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Stonehenge: ricostruita l’acustica

Stonehenge, il sito neolitico nella pianura di Salisbury nel Wiltshire, nell'Inghilterra meridionale, celebre per una struttura architettonica impressionante e maestosa, l’imponente cromlech (in bretone “circolo di pietra”) Patrimonio Unesco dal 1986, che attira ogni anno migliaia di visitatori, turisti ma anche fan del ciclo arturiano, seguaci del celtismo e di religioni neopagane, non cessa di stupire e di affascinare il grande pubblico. 

Dopo le ipotesi aspramente dibattute che esso rappresenti un "antico osservatorio astronomico” questa volta a farla da padrone sono il suono e l’acustica, ma in maniera diversa da quella che rese la località famosa dal 1972 al 1984 per lo svolgimento di un festival musicale che alla fine, a seguito di violenti scontri tra polizia e partecipanti, vi venne per sempre bandito dal governo britannico.

L’idea che il suono e l’acustica giocassero un ruolo rilevante nelle attività costruttive del passato, anche quello più remoto e ancestrale, ha guidato ora un team di studiosi, ingegneri acustici, dell'Università di Salford a Greater Manchester, coordinati da T. J. Cox, nello studio del paesaggio sonoro del c.d. santuario interno di Stonehenge, ricerca pubblicata nel numero dello scorso ottobre del Journal of Archaeological Science. Un'impresa che peraltro era stata già tentata più volte in passato.

D’altronde: "Stonehenge ronza quando il vento soffia forte", ha sottolineato a Science News il musicologo Rupert Till dell'Università di Huddersfield in Inghilterra, tra coloro che in passato hanno condotto ricerche acustiche sul monumento.

Costruito intorno al 2.500 a.C., il suo periodo di utilizzo principale durò almeno fino al 1600 a.C. Tuttavia, è probabile che qualche forma di attività sia continuata, forse a intermittenza, per almeno altri 1500 anni. Poi, a un certo punto, metà del grande tempio fu distrutta (oggi sopravvive solo il 50% circa delle pietre di più grandi dimensioni).

Una demolizione che comportò la distruzione dell'acustica originale del sito.

Per simulare le condizioni acustiche del monumento preistorico, gli scienziati, guidati dal professor Trevor Cox, hanno realizzato un modello in scala 1:12 di come sarebbe stato in origine Stonehenge, prima che metà delle sue pietre venissero rimosse. Quello dei test di misura su modelli in scala è un metodo consolidato nell'acustica architettonica, ma non era stato precedentemente mai applicato ai monumenti preistorici: una proporzione, quella 1:12, determinata dalla grandezza della sala acustica in cui sarebbero poi state condotte le prove, che simula anche gli effetti acustici nel paesaggio aperto circondante Stonehenge e sul terreno compatto all'interno del monumento.

Il modello in scala acustica di Stonehenge della Salford University – chiamato "Minihenge" e soprannominato dai suoi autori “Stonehenge Lego” - ha un diametro di 2,5 m ed è stato stampato in 3D da un modello software CAD (computer-aided design) fornito da Historic England che sovrintende al monumento dopo l’effettuazione di scansioni laser. Utilizzando il modello CAD, gli scienziati sono stati persino in grado di ricreare la precisa topografia superficiale delle pietre, garantendo così una replica fedele e accurata dell'ambiente acustico del monumento originale.

A riguardo è stato ipotizzato anche che alcune delle pietre più piccole utilizzate nella costruzione dell'antico monumento possano essere state scelte per le loro qualità musicali. Emettendo un suono molto simile a un gong metallico quando vengono colpite, avrebbero potuto essere utilizzate come strumenti a percussione.

Il modello è stato assemblato supponendo che il cerchio esterno di Stonehenge di blocchi di sarsen, il litotipo arenaceo tipico di questa regione dell’Inghilterra, fosse originariamente composto da 30 pietre. Stonehenge oggi include 63 pietre complete, comprese 17 pietre sarsen in piedi nel cerchio esterno. Sulla base di un totale stimato di 157 pietre posizionate nel sito circa 4.200 anni fa, i ricercatori hanno stampato in 3D 27 pietre di tutte le dimensioni e forme. Quindi, il team ha utilizzato stampi in silicone di quegli oggetti e gesso mescolato con altri materiali per ricreare le restanti 130 pietre. Le pietre simulate sono state costruite per ridurre al minimo - fa rilevare Cox - l'assorbimento acustico, proprio come le pietre reali a Stonehenge. Le pietre mancanti sono state collocate nel modello dove si credeva si trovassero originariamente nella Stonehenge reale, sulla base delle ultime ricerche archeologiche. Precedenti analoghe ricerche avevano utilizzato invece blocchi di cemento o solamente simulazioni virtuali al computer.

I ricercatori hanno quindi testato il modello, posizionando altoparlanti e microfoni dentro e intorno a esso, utilizzando le stesse tecniche di test acustici normalmente impiegate dagli ingegneri del suono su prototipi in scala di moderne sale da concerto e teatri d'opera presso l'Acoustics Research Center della Salford University, che vanta una camera acustica specializzata. Ogni altoparlante emetteva suoni striduli che andavano dalle frequenze basse alle alte. Le frequenze sonore sono state modulate in modo che i suoni degli altoparlanti interagissero con le pietre del modello proprio come si comportano i suoni naturali a Stonehenge. Per tenere conto della differenza di scala, tutti i suoni sono stati amplificati fino a 12 volte la loro frequenza normale, nella gamma degli ultrasuoni. 

Nonostante molti spazi vuoti tra le pietre, i suoni sono rimasti brevemente all'interno di “Stonehenge Lego”. Il team ha scoperto che il tempo di riverbero, una misura del tempo impiegato dal suono per decadere di 60 decibel, è stata in media di circa 0,6 secondi all'interno del modello per i suoni a media frequenza. Questo effetto avrebbe potenziato la capacità di ascoltare le voci e migliorare i suoni di strumenti musicali come tamburi e lur (i corni giganti del bronzo antico) che sarebbero stati particolarmente efficaci nel produrre forti risonanze e quindi una maggiore amplificazione all'interno del monumento, come ha evidenziato Cox. Per fare un confronto, il tempo di riverbero raggiunge circa 0,4 secondi in un soggiorno, circa due secondi in una grande sala da concerto e circa otto secondi in una grande cattedrale.

“Stonehenge Lego” non ha proiettato suoni nell'area circostante, né migliorato la qualità dei suoni provenienti da altoparlanti esterni. Il posizionamento delle pietre è stato in grado dunque di amplificare la voce umana di oltre quattro decibel, ma non ha prodotto echi. La musica e altri suoni sarebbero stati migliorati al punto che chiunque si fosse trovato all'interno del cerchio esterno di pietre avrebbe ascoltato le conversazioni dal centro con perfetta chiarezza, nel contempo il suono sarebbe stato del tutto oscurato a coloro che si fossero trovati all’esterno del monumento. Le pietre da 20-40 tonnellate hanno agito come un amplificatore gigantesco che ha aumentato i decibel di vari suoni potenzialmente prodotti nel santuario interno del monumento tra 10 e 20 per cento (fino a 10 decibel), rispetto ad un ambiente più aperto. Qualsiasi suono prodotto all'interno del cosiddetto tempio sarebbe stato molto meno udibile da chiunque fosse al di fuori del cerchio, nonostante il monumento quasi certamente non avesse un tetto. In conclusione, l'amplificazione potrebbe aver scandito nel cirdolo interno la comunicazione vocale e propagato il riverbero dei suoni musicali come nelle moderne sale di musica, teatrali e cinematografiche. Le pietre hanno aumentato il volume del suono interno, ma mantenuto fuori del monumento il suono esterno e reso difficile per chiunque fosse al di fuori della struttura sentire cosa stesse succedendo all'interno, ovvero i suoni generati dalle attività svolte nel cerchio non erano destinati a essere condivisi con una comunità più ampia.

Ciò rafforza le teorie che suggeriscono che le potenziali attività religiose condotte a Stonehenge fossero riservate ad una élite di praticanti, piuttosto che ad una partecipazione più ampia, anche se la costruzione del monumento era stato il risultato della partecipazione di un'enorme quantità di manodopera.

Per testare il modello, i ricercatori hanno provato diverse configurazioni delle pietre, a sostegno della convinzione degli archeologi che il cerchio di pietra fosse stato riconfigurato più volte durante la preistoria e nella consapevolezza che molte delle pietre cadute siano state messe nella loro posizione attuale dagli ingegneri vittoriani con lavori di ristrutturazione, che si protrassero fino agli anni settanta del Novecento, introducendo modifiche sostanziali nella disposizione originaria. Pochissime pietre sono ancora oggi esattamente nel posto dove furono erette millenni orsono. Nonostante i cambiamenti, i ricercatori hanno scoperto però che la differenza nell'acustica non sarebbe stata rilevabile dall'orecchio umano.

“Costruire e testare il modello è stato molto dispendioso in termini di tempo, un lavoro d'amore, ma ha fornito la visione più accurata dell'acustica preistorica fino ad oggi. Con così tante pietre mancanti o spostate, l'acustica moderna di Stonehenge è molto diversa da quella della preistoria " ha sottolineato il professor Cox.

I quesiti e misteri delle possenti pietre di Stonehenge sono stati così risolti? Non sappiamo certamente quali cerimonie o attività si siano svolte a Stonehenge e le funzioni ignote forse sono destinate a rimanere tali per sempre, ma il nuovo studio certamente suggerisce che il monumento potrebbe essere stato progettato per amplificare il suono in modi molto specifici, finendo per conferire alla struttura straordinarie proprietà acustiche. Non il motore principale nel design e nella disposizione delle pietre a Stonehenge, ma certamente un elemento tenuto dai suoi costruttori in tutta evidenza e considerazione.

Fonte:  Journal of Archaeological Science  

            Science News 

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