L’ancia è il generatore meccanico di oscillazioni nello strumento; essa per effetto dell’aria soffiata dell’esecutore, entra in vibrazione e produce il suono.
PRINCIPI FISICI
Per la legge di conservazione dell’energia si ha che la quantità totale di essa posseduta da un fluido in un sistema isolato, si mantiene durante il moto.
Energia totale = E. di pressione + E. cinetica + E. potenziale = costante
Il teorema di Bernoulli esprime la legge di conservazione dell’energia nei fluidi.
La figura rappresenta un tubo di Venturi, l’energia posseduta dal fluido nella sezione 1 e 2 è:
Le due sezioni sono alla stessa quota per cui la loro energia potenziale ρ*g*h è uguale ed esse si elidono, quindi l’equazione diventa:
L’aria è considerata incomprimibile per cui nello strozzamento si ha V2>V1 e di conseguenza per il teorema di Bernoulli: P2<P1.
Applicazione Bernoulli
Fasi tipiche nel moto dell’ancia nel caso del clarinetto:
- Il flusso d’aria entra nell’imboccatura passando tra l’ancia (flessibile) e il bocchino (rigido); la sua velocità aumenta quando percorre lo stretto passaggio, e di conseguenza la pressione all’interno del bocchino diminuisce.
- A causa della depressione l’ancia viene risucchiata verso l’interno del bocchino, fino ad otturare la feritoia di ingresso dell’aria. Interrotto il flusso la velocità dell’aria nel bocchino scende a zero, e si ristabilisce la pressione atmosferica, l’ancia torna verso la sua posizione di equilibrio, ma, a causa della sua elasticità la oltrepassa.
- Ora la feritoia è più larga che nella condizione iniziale, ma il flusso d’aria riprende facendo di nuovo scendere la pressione nel bocchino, e riportando il sistema nella condizione iniziale. Da questo momento in poi il moto si ripete ciclicamente.
Caratteristiche fisiche
Onda sonora: perturbazione che si propaga nello spazio, essa si ottiene dalla variazione di pressione indotta dal corpo vibrante nell’aria.
Periodo T: il tempo per percorrere lo spazio tra le estremità dell’onda sonora ed è costante nel tempo indipendentemente dall’ampiezza.
m = massa del corpo
k = costante elastica
A masse elevate corrispondono periodi alti e frequenze basse, a corpi rigidi (k elevato) corrispondono periodi bassi e frequenze alte.
Nel moto armonico il periodo T è legato alla lunghezza l dalla formula:
A lunghezze elevate corrispondono periodi alti e frequenze minori.
Frequenza ν: numero di oscillazioni compiute nell’unità di tempo.
Inverso del periodo: ν=1/T (hertz Hz)
Questa grandezza definisce l’altezza del suono. Con l’aumentare della frequenza il suono diviene più acuto, col diminuire diviene più grave.
Basse frequenze: 40Hz – 160Hz: quasi tutte le frequenze della musica cadono in questa zona
Frequenze medie: 315Hz – 2,5kHz: suono di qualità
Frequenze alte: 5kHz – 10kHz
Ampiezza: rappresenta il massimo spostamento, rispetto alla posizione di equilibrio dell’onda, da essa dipende l’intensità del suono I:
rapporto tra la potenza media dell’onda sonora P e l’area su cui essa incide S I = P/S
Per ottenere un’alta ampiezza, nello stesso periodo, è necessario aumentare la velocità e quindi l’energia cinetica e la forza del sistema.
Timbro: è legato alla forma dell’onda, onde con la stessa ampiezza, hanno timbri diversi se hanno forme diverse.
TIPI di ANCE
A seconda del modo in cui sono vincolate, le ance possono essere a:
BATTENTE SEMPLICE
Costituita da una linguetta sottile flessibile.
Le ance semplici sono di forma rettangolare, una faccia è liscia (tavola), mentre la faccia opposta si assottiglia progressivamente fino alla punta che è arrotondata.
Le dimensioni delle ance variano a seconda dello strumento per cui sono prodotte.
Esistono diversi gradi di durezza dell’ancia: i livelli più morbidi sono consigliati ai principianti, i gradi di durezza superiore sono indicati per i musicisti più esperti perché richiedono una maggiore pressione per oscillare.
I produttori indicano la durezza dell’ancia con un numero variabile da 1 a 5, dalla più morbida alla più dura, oppure con una parola (soft, medium, medium soft).
L’ancia va accoppiata ad un bocchino o becco, con la tavola disposta sopra la parte cava (finestra) dello stesso.
Il bocchino può differire per la distanza tra la punta del bocchino e l’ancia (apertura), essa è indicata da un numero che va da circa 1 a 8 ed oltre, i numeri maggiori corrispondono ad una apertura più ampia.
L’ampiezza del movimento dell’ancia dipende da:
- apertura
- forza con cui viene spinta l’aria nello strumento. La pressione richiesta è data dal rapporto tra la durezza dell’ancia e l’apertura del bocchino. Più l’ancia è dura e più il bocchino è aperto maggiori sono il volume sonoro e lo sforzo da compiere. Se si esagera nella chiusura e/o nella morbidezza dell’ancia, quest’ultima tenderà a chiudere il passaggio dell’aria producendo un suono debolissimo.
Ad esempio su un becco molto aperto un’ancia numero 3 è durissima, su un becco molto chiuso un’ ancia numero 3 è leggerissima..
Strumenti ad ancia semplice
- Clarinetto
L’ancia poggia con la tavola disposta sopra la finestra del bocchino tagliato a becco e viene fissata con la legatura, in modo che si trovi bloccata alla sua base ma libera di vibrare sulla punta.
La legatura è costituita da un fascetta di metallo con una o due viti, essa deve assicurare saldamente l’ancia all’imboccatura, facendo in modo che non vi sia aria tra la tavola dell’ancia ed il piano d’appoggio.
Il grado di durezza dell’ancia varia da 2 a 4.
Dopo l’ancia c’è il barilotto cilindrico che fa risuonare le vibrazioni ed amplifica il suono. - Sassofono
Ance simili al clarinetto.
Tecnica per suonare
Il suonatore tiene il bocchino in bocca in modo che l’ancia appoggi sul labbro inferiore, che viene a trovarsi sopra i denti inferiori e soffia. Il getto d’aria pone in vibrazione l’ancia e produce il suono. La pressione esercitata dai denti determina l’intonazione della nota emessa, mentre dalla posizione del labbro dipende la qualità del timbro.
Stringendo l’ancia si tende a far salire l’intonazione della nota; infatti, come precedentemente spiegato, se la lunghezza l di ancia che rimane libera è piccola, si ha che la sua rigidità k è alta e di conseguenza la frequenza di vibrazione è alta e l’ampiezza è bassa.
BATTENTE DOPPIA
Questa ancia è formata da due linguette sottili sagomate che combaciano ad una estremità, ma viene lasciata una breve fessura tra di esse, in questa fenditura penetra il soffio del suonatore. Sotto l’azione di questo soffio gli orli dell’ancia si chiudono e si aprono.
Strumenti ad ancia doppia
- Fagotto
L’ancia è inserita su un cannello metallico ritorto innestato nella esse.
- Oboe
Le ance sono simili a quelle dei fagotti, ma più lunghe e strette.
Questo strumento non usa la esse, per cui l’ancia è unita ad un tubo di metallo, a sua volta circondato da un pezzo di sughero. - Corno inglese
Ancia simile al fagotto. - Controfagotto
Ancia simile al fagotto.
Tecnica per suonare
Per ottenere le vibrazioni delle due ance, lo strumentista deve stringere simultaneamente tra le labbra le lamelle; questo movimento richiede una tensione dei muscoli della bocca consistente e rende più difficile l’emissione del suono.
LIBERA
Essa è una sottile lamina in metallo, imperniata ad una estremità ad un telaio e libera di vibrare oscillando entro il telaio.
Strumenti ad ancia libera sono:
- Fisarmonica
- Armonica a bocca
- Armonium
Questo tipo di ancia è stata trattata nell’articolo FISARMONICA
COSTRUZIONE
Solitamente le ance sono ricavate da pezzetti di fusto di canna comune, in alcuni casi da corteccia di albero e da frammenti di tubi di paglia particolarmente robusti; attualmente ci sono ance realizzate in plastica e in metallo, che a fronte di una maggior durata, offrono però un suono un po’ troppo aggressivo.
Normalmente le ance vengono prodotte industrialmente ed i musicisti le adattano alle proprie esigenze limandole o ritagliandole con speciali utensili.
Fasi principali della costruzione dell’ancia semplice sono:
- Sgorbiatura: si prendono i tubi di canna dal diametro scelto in base all’ampiezza della punta dell’ancia desiderata e si dividono in tre parti utilizzando la freccia.
Si taglia la parte in eccesso e si adagia il pezzo nella parte concava della sgorbiatrice
muovendo una pialla avanti ed indietro si raschia la canna ottenendo una sottile lamella - Sagomatura: si posiziona la lamella sulla forma della sagomatrice la si blocca e si fanno scorrere manualmente le lame poste sui lati della forma avanti e indietro fino a quando non si ottengono le dimensioni desiderate.
Esempio costruzione ancia doppia
- la canna viene spaccata in lunghezza e
le lamelle vengono immerse in acqua a temperatura ambiente e rimangono immerse sino a quando restano spontaneamente sul fondo
- si traccia un segno a matita in corrispondenza della mezzeria del listello e lo si piega a metà, appoggiandolo ad una lama
- si inserisce la canna su un apposito attrezzo (forma) e si tagliano i bordi con un taglierino
- rimossa la canna dalla forma, si asporta la corteccia e si assottiglia la parte inferiore delle due metà, per agevolare la loro curvatura attorno alla base del cannello. Il tutto va eseguito con un coltello da scarto
- si prepara il cannello di ottone inserito su un’apposita spina di forma leggermente ellittica in punta, in modo che la rotazione durante la fase di legatura sia impedita
- la canna va posizionata sul cannello, accertando che le lamelle siano allineate con il cannello
- legatura: iniziarla alla fine della zona conica, in modo che i bordi delle lamelle si sfiorino, alla fine bloccarla con dei nodi e proteggerla con smalto per unghie
- separare le due lamelle unite nel punto dove erano state piegate, tagliando la punta con il coltello da scarto
- scarto dell’ancia. Con questa operazione le due lamelle, assumono il profilo adeguato a produrre il suono desiderato. Per mezzo del coltello da scarto si riduce lo spessore della canna in determinate aree; in punta si usa una lamina a losanga che va infilata tra le due lamelle prima della loro lavorazione.
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