Le Ance
L'ancia libera e' costituita da due parti: il telaietto che sostiene la lingua e la lama vibrante che genera il suono. Sono fatte di ottone fuso e compresso.
L’ottone è una lega composta principalmente di rame e zinco (quest’ultimo presente in percentuale variabile tra il 36 e 45%) con eventuale aggiunta di altri metalli in percentuale minore come piombo, antimonio, ferro, silicio, manganese, stagno ecc. che possono conferire alla lega particolari caratteristiche estetiche e meccaniche. E' piuttosto elastico ma tale caratteristica e' propria dell'ottone crudo, ovvero laminato o profilato tramite compressione. Se il metallo viene cotto (oltre 1000 °C) perde l'elasticita' ma si lavora e piega bene anche a freddo (si scalda se di spessore rilevante). Se la lega viene incrudita nuovamente (tramite compressione) riacquista la durezza (e l'elasticita') iniziale.
L’ottone è una lega composta principalmente di rame e zinco (quest’ultimo presente in percentuale variabile tra il 36 e 45%) con eventuale aggiunta di altri metalli in percentuale minore come piombo, antimonio, ferro, silicio, manganese, stagno ecc. che possono conferire alla lega particolari caratteristiche estetiche e meccaniche. E' piuttosto elastico ma tale caratteristica e' propria dell'ottone crudo, ovvero laminato o profilato tramite compressione. Se il metallo viene cotto (oltre 1000 °C) perde l'elasticita' ma si lavora e piega bene anche a freddo (si scalda se di spessore rilevante). Se la lega viene incrudita nuovamente (tramite compressione) riacquista la durezza (e l'elasticita') iniziale.
La lingua dell'ancia e' messa in vibrazione (oscilla) dalla corrente d'aria che la coinvolge. Se la pressione dell'aria aumenta, l'ampiezza dell'oscillazione aumenta e aumenta di conseguenza la potenza del suono (aumenta il volume). Per contro, se la pressione diminuisce, le vibrazioni diventano minime, l'oscillazione ha una corsa minore e diminuisce il volume. Se la pressione e' costante e regolare, l'oscillazione di tutte le ance si mantiene entro certi limiti (dovuti a fattori costruttivi dell'ancia) e la forza del suono e' uniformemente uguale.
L'espressione dipende esclusivamente dall'ampiezza dell'oscillazione. L'espressione e' la qualita' migliore di un harmonium.
L'espressione dipende esclusivamente dall'ampiezza dell'oscillazione. L'espressione e' la qualita' migliore di un harmonium.
Il suono e' dovuto alla propagazione dell'onda sonora dalla lingua direttamente nell'aria e dalle vibrazioni che l'ancia trasmette al somiere che la trattiene (che fa da cassa armonica). La trasmissione diretta propaga il tono fondamentale e gli overtones. La trasmissione indiretta (tramite cassa armonica) smorza quasi tutti gli overtones. Quindi, il suono trasmesso direttamente all'ascoltatore dall'aria negli Harmonium e' molto piu' forte, chiaro e limpido rispetto quello dell'American Organ, dove la propagazione avviene all'interno delle pompe (per aspirazione) e giunge all'ascoltatore smorzata. Il somiere in questo caso trasmette quasi solo la fondamentale.
Il telaio nelle ance a pressione e' a forma rettangolare, nelle ance ad aspirazione un lato corto del rettangolo e' curvo. Il foro centrale, rettangolare, e' delle dimensioni leggermente superiori a quelle della lingua, in quanto essa deve muoversi liberamente al suo interno senza toccare le pareti ma senza perdite di carico da parte del fluido che la attraversa. La lingua ha forma rettangolare per la parte oscillante, mentre e' allargata dove si aggrappa al telaietto. (*)(**)
Il telaio nelle ance a pressione e' a forma rettangolare, nelle ance ad aspirazione un lato corto del rettangolo e' curvo. Il foro centrale, rettangolare, e' delle dimensioni leggermente superiori a quelle della lingua, in quanto essa deve muoversi liberamente al suo interno senza toccare le pareti ma senza perdite di carico da parte del fluido che la attraversa. La lingua ha forma rettangolare per la parte oscillante, mentre e' allargata dove si aggrappa al telaietto. (*)(**)
FUNZIONAMENTO
Nelle immagini seguenti si assuma che la parte sinistra dell'ancia sia in pressione e la parte destra in depressione.
Quando il tasto e' a riposo le due zone a destra e a sinistra sono alla medesima pressione. Alla pressione di un tasto della tastiera l'artista provoca un differenziale di pressione ai lati dell'ancia. La pressione dell'aria sulla lingua la spinge a muovere la testa verso la depressione (1° step).
La pressione continua ad esercitare la forza fino a quando la testa supera il profilo del telaio e permette all'aria di fluire (2° step), uguagliando le due pressioni ai lati della lingua. La forza dura quindi una frazione di tempo molto breve, tuttavia l'energia acquisita dalla lingua la sposta ancora verso destra (3° step).
Quando la lingua (che e' elastica) si e' caricata di energia potenziale uguale a quella acquisita dalla pressione iniziale, essa si ferma e inverte il moto. In questo stadio e' completamente protesa verso destra e l'aria ha modo di fluire.
La lamella inizia a spostarsi verso sinistra per scaricare l'energia elastica acquisita (4° step). La lingua in prossimita' del telaio chiude il flusso dell'aria ed inizia a ricrearsi il differenziale di pressione.
L'ancia continua il suo movimento verso sinistra fino a scaricare completamente la sua energia elastica, ma superando il profilo del telaio permette il passaggio dell'aria che riequilibria la pressione. La lingua e' nuovamente protesa nella sua massima estensione, ma verso sinistra; essa quindi ritorna verso la posizione di riposo per riacquisita energia potenziale a fine estensione e per la depressione che crea il flusso d'aria vicino alla punta della lingua (5° step).
Dalla posizione di riposo che acquisisce, ricomincia un nuovo ciclo di carico-scarico come suesposto.
Nelle immagini seguenti si assuma che la parte sinistra dell'ancia sia in pressione e la parte destra in depressione.
Quando il tasto e' a riposo le due zone a destra e a sinistra sono alla medesima pressione. Alla pressione di un tasto della tastiera l'artista provoca un differenziale di pressione ai lati dell'ancia. La pressione dell'aria sulla lingua la spinge a muovere la testa verso la depressione (1° step).
La pressione continua ad esercitare la forza fino a quando la testa supera il profilo del telaio e permette all'aria di fluire (2° step), uguagliando le due pressioni ai lati della lingua. La forza dura quindi una frazione di tempo molto breve, tuttavia l'energia acquisita dalla lingua la sposta ancora verso destra (3° step).
Quando la lingua (che e' elastica) si e' caricata di energia potenziale uguale a quella acquisita dalla pressione iniziale, essa si ferma e inverte il moto. In questo stadio e' completamente protesa verso destra e l'aria ha modo di fluire.
La lamella inizia a spostarsi verso sinistra per scaricare l'energia elastica acquisita (4° step). La lingua in prossimita' del telaio chiude il flusso dell'aria ed inizia a ricrearsi il differenziale di pressione.
L'ancia continua il suo movimento verso sinistra fino a scaricare completamente la sua energia elastica, ma superando il profilo del telaio permette il passaggio dell'aria che riequilibria la pressione. La lingua e' nuovamente protesa nella sua massima estensione, ma verso sinistra; essa quindi ritorna verso la posizione di riposo per riacquisita energia potenziale a fine estensione e per la depressione che crea il flusso d'aria vicino alla punta della lingua (5° step).
Dalla posizione di riposo che acquisisce, ricomincia un nuovo ciclo di carico-scarico come suesposto.
La lingua si puo' suddividere idealmente in tre zone: la testa (o punta) dell'ancia, che e' l'estremita' libera oscillante; la base (o piede) dell'ancia e' la zona vicina a dove essa e' vincolata al telaietto; il corpo centrale e' la parte rimanente.
Le caratteristiche geometriche (oltre a quelle meccaniche del metallo) di lunghezza, larghezza e spessore variano il tono e il timbro della nota che si deve ottenere.
A riposo, la lingua (nel foro) e' leggermente sollevata rispetto lo chassis, essendo essa appoggiata sopra di esso. PICCOLE modifiche alla lingua influiscono sul tono, sul timbro e sulla sensibilita' dell'ancia. Piu' l'ancia e' grande nei tre parametri suesposti piu' la nota e' grave; per contro, un'ancia piccola produrra' un suono acuto.
Se la lunghezza della nota piu' grave puo' essere oltre la decina di centimetri, la nota piu' acuta avra' una lingua piu' corta del centimetro.
Le caratteristiche geometriche (oltre a quelle meccaniche del metallo) di lunghezza, larghezza e spessore variano il tono e il timbro della nota che si deve ottenere.
A riposo, la lingua (nel foro) e' leggermente sollevata rispetto lo chassis, essendo essa appoggiata sopra di esso. PICCOLE modifiche alla lingua influiscono sul tono, sul timbro e sulla sensibilita' dell'ancia. Piu' l'ancia e' grande nei tre parametri suesposti piu' la nota e' grave; per contro, un'ancia piccola produrra' un suono acuto.
Se la lunghezza della nota piu' grave puo' essere oltre la decina di centimetri, la nota piu' acuta avra' una lingua piu' corta del centimetro.
Esperimenti sull'ispessimento della lamella rettangolare sono stati fatti con successo: hanno permesso di capire che variazioni di spessore lungo la lamella provocano variazioni di tono e timbro. Uno spessore maggiore alla testa dell'ancia (immagine sinistra) provoca un rallentamento dell'oscillazione (nota piu' profonda) e una maggiore inerzia quindi un attacco ritardato; un ispessimento alla base dell'ancia (immagine centrale) provoca una pronta risposta ma essendo sottile la testa, e' piu' facile essa si arricci e/o ruoti al passaggio dell'aria variando il timbro; se la pressione e' troppa puo' arrivare a scordarsi, tuttavia la piu' facile oscillazione della testa permette un maggior numero di armoniche.
Una modifica nel telaio (immagine destra) provoca nella lamella non ispessita una immediata risposta mantenendo un numero elevato di armoniche (questa tecnologia e' utile negli American Organ ma non negli Harmonium che gia' hanno un numero consistente di armoniche e tante armoniche oltre un certo limite provocano un suono non gradevole, soprattutto quando combinato con altri suoni.
Una modifica nel telaio (immagine destra) provoca nella lamella non ispessita una immediata risposta mantenendo un numero elevato di armoniche (questa tecnologia e' utile negli American Organ ma non negli Harmonium che gia' hanno un numero consistente di armoniche e tante armoniche oltre un certo limite provocano un suono non gradevole, soprattutto quando combinato con altri suoni.
La dimensione dell'ancia in larghezza (ovvero la variazione di rapporto fra larghezza e lunghezza) provoca variazioni timbriche ma non di frequenza. Nelle triplette seguenti sia presa quella di destra come riferimento: le altre due triplette sono ance reali delle stesse note, ma con un numero di armoniche molto differente. Ance larghe (tripletta sinistra) sono povere di armoniche mentre ance strette (tripletta centrale) sono molto piu' ricche del riferimento.
Ulteriori studi sulla lamella rettangolare vennero fatti partendo dall'ancia a pressione: l'ancia Courbee e l'ancia Euphonica.
La prima consiste nell'arrotondare/curvare l'estremita' libera dell'ancia verso il basso e/o verso un lato.
Questo intervento dona al suono una pienezza e una profondita' marcate, il suono leggermente piu' dolce tuttavia soffre di pronta risposta all'attacco.
La curvatura in punta provoca uno spiraglio (indicato dalla freccia nello step di sinistra) che lascia passare un quantitativo (minimo) di aria che ritarda la risposta. La curvatura inoltre "accorcia" la lingua che lascia passare un maggior quantitativo di aria (vedi step centrale); infine, la curvatura della testa coinvolge una maggiore porzione di ancia nell'oscillazione provocando la profondita' del suono.
La prima consiste nell'arrotondare/curvare l'estremita' libera dell'ancia verso il basso e/o verso un lato.
Questo intervento dona al suono una pienezza e una profondita' marcate, il suono leggermente piu' dolce tuttavia soffre di pronta risposta all'attacco.
La curvatura in punta provoca uno spiraglio (indicato dalla freccia nello step di sinistra) che lascia passare un quantitativo (minimo) di aria che ritarda la risposta. La curvatura inoltre "accorcia" la lingua che lascia passare un maggior quantitativo di aria (vedi step centrale); infine, la curvatura della testa coinvolge una maggiore porzione di ancia nell'oscillazione provocando la profondita' del suono.
L'ancia Euphonica e' stata inventata da Mustel.
Egli sapeva che lingue larghe producono suoni intensi e puri (quasi senza timbro), mentre se sono strette il suono e' incisivo e chiaro. La curvatura all'estremita' produceva un suono piu' dolce e pieno ma meno adatto ad alcune forme di espressione come gli sforzati e gli accenti. Fece ricerche sulla modalita' di innesco della vibrazione.
L'innovazione di Mustel consiste nello smussare lo spigolo del foro nel telaietto in prossimita' della testa dell'ancia il minimo necessario: un bordo troppo arrotondato ritarda l'innesco e procura un suono soft; se troppo poco arrotondato, il suono rimane aggressivo.
L'arrotondamento studiato da Mustel degli spigoli, procura un timbro piu' rotondo e dolce rispetto l'ancia piatta e castelletto tradizionale, differente anche dall'ancia curva ma che non perde le qualita' espressive come quest'ultima. Infine non ha problemi d'attacco avendo una risposta immediata.
Egli sapeva che lingue larghe producono suoni intensi e puri (quasi senza timbro), mentre se sono strette il suono e' incisivo e chiaro. La curvatura all'estremita' produceva un suono piu' dolce e pieno ma meno adatto ad alcune forme di espressione come gli sforzati e gli accenti. Fece ricerche sulla modalita' di innesco della vibrazione.
L'innovazione di Mustel consiste nello smussare lo spigolo del foro nel telaietto in prossimita' della testa dell'ancia il minimo necessario: un bordo troppo arrotondato ritarda l'innesco e procura un suono soft; se troppo poco arrotondato, il suono rimane aggressivo.
L'arrotondamento studiato da Mustel degli spigoli, procura un timbro piu' rotondo e dolce rispetto l'ancia piatta e castelletto tradizionale, differente anche dall'ancia curva ma che non perde le qualita' espressive come quest'ultima. Infine non ha problemi d'attacco avendo una risposta immediata.
(*) Sono state fatte ricerche da Merrit Gally per capire se la forma geometrica della lingua potesse avere risultati nella qualita' e nel timbro del suono. Di seguito alcune proposte di ance
(**)
Recenti studi tecnologici con moderne apparecchiature (vedi la sezione "Esperimenti" di Kristina Knupp) hanno dimostrato che le accordature fatte "ad orecchio" si sono mantenute a distanza di anni sorprendentemente costanti e precise. Merito di attenzione nella scelta dei materiali costruttivi e della ricerca della forma corretta dell'ancia.
Recenti studi tecnologici con moderne apparecchiature (vedi la sezione "Esperimenti" di Kristina Knupp) hanno dimostrato che le accordature fatte "ad orecchio" si sono mantenute a distanza di anni sorprendentemente costanti e precise. Merito di attenzione nella scelta dei materiali costruttivi e della ricerca della forma corretta dell'ancia.