese, avviarono quindi la pratica della rettifica tonale in fase di rifinitura del prodotto. In Italia Settentrionale, nei secoli XVIII e XIX, con lo sviluppo delle tradizioni di suono a rotazione completa, iniziarono ad essere eseguiti i primi interventi di ritocco musicale sulle campane, interventi la cui precisione, anche se lontana da quella raggiunta in altri paesi, poteva comunque considerarsi apprezzabile. Le rettifiche tonali eseguite in Italia non prevedevano l’utilizzo del tornio ma di strumenti artigianali come lime e scalpelli, e ciò ne rendeva alquanto laboriosa l’esecuzione. In Inghilterra, già dal secolo XVIII, venivano eseguiti anche interventi di rettifica tonale su concerti di campane già posti in opera sulle torri, interventi che talvolta potevano interessare anche campane storiche allo scopo di adeguarle alle nuove esigenze musicali; le rettifiche su torre prevedevano l’impiego di un particolare martello con le estremità a forma di scalpello. Fra i primi interventi di rettifica tonale su torre eseguiti in Italia, fece notizia quello eseguito nel 1818 dal fonditore Gaetano Brighenti sulle campane della Basilica di San Petronio a Bologna.

Le metodologie di rilievo delle note musicali non erano inizialmente supportate da strumenti appropriati, e se si eccettua il metodo artigianale dello xilofono utilizzato dagli Hemony nel secolo XVII, ogni valutazione veniva fatta esclusivamente ad orecchio. Il diapason o corista, apparecchio acustico vibrante a nota fissa inventato nel 1711, serviva ad uniformare l’accordatura degli strumenti musicali o a dare l’intonazione alle voci; l’emissione di una nota fissa, però, rese inizialmente difficile l’utilizzazione pratica del diapason per l’accordatura delle campane. Nel secolo XIX i fonditori utilizzavano insiemi di diapason a nota fissa con differenze di un semitono fra i vari apparecchi, ma la vera svolta avvenne alla fine del secolo XIX con l’adozione del diapason a cursori regolabili, il quale rendeva possibile la misurazione della nota musicale in frazioni di tono fino a 1/32°.

Fra il secolo XIX e l’inizio del secolo XX molte fonderie mitteleuropee si dotarono di moderni torni, divenuti oggi strumenti indispensabili per l’esecuzione di rettifiche tonali corrette e appropriate sulle campane di nuova produzione. L’unica fonderia italiana ad avere utilizzato un tornio per la rettifica tonale delle campane è stata la ditta Cavadini di Verona, a partire dal 1920 circa.
I moderni strumenti di rilevazione musicale, come il diapason a cursori regolabili ed i programmi computerizzati di analisi tonale spettrografica, rendono possibile l’analisi del suono e l’accordatura delle campane con la massima precisione (La trattazione dei moderni strumenti di rilevazione tonale è stata affrontata nel Capitolo 4, RILEVAZIONE TONALE).

 

RETTIFICA TONALE 

La Rettifica tonale è l’operazione di modifica e correzione delle caratteristiche tonali della campana, tramite asportazione meccanica di materiale nella parte interna del vaso sonoro.

La rettifica tonale prevede due categorie fondamentali di intervento:

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Rettifica tonale su campane nuove
Rettifica tonale su campane in esercizio

RETTIFICA TONALE SU CAMPANE NUOVE

Il requisito primario per una buona accordatura è la struttura tonale della campana singola. La nota di battuta deve risultare pulita e definita, mentre i toni parziali devono rispettare i corretti intervalli tonali e permettere uno sviluppo del suono sostenuto ed equilibrato, senza suoni irregolari o battimenti troppo marcati. Lo studio appropriato della sagoma o profilo della campana consente il controllo completo del suono, e i fonditori mitteleuropei più preparati sono attualmente in grado di progettare e realizzare campane dotate di notevole precisione ed equilibrio tonale, garantendo minimi margini di incertezza sul risultato finale.

Ammettendo la possibilità di eventuali perfezionamenti sul prodotto finito, una campana può essere progettata leggermente crescente rispetto alla tonalità desiderata. L’eventuale rettifica tonale, che può interessare sia la nota di battuta che i toni parziali, viene eseguita in fonderia utilizzando un apposito tornio, e consiste in una lievissima asportazione di materiale da fasce orizzontali interne, ad una quota più o meno elevata. Se la campana risulta invece calante, si può intervenire facendo crescere la sola nota Nominale, asportando materiale in corrispondenza del bordo interno inferiore, ma in questo caso i margini di intervento sono alquanto ridotti pena la compromissione della resa del suono.

La rettifica tonale di una campana nuova in fonderia avviene durante la fase del primo controllo del suono ed è parte integrante della fabbricazione. Un caso particolare è rappresentato dai fonditori inglesi, che dapprima fondono le campane con sagome standard di spessore maggiorato e successivamente ottengono il tono desiderato mediante la tornitura di tutto il profilo interno del vaso sonoro; tale tipologia di lavorazione costituisce di fatto una costruzione meccanica integrale del profilo della campana. I fonditori continentali invece, più fedeli alla tradizione fusoria storica, stabiliscono le caratteristiche tonali della campana nella fase di studio e di disegno della sagoma, mentre la rettifica tonale viene eseguita per il perfezionamento finale del prodotto.

I requisiti tonali delle campane moderne sono disciplinati dalle “Normative campanologiche mitteleuropee” (Documento N.6, "Il convegno di Limburg e le normative campanologihe mitteleuropee).

RETTIFICA TONALE SU CAMPANE IN ESERCIZIO

La rettifica tonale delle campane può essere eseguita anche in un contesto storicizzato, ovvero su campane in esercizio. Questo tipo di rettifica viene effettuato in seguito alla constatazione di difetti tonali, dovuti non all’usura o al tempo, ma alla fabbricazione delle campane. Gli strumenti musicali in genere (pensiamo ad esempio all’organo o al pianoforte) modificano lo stato dell’accordatura e necessitano di interventi periodici per il ripristino delle condizioni musicali iniziali. Nelle campane questo non accade, in quanto il vaso sonoro non subisce nel tempo modifiche della forma (come invece succede nelle canne dell’organo o negli strumenti a corda); di conseguenza l’accordatura non subisce variazioni ed ogni intervento correttivo diviene storico poiché i suoi effetti hanno carattere permanente.

La rettifica tonale in un contesto storico implica attente riflessioni e può essere oggetto di dibattiti, similmente a quanto avviene per i restauri delle opere d’arte. E’ indiscutibile che un intervento eseguito in modo professionale migliori la resa di un concerto di campane e possa quindi corrispondere più adeguatamente alle esigenze di ascoltatori esperti, ma le motivazioni sull’opportunità di esecuzione devono essere valutate anche in funzione del contesto storico e culturale in cui le campane sono collocate. L’intervento di rettifica tonale deve essere sempre preceduto da una precisa e completa analisi dello stato di fatto dell’accordatura.

Le casistiche nelle quali può essere effettuato un intervento specializzato di rettifica tonale sono le seguenti:

1.

Complesso di campane integro, realizzato in un’unica fusione, con errori di accordatura dovuti alla mancata rettifica tonale prima dell’uscita dalla fonderia. L’intervento correttivo, oltre a migliorare la resa d’assieme, diviene complementare all’opera del fonditore.

2.

Complesso con campane rifuse e/o aggiunte successivamente alla fusione originaria, con errori di accordatura. In questo caso l’intervento correttivo è volto alla ricerca della migliore uniformità possibile fra campane di diversa fusione.

3.

Campane con interventi di rettifica vecchi e grossolani, eseguiti con strumenti inadeguati (lima, scalpello) e con irregolarità superficiali interne che inquinano la purezza del suono. L’intervento di rettifica, oltre a correggere le imprecisioni tonali, può migliorare la resa delle campane grazie alla ridefinizione superficiale della sagoma.

La rettifica tonale può portare ad un risultato ottimale a condizione che le divergenze tonali – misurate prima dell’intervento – non siano eccessive. Nel caso di divergenze troppo marcate, l’intervento potrà avere carattere migliorativo, ma non sarà possibile ottenere un risultato perfetto.

Le campane in sagoma leggera presentano margini di intervento più limitati rispetto alle sagome pesanti, a causa dei ridotti spessori della parete del vaso sonoro e dell’espressività timbrica più limitata.

Le campane già oggetto in passato di interventi correttivi presentano margini di intervento più limitati rispetto alle campane integre.

Nel caso di un restauro generale del campanile o della cella, in cui è prevista la rimozione delle campane ed il loro abbassamento a terra, è raccomandabile il trasporto in una fonderia dotata di apposito tornio, per poter eseguire l’intervento di rettifica con la massima precisione meccanica.

In mancanza di tale possibilità, la rettifica può essere eseguita in cella campanaria tramite smerigliatura. Tale operazione richiede la presenza di campanologi di affermata competenza, supportati da strumentazioni di rilievo professionali e da una mano d’opera qualificata per le delicate operazioni di smerigliatura.


 

Intervento di ritocco dell’accordatura tramite un moderno tornio


 

Intervento di ritocco dell’accordatura tramite smerigliatrice

FREQUENZA CONVENZIONALE DI RIFERIMENTO

Per frequenza convenzionale di riferimento si intende la frequenza della nota musicale di base per la misurazione dell’accordatura.

Fino ai secoli XVIII e XIX la determinazione del suono di base era assai problematica. Il riferimento variava da paese a paese; in genere quello usato per l’accordatura dell’organo e della musica vocale da chiesa differiva da quello per la musica strumentale. In Italia esistevano il corista Lombardo (il più alto), il Romano (il più basso) e il Veneziano (intermedio tra i due); vari singoli teatri adottavano un loro diapason particolare.

Oltre alle differenti frequenze di riferimento, vi erano vari temperamenti che davano le indicazioni per fissare le altezze delle note all’interno delle scale musicali. Verso la fine del secolo XVII fu teorizzato il sistema temperato, che prevedeva la divisione dell’ottava musicale in 12 semitoni di uguale intervallo e che costituisce la base del sistema musicale moderno.

Il diapason, apparecchio acustico vibrante a nota fissa, fu inventato nel 1711 dal maestro inglese John Shore e perfezionato a Parigi intorno alla metà del secolo XIX; esso serviva ad uniformare l’accordatura degli strumenti musicali e a dare l’intonazione alle voci. I motivi che portarono alla scelta di utilizzare il LA3 (a1) come nota di base non sono noti.

I primi studi sulle frequenze furono avviati nel secolo XVII, ma le misurazioni divennero scientificamente accurate solamente nel secolo XIX. La prima catalogazione storica dei diversi diapason risale al 1880.

Riportiamo di seguito i valori adottati per la frequenza convenzionale di riferimento dal secolo XVI alla seconda metà del secolo XIX, prima dell’adozione delle normalizzazioni. I valori storici della frequenza del LA3 sono riferiti a misurazioni moderne, sconosciute ai musicisti fino al secolo XIX.

Epoca

Luogo

Frequenza del LA3

XVI sec.

Inghilterra, virginali

322 Hz

XVI-XVII sec.

Roma, tono dell’organo

390-400 Hz

1702

Erfurt, organo chiesa S. Pietro

522 Hz

1721

Berlino, concerti

422 Hz

XVIII sec.

Roma, tono “Romano”

328 Hz

XVIII sec.

Francia, tono “Francese”

392 Hz

XVIII sec.

Venezia, tono “Veneziano”

430-460 Hz

XVIII sec.

Germania, “Chorton”

465 Hz

XVIII sec.

Germania, “Kirchenton”

470-490 Hz

XIX sec.

Tono del pianoforte

432 Hz

1823

Vienna, opera

434 Hz

1826

Londra, concerti

423 Hz

1849

Milano

446 Hz

1857

Londra, opera

456 Hz

1857

Milano, Teatro alla Scala

452 Hz

1859

Bruxelles

442 Hz

1859

Berlino, concerti

452 Hz

1869

Bologna, concerti

443 Hz

1877

Londra, concerti

455 Hz

1880

Londra, opera

435 Hz

Nella seconda metà del secolo XIX si sentì l’esigenza di stabilire un suono campione di valenza internazionale e allo scopo furono tenute varie conferenze. Nel 1858 l’Accademia delle scienze di Parigi stabilì un diapason di 435 Hz, confermato ufficialmente in un congresso internazionale a Vienna nel 1885. In Italia nel 1884, con il decisivo contributo di Giuseppe Verdi, fu stabilita l’adozione di un diapason nazionale fissato sul LA3 di 432 Hz. In seguito la frequenza andò gradualmente crescendo, finchè nel 1939 in un congresso internazionale a Londra fu fissato un nuovo diapason di 440 Hz (440 vibrazioni doppie per secondo, 880 vibrazioni semplici).

Il Convegno di Limburg del 1951, in cui vennero ufficializzate le attuali normative di valenza mitteleuropea per le campane moderne di buona qualità (Documenti di Campanologia 7. IL CONVEGNO DI LIMBURG E LE NORMATIVE CAMPANOLOGICHE MITTELEUROPEE) stabilì il riferimento musicale convenzionale con il Corista di Vienna del 1885 a 435 Hz, usando anche la definizione di Frequenza di ParigiI diapason a cursori regolabili sono normalmente tarati sul LA3 di 435 Hz.

Nel 1954 a Londra durante un congresso dell’ISO (organismo che si occupa dell’unificazione tecnica e scientifica in campo internazionale) venne stabilito il diapason di 440 Hz alla temperatura di 20°C. Tale frequenza costituisce il riferimento attualmente adottato per gli strumenti musicali in genere.

Valori della frequenza convenzionale di riferimento conseguenti alle normalizzazioni

Epoca

Luogo

Frequenza del LA3

1858

Parigi, normalizzazione francese

435 Hz

1884

Milano, normalizzazione italiana

432 Hz

1885

Vienna, congresso internazionale

435 Hz

1939

Londra, congresso internazionale

440 Hz

1951

Limburg, normative campanologiche

435 Hz

1954

Londra, normative ISO

440 Hz

Attualmente le misurazioni sulle campane sono convenzionalmente basate sul LA3 di 440 Hz, ma viene ancora accettato il LA3 di 435 Hz. In ogni caso, quando si effettua un’analisi tonale, è obbligatorio indicare la frequenza di base adottata. Per le campane storiche può essere interessante un’analisi comparativa con il diapason in uso al loro tempo.

Duomo di Costanza (D), campana “Ursula”

SI2, Ø mm 2065, kg 6900, 1584 Hans Christof Löffler

 

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6. IL METALLO PER LA FUSIONE DELLE CAMPANE
 
La qualità di una campana dipende da vari fattori che caratterizzano l’intero processo produttivo, dallo studio teorico – musicale della sagoma alla realizzazione tecnica. Tra gli elementi di primaria importanza, che contribuiscono in modo determinante alla bontà del suono, vi è la composizione della lega.
 

CAMPANE IN BRONZO

Le campane sono normalmente realizzate in bronzo, una lega i cui elementi chimici sono i metalli rame e stagno. Il rame (Cu), di colore rosso chiaro, duttile e malleabile, ha peso specifico pari a 8920 kg/m3 e fonde alla temperatura di 1083°C. Lo stagno (Sn), grigio argenteo, a sua volta duttile e malleabile, ha peso specifico pari a 7310 kg/m3 e fonde alla temperatura di 232°C. La quantità di stagno influisce in modo diretto sulla durezza della lega. Per gli impieghi artistici (fusioni di statue, sculture, monete) si impiega una lega abbastanza tenera con percentuale di stagno variabile tra il 3% e il 10%, mentre per gli usi industriali (organi di trasmissione e scorrimento in cui è richiesto un attrito minimale) si adottano percentuali più elevate per ottenere una durezza superiore.

Il bronzo per campane deve essere caratterizzato da un elevato grado di durezza per favorire una vibrazione prolungata nel tempo, ma allo stesso è richiesta un’elevata resilienza, cioè la capacità di resistere agli urti. Come confermato da recenti studi, il rapporto migliore durezza/resilienza si ottiene impiegando rame e stagno nelle rispettive quantità del 78% e 22% (78,22 e 21,78). Con percentuali di stagno inferiori diminuiscono la durezza e la durata delle vibrazioni; al contrario con percentuali superiori aumenta la durezza, ma anche la fragilità.

In una campana moderna è fondamentale l’utilizzo di materiali della migliore qualità. Le impurità, ovvero i metalli estranei al rame e allo stagno, non devono essere superiori all’1%. Le analisi del materiale effettuate su campane storiche hanno rilevato la presenza di piombo (che un tempo veniva aggiunto alla lega in quantità sensibile), antimonio (che veniva aggiunto in forma complementare allo stagno), zinco, nichel, ferro. Altri elementi chimici rilevabili in percentuale trascurabile, come ad esempio zolfo e fosforo, derivano dall’estrazione mineraria dei metalli. Le impurità determinano un peggioramento qualitativo del materiale, tuttavia la resa sonora della campana rimane dignitosa se le impurità incidono sulla percentuale del rame anziché su quella dello stagno. Un tempo vi era la diffusa convinzione che la presenza di metalli preziosi nella lega potesse migliorare il suono; inoltre l’usanza di gettare piccoli oggetti in argento e oro costituiva un rito propiziatorio. In realtà, anche i metalli preziosi vanno classificati come impuri, ma le loro percentuali risultano talmente trascurabili da non influire comunque sulla resa sonora.

La composizione della lega non è un elemento esclusivo per la buona qualità di una campana: recenti studi hanno dimostrato l’importanza del processo di raffreddamento, per la corretta formazione dei legami tra le particelle ed il conseguente comportamento alla vibrazione. Il bronzo per campane presenta una struttura cristallina similare a quella degli altri metalli: il rame e lo stagno, colati nella lega, si uniscono indissolubilmente e formano cristalli di tipo misto che l’analisi al microscopio permette di distinguere. La fusione avviene ad una temperatura di circa 1100°C; con la successiva procedura di raffreddamento e di solidificazione si stabiliscono i legami finali tra le particelle di materiale. Una prima importante fase avviene alla temperatura di 865°C, con la formazione di cristalli misti alfa aventi un contenuto di stagno pari al 15,8%. Una seconda fase avviene alla temperatura di 350°C, in cui si definisce una struttura formata da cristalli misti alfa (che appaiono sotto forma di zone chiare) e da cristalli misti alfa e delta che costituiscono una struttura reticolare (zone scure nell’immagine seguente). La purezza del suono e l’uniformità della vibrazione dipendono in buona parte dai legami che si instaurano tra le particelle di materiale; è perciò fondamentale che il processo di raffreddamento avvenga in modo controllato.

Campione di bronzo per campana ingrandito 200 volte: le zone chiare rappresentano i cristalli misti alfa, le zone scure sono i reticoli formati dai cristalli misti alfa e delta

 

LEGHE ALTERNATIVE AL BRONZO

Il bronzo, per le particolari caratteristiche ed il comportamento alla vibrazione che ne favoriscono la resa sonora, è il materiale migliore per la fabbricazione delle campane, ma il suo utilizzo non è stato esclusivo. Dalla metà del secolo XIX e fino a poco oltre la metà del secolo XX, soprattutto in area germanica, furono sperimentate ed impiegate alcune leghe sostitutive, non solo per ridurre i costi del materiale, ma anche per impedire la requisizione delle campane per scopi bellici, dato che un tempo il bronzo era un materiale indispensabile per la fabbricazione di armi.

La tabella che segue riassume le caratteristiche delle principali leghe, comparate con il bronzo:

MATERIALE

Bronzo

Bronzo

speciale

"Briloner"

Ottone

speciale

"Euphon"

Acciaio

(Stahl)

Ghisa

(Eisenhart)

Composizione %

Rame 78

Stagno 22

Rame 92

Silicio 7

Zinco 1

Rame 81

Zinco 14

Silicio 5

Ferro

Carbonio 0,45

Silicio 0,25

Manganese 0,65

Ferro

Carbonio 3,0

Silicio 0,50

Manganese 1,20

Temperatura di fusione [°C]

1100

1100

1100

1450

1150 – 1350

Densità [kg / m3]

8900

8100

8100

7850

7200 – 7400

Modulo elastico [N / mm2]

95000

110000

105000

205000

140000

Durezza [Brinell HB]

180

220

170

200

350

Velocità del suono [m / s]

3350

3700

3600

5150

4500

Rispetto al bronzo, le leghe alternative presentano proprietà che influenzano negativamente la resa del suono, con penalizzazioni modeste nei bronzi e ottoni speciali come Briloner ed Euphon, ma più accentuate nei materiali acciaiosi. Per esempio, la densità più bassa determina una velocità di propagazione acustica più elevata e tempi di vibrazione ridotti. A parità di nota musicale, le campane in Briloner ed Euphon si presentano dimensionalmente simili a quelle in bronzo, mentre quelle in acciaio richiedono un diametro maggiore e un profilo più sottile, a causa delle differenti caratteristiche del materiale e del diverso comportamento alla vibrazione.

Su tutte le leghe furono compiuti studi per il perfezionamento delle sagome e la ricerca della migliore precisione tonale, con risultati in molti casi apprezzabili.

Bronzo speciale “Briloner”

Prodotto dal 1930 al 1955 dalla fonderia Albert Junker di Brilon (D). La lega è costituita dal 92% di rame (Cu), dal 7% di silicio (Si) e una minima quantità di zinco (Zn). Furono fuse circa 3000 campane in Briloner, alcune delle quali comparabili, per qualità di suono, con quelle di bronzo di medio livello.

Ottone speciale “Euphon”

Prodotto dal 1950 al 1971 dalla fonderia Karl Czudnochowsky di Erding (D). La lega è costituita dall’81% di rame (Cu), dal 14% di zinco (Zn) e una minima parte di silicio (Si), anche se nel tempo le percentuali subirono modifiche. Le campane fuse in Euphon, di discreta qualità sonora, trovarono diffusione in non solo in Germania ma anche in alcune località della Svizzera, Spagna, Sud Tirolo.

Acciaio (Stahl)

Le prime campane in acciaio furono prodotte intorno alla metà del secolo XIX, ma fu soprattutto dopo le due guerre mondiali che l’industria ebbe sviluppi notevoli. La più importante fonderia di campane in acciaio fu la Bochumer Verein di Bochum (D) che realizzò su scala industriale oltre 18.000 campane da torre. Fino agli anni ’40 del secolo XX risultava difficile produrre campane di buona qualità; le tipologie più ricorrenti erano la “sesta” e la “settima”, con sensibili dissonanze tonali che riguardavano l’intera struttura tonale; gli studi sull’acustica e l’evoluzione delle sagome portarono al corretto sviluppo della tipologia “ottava” nella seconda metà degli anni ‘50. La durata delle campane in acciaio è da considerarsi limitata a causa della corrosione del metallo; inoltre la ruggine penetrando in profondità altera le caratteristiche acustiche. Molte di queste campane, risalenti soprattutto agli anni immediatamente successivi alle due guerre mondiali, sono state in seguito sostituite con nuove fusioni in bronzo. La più grande campana fusa in acciaio si trova a Neustadt an der Weinstrasse (D), in tono mib2 con diametro cm 321 e peso kg 14.000, fusa a Bochum nel 1949.

Ghisa (Eisenhart)

Le campane in ghisa furono prodotte negli anni compresi tra le due guerre mondiali; fra i principali produttori vi fu la fonderia Schilling & Lattermann di Apolda (D). La ghisa, a causa dell’elevato contenuto di carbonio (fino al 3% o 4%) e delle porosità presenti nel materiale, presenta un decadimento del suono ancora più accentuato rispetto all’acciaio, inoltre le campane sono fortemente sottoposte alla corrosione e risultano piuttosto fragili. Per questo motivo molte campane in ghisa sono state successivamente sostituite con nuove fusioni in bronzo.

Berlino (D), “Olympiaglocke”, acciaio, MIb2, Ø mm 2780, kg 9635, 1935 Bochumer Verein (esposizione museale)

SALDATURA DELLE CAMPANE

Una campana, a causa dell’eccessiva usura del punto di battuta o per l’elevato accumulo di tensioni interne al metallo, può collassare e subire un’incrinatura. Il collasso avviene generalmente in corrispondenza dell’anello di percussione dove le sollecitazioni sono più intense, ma talvolta le fessurazioni possono generarsi in zone intermedie del vaso sonoro. L’incrinatura provoca un’interruzione di continuità del vaso sonoro, impedisce la normale vibrazione e di conseguenza il suono della campana risulta gravemente compromesso. Nel caso in cui l’incrinatura interessi una campana di valore storico, o comunque dotata di caratteristiche musicali pregiate, è opportuno valutare un intervento di recupero funzionale anziché la sostituzione con una campana nuova.

I primi tentativi di saldatura delle campane si registrarono nel secolo XIX, ma solo negli anni ’20 del secolo XX grazie all’apporto tecnologico fu possibile elaborare metodi più sofisticati e sicuri. La saldatura delle campane in bronzo è un’operazione ancora oggi estremamente delicata, sia per le caratteristiche del materiale che per la complessità dello strumento musicale.

Tecnicamente, la saldatura è una fusione che unisce in modo permanente due giunture, garantendo la continuità del materiale. Per favorire il ripristino della continuità sull’intero spessore del vaso sonoro, è necessario asportare una piccola parte di materiale in corrispondenza della fessurazione, sia sul profilo esterno che su quello interno, creando un apposito solco. La saldatura prevede il riempimento del solco con aggiunta di bronzo nuovo allo stato fuso, che deve essere compatibile con il bronzo della campana (è quindi necessaria un’analisi chimica preventiva). Le campane in bronzo non consentono saldature localizzate alla sola zona di intervento (cosa invece possibile nei metalli in genere) in quanto la lega è caratterizzata da elevata densità e limitata elasticità, di conseguenza le notevoli differenze termiche potrebbero generare fessurazioni in altre parti del vaso sonoro. Per questo motivo è necessario riscaldare fortemente l’intera massa di metallo fino alla temperatura di circa 400°C. Come dimostrato da recenti studi, il riscaldamento dell’intera campana non solo agevola il legame fra il metallo vecchio e nuovo, ma anche annulla le tensioni interne accumulate con l’uso nel tempo.

La saldatura di una campana, per essere eseguita a regola d’arte, deve durare nel tempo ed assicurare il completo ripristino delle caratteristiche musicali originarie. Di conseguenza la riparazione non può essere improvvisata artigianalmente, ma deve prevedere lo smontaggio della campana dalla sua sede ed il trasporto presso uno stabilimento altamente specializzato.

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7.      FATTORI DI CONDIZIONAMENTO DELLA RESA DEL SUONO

La resa acustica della campana è condizionata da vari fattori, che possiamo classificare in due categorie:

      Doti intrinseche della campana o fattori assoluti

      Fattori relativi o contesto di esercizio

Le doti intrinseche, o fattori assoluti, sono riconducibili alle caratteristiche oggettive del vaso sonoro, come le caratteristiche della struttura tonale, lo sviluppo del suono, la tipologia di sagoma, l’epoca storica di fusione (Per una completa trattazione si rimanda, oltre al presente documento, ai Documenti di Campanologia II. EPOCA STORICA DI FUSIONE E FORMA DELLA CAMPANA; Documenti di Campanologia III. TIPOLOGIA DI SAGOMA).

I fattori relativi, o contesto di esercizio, sono da considerarsi indipendenti rispetto alle caratteristiche oggettive delle campane, ma influenzano – a volte in modo notevole – la resa del suono. Essi si identificano soprattutto con i sistemi di montaggio e le loro relative caratteristiche. Il contesto di esercizio mette talvolta in difficoltà gli esperti quando si tratta di elaborare valutazioni complete e attendibili. Non a caso, alcuni esperti mitteleuropei affermano che l’applicazione di un metodo universale di giudizio sarebbe possibile solo se – paradossalmente – si potessero uniformare i sistemi di montaggio. Sappiamo però che i vari sistemi, con le tradizioni che li contraddistinguono, sono molto importanti in quanto identificano il contesto storico e culturale in cui una campana suona. La maturità campanologica consente di valutare in modo corretto le caratteristiche delle campane, indipendentemente dalle condizioni di esercizio.

 

SISTEMA DI MONTAGGIO

Le varie tipologie di montaggio delle campane sono oggetto di studi specifici nella sezione dedicata ai sistemi di suono. In questa sede analizziamo l’influenza che il tipo montaggio, in linea generale, può esercitare sul rendimento del suono. I sistemi di montaggio a campane fisse e a campane oscillanti presentano differenze sostanziali nella resa del suono. Le campane fisse, percosse tramite il movimento del solo battaglio o con l’ausilio di martelli esterni, producono un suono più limitato, in termini di intensità e coloritura, rispetto a quelle oscillanti. Le campane oscillanti, oltre ad essere caratterizzate da una maggiore energia di percussione da parte del battaglio appeso al loro interno, risultano beneficiate dall’Effetto Doppler, così chiamato dal nome del fisico austriaco Christian Doppler che per primo scoprì e teorizzò questo effetto nel 1842. L’Effetto Doppler è un concetto fondamentale per comprendere la dinamica del suono nella campana in movimento; esso consiste nella variazione della frequenza di una sorgente sonora in movimento rispetto all’ascoltatore: se la sorgente si avvicina, la frequenza percepita cresce; al contrario, se la sorgente si allontana, la frequenza cala. Il suono della campana, durante l’oscillazione, risulta notevolmente vivacizzato dal continuo avvicendarsi e sovrapporsi di frequenze alternativamente crescenti e calanti, arricchendosi di sfumature variabili ed articolate.

I sistemi di montaggio a campane oscillanti, nella loro grande varietà, condizionano in modo diversificato la resa acustica, resa che risulta avvantaggiata dai sistemi a battaglio volante (slancio tradizionale e derivati) e penalizzata dai sistemi a battaglio cadente (sistema ambrosiano, sistema veronese, ecc…). Nei sistemi a battaglio volante, i ceppi di sostegno sono leggeri e la campana è normalmente esterna ad essi, di conseguenza l’asse di rotazione è localizzato sopra la corona (o comunque sopra la calotta); tali caratteristiche consentono un’oscillazione ampia e veloce, con accentuazione dell’Effetto Doppler ed elevati benefici sulla resa e vivacità del suono. Al contrario, nei sistemi a battaglio cadente, il ceppo di sostegno è più pesante, la campana è parzialmente inserita nel ceppo con conseguente abbassamento dell’asse di rotazione;  la velocità ed ampiezza di oscillazione sono ridotte e i benefici del suono dinamico risultano più modesti. Nell’ambito dei sistemi a battaglio cadente, si possono osservare alcune sostanziali differenze tra il sistema ambrosiano ed il sistema veronese. Nel sistema ambrosiano l’oscillazione – estremamente lenta – limita al minimo l’Effetto Doppler dovuto allo spostamento della sorgente sonora, mentre la battuta, relativamente mite, permette una discreta intensità di vibrazione. Nel sistema veronese invece, l’oscillazione più veloce aumenta l’Effetto Doppler e la battuta risulta più sostenuta, ma la successiva vibrazione appare più limitata per intensità e durata.

 

BATTAGLIO E PUNTO DI BATTUTA

Anche il tipo di battaglio e le relative modalità di battuta contribuiscono ad influenzare la resa del suono. I sistemi a battaglio volante sono così chiamati per il caratteristico movimento dei battagli stessi, i quali durante il moto oscillatorio acquisiscono una notevole inerzia, descrivono un’angolazione più ampia rispetto alla campana e colpiscono la parte superiore dell’anello di percussione. La battuta che ne deriva, associata ai benefici della dinamicità del movimento, consente la massima resa del suono e vibrazioni prolungate. Nei sistemi a battaglio cadente si verifica invece la situazione opposta, dato che i battagli, non essendo dotati di un’inerzia significativa, cadono sul bordo di percussione e lo colpiscono nella parte inferiore. La battuta è fortemente percussiva e la sua intensità risulta predominante rispetto alla successiva vibrazione. I sistemi a battaglio volante permettono di apprezzare in modo appropriato le differenze qualitative tra campane in sagoma pesante e sagoma leggera, favorendo una corretta interpretazione delle rispettive caratteristiche legate all’intensità e allo sviluppo del suono. Nei sistemi a battaglio cadente invece, la differenza qualitativa risulta meno evidente: le campane in sagoma pesante appaiono in ogni caso superiori, ma perdono buona parte della potenzialità espressiva contenuta nella vibrazione; le campane in sagoma leggera subiscono invece una penalizzazione di entità inferiore.

La nota di battuta o nota fondamentale della campana è posizionata in corrispondenza del bordo di percussione, dove lo spessore del vaso sonoro è massimo. Per ottenere una resa acustica ideale è necessario che il battaglio colpisca con precisione il bordo di percussione, poiché una variazione di altezza anche minima può comportare variazioni sensibili nella resa del suono. In fase di montaggio può essere attuato un minimo rialzo del battaglio, tale che il centro della battuta risulti un po’ più alto (da 5 a 10 mm) rispetto al punto di massimo spessore della campana, in previsione di un possibile assestamento meccanico del sistema di sospensione.

Per una resa acustica ideale, è importante che la vibrazione rimanga circoscritta alla campana, senza estendersi al battaglio. A tale scopo, i sistemi di sospensione devono prevedere l’utilizzo di materiali isolanti, come cinturoni in cuoio o cinghie in gomma di tipo industriale. La qualità del suono dipende anche dal materiale con cui è costituito il battaglio: il ferro dolce è un materiale a bassa durezza, con vibrazioni limitate, e non interferisce in modo significativo con la resa del suono; i materiali acciaiosi invece, più duri e rigidi, generano vibrazioni molto più evidenti. Il ferro dolce inoltre, si deforma sul punto di impatto in modo conforme alla superficie della campana riducendo l’usura del vaso sonoro; i materiali acciaiosi causano invece percussioni irregolari e accelerano il processo di usura.

Altezza corretta del punto di battuta del battaglio. Verona, Cattedrale Santa Maria Assunta, campana LA2

 

TELAIO E CEPPI DI SOSTEGNO

Il telaio di sostegno e i ceppi sono elementi di notevole importanza per la resa acustica delle campane. Il legno permette una superiore resa sonora rispetto al metallo, in quanto è per sua natura un materiale isolante, in grado di assorbire le vibrazioni e circoscriverle esclusivamente al vaso sonoro della campana. Il legno inoltre impedisce alle vibrazioni delle campane di trasmettersi alla struttura muraria delle torri. Gli apparati di montaggio in legno permettono quindi una resa sonora contraddistinta da notevole morbidezza e rotondità. L’acciaio è invece un materiale conduttore, che assimila e trasmette le vibrazioni della campana, a causa del contatto diretto con il vaso sonoro e per i fenomeni di risonanza che possono facilmente verificarsi fra metalli in posizione ravvicinata. I telai in acciaio inoltre, data la loro rigidità, trasmettono le vibrazioni alla struttura muraria della torre, aggiungendo ulteriori impurità alla resa del suono. Per limitare in parte tali fenomeni negativi, è necessario innanzitutto separare il vaso sonoro della campana dal ceppo di sostegno, interponendo un isolatore in legno appositamente sagomato. Per ridurre la trasmissione delle vibrazioni dei telai alla struttura muraria delle torri, è opportuna la collocazione di appositi giunti anti-vibranti in corrispondenza delle basi di appoggio.

Unterinn / Auna di Sotto (BZ), parrocchiale di S. Lucia. Particolare del telaio in legno di sostegno delle campane

 

MATURAZIONE DEL SUONO DI UNA CAMPANA NUOVA

Una campana nuova viene collaudata in fonderia al termine delle operazioni di pulitura, in tale occasione si verificano la corretta altezza della nota fondamentale e la precisione della struttura tonale. In seguito al montaggio sul campanile e alla dotazione delle apparecchiature di suono, la nuova campana richiede un periodo di maturazione perché la resa del suono raggiunga l’assetto definitivo.

La maturazione del suono di una campana nuova è caratterizzata dai seguenti due aspetti:

1)      Assestamento del punto di battuta. Il battaglio inizialmente percuote la superficie della campana in modo puntiforme, il suono è nel complesso leggibile ma risulta disturbato da lievi componenti rumorose ad alta frequenza. Con il passare del tempo e con l’uso, la palla del battaglio si conforma alla superficie della campana, l’area di battuta subisce una leggera dilatazione ed il suono diventa progressivamente più pulito e stabile.

2)      Equilibrio fisico del vaso sonoro. Come ogni altro strumento musicale, anche una campana nuova richiede un certo periodo di tempo per poter raggiungere il proprio equilibrio fisico e maturare la migliore resa di suono. Le sorgenti sonore dei vari toni parziali, che vibrano secondo modalità complesse (Capitolo 2), raggiungono la loro stabilità e stabiliscono le reciproche interazioni in modo progressivo e graduale.

Il periodo di maturazione è caratterizzato da un progressivo miglioramento nella qualità e nella resa del suono, con un incremento più marcato nella fase iniziale, poi decrescente fino al raggiungimento dell’equilibrio finale. Il tempo di maturazione di una campana nuova dipende essenzialmente dalle sue dimensioni e dalla frequenza del suo utilizzo: in linea di massima il periodo può variare dai 3 ai 6 mesi per le campane piccole, fino ai 12 – 24 mesi e oltre per le campane più grandi.

 

RISONANZA DELLA CELLA CAMPANARIA

Le strutture del campanile e della cella campanaria in particolare, costituiscono un importante fattore di condizionamento della resa sonora delle campane. La cella campanaria è una camera di risonanza, nella quale le onde sonore si riflettono per poi essere convogliate in determinate direzioni, migliorando la resa delle campane il cui suono viene percepito in modo più chiaro e sostenuto. Come abbiamo già visto nel caso dei telai, anche per la costruzione della cella campanaria sono preferibili i materiali isolanti rispetto ai materiali conduttori. Nel caso specifico delle murature risultano preferibili il laterizio e la pietra, mentre il cemento armato causa influssi negativi sul suono a causa dell’elevata conducibilità acustica delle armature metalliche presenti all’interno del getto. Per ottenere un buon effetto di risonanza nella cella campanaria, è fondamentale la presenza di due piani di chiusura orizzontale: uno in basso (il pavimento della cella stessa) e uno in alto (il solaio di separazione fra la cella e la cuspide). Il materiale ideale per la costruzione dei piani di chiusura orizzontale è il legno. I piani e le volte realizzati in muratura favoriscono una discreta risonanza, anche se il suono è contraddistinto da una durezza superiore rispetto a quanto avviene con i piani in legno. Il suono si espande dal campanile all’ambiente circostante attraverso i finestroni, con modalità che dipendono dal posizionamento delle campane all’interno della cella. Una collocazione completamente interna favorisce una sostanziale uniformità nella diffusione del suono (DISEGNO 1), se invece le campane sono esposte ai finestroni prevalgono i suoni singoli in funzione della direzione di ascolto (DISEGNO 2).

 

 

In molte zone alpine, così come nei paesi del Centro e Nord Europa, vengono adottate le caratteristiche persiane sui finestroni delle celle campanarie, costituite da lame in legno inclinate a 45°. Le persiane, originariamente introdotte come elemento di protezione dagli agenti atmosferici per i telai in legno, nobilitano la resa delle campane. Le onde acustiche dapprima si riflettono all’interno della cella acquisendo risonanza, successivamente fuoriescono rifrangendosi attraverso le persiane: il suono percepito all’esterno risulta particolarmente gradevole, in quanto le percussioni dei battagli appaiono mitigate e la vibrazione risulta più morbida e sostenuta. Talvolta le persiane vengono integrate con l’aggiunta di lame interne, più piccole di quelle esterne e fissate perpendicolarmente ad esse, per ottenere effetti di risonanza ancora superiori.

 

QUOTA DELLE CAMPANE

La quota di una campana dipende dalle caratteristiche architettoniche del campanile e dal posizionamento della cella. Una quota elevata consente al suono di diffondersi a notevole distanza, mentre una quota più bassa produce un suono intenso nelle immediate vicinanze della torre ma la distanza di diffusione risulta più limitata. L’altezza del campanile deve essere inoltre messa in relazione con l’ambiente circostante: le zone urbanizzate, specie se di tipo intensivo, limitano la diffusività delle onde sonore, al contrario di quanto avviene in aperta campagna o nelle zone di montagna, dove la diffusione del suono in genere non trova ostacoli significativi. Possiamo quindi concludere che l’altezza di una torre campanaria, ai fini di una migliore e più vasta diffusione del suono, assume maggiore importanza nell’ambiente urbano.



DISTANZA DI ASCOLTO

La distanza di ascolto identifica i luoghi dai quali si effettuano le valutazioni critiche sul suono delle campane e la loro collocazione rispetto alla sorgente sonora. L’ascolto ravvicinato delle campane consente di determinare in modo preciso la composizione del suono. Nella cella campanaria si può effettuare in modo appropriato l’analisi tonale sulle campane ferme; risulta invece più difficile un ascolto ragionato del suono dinamico, a causa della forte intensità di suono che si genera. L’ascolto da lontano, solitamente esterno alla torre, anche se meno dettagliato rispetto a quello ravvicinato, permette un ascolto realistico (essendo quello di tipo comune, percepito dalla maggior parte delle persone) e la corretta percezione della resa timbrica. Per elaborare un giudizio di qualità su una campana o un concerto, è opportuno effettuare ascolti da luoghi diversi, allo scopo di raccogliere molte informazioni ed ottenere una panoramica sonora il più possibile esauriente. Non tutti gli spazi esterni alla torre consentono un ascolto ideale del suono. La cella campanaria deve sempre essere visibile per poter offrire un suono il più possibile diretto; la distanza minima dal campanile deve essere almeno pari all’altezza delle campane da terra, per determinare un’angolatura di ascolto non superiore ai 45°. Il suono delle campane è parte integrante del paesaggio acustico e l’ascolto può risultare disturbato da rumori ambientali di vario genere; si dovrebbero quindi cercare, per quanto possibile, spazi dotati di relativa tranquillità, come strade isolate, giardini, terrazze, chiostri o cortili (questi ultimi non devono essere caratterizzati da una risonanza eccessiva). Man mano che ci si allontana dal campanile il suono perde di intensità e di definizione; tuttavia l’ubicazione della torre rispetto all’ambiente circostante può talvolta produrre effetti sonori esteticamente gradevoli.

La distanza di ascolto permette inoltre valutazioni sulla tipologia di sagoma (Documenti di Campanologia III. “TIPOLOGIA DI SAGOMA”). Una campana in sagoma pesante produce un suono più intenso e completo rispetto ad una in sagoma leggera, anche se l’ascolto ravvicinato non permette di coglierne in modo appropriato le caratteristiche: la superiore rigidezza alla vibrazione, dovuta alla maggiorazione di spessore del profilo sonoro, la rende meno vivace rispetto ad una più leggera. Tale effetto ha tuttavia carattere transitorio, poiché con l’aumento della distanza di ascolto viene favorita la campana di sagoma pesante, grazie alla maggiore intensità sonora ed al superiore sviluppo tonale e timbrico.

 

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