Tromba

Da "Fisica, onde Musica": un sito web su fisica delle onde e del suono, acustica degli strumenti musicali, scale musicali, armonia e musica.

NOTA: tutti i campioni sonori della tromba sono stati eseguiti da Francesco Gibellini il 26/10/2007. Ingegnere del suono: Valerio Carboni.


Struttura dello strumento

Tromba in Do vista "esplosa"
Tr intera med.jpg Tr esplosa med.jpg
La tromba moderna è costituita da un bocchino a forma di tazza, innestato in una canna cilindrica di metallo ripiegata a spirale, che termina con una campana conica. A metà della canna principale si innestano delle piccole porzioni aggiuntive di canna, che possono essere isolate, o utilizzate come prolunghe della canna principale, attraverso un meccanismo di valvole a pistone (vedi poi).

Le trombe dell'antichità erano senza pistoni, e a canna diritta (talvolta proprio fatta di canna), o, al più ripiegata ad "S". La forma moderna della tromba si avvale di due sostanziali abilità tecnologiche:

  1. la tecnica di ripiegare con cura i tubi metallici, perfezionata in occidente solo tra il XV e il XVI secolo;
  2. il meccanismo delle valvole a pistone, inventato nel 1814 da Blühmel e Stölzel, e perfezionato nel 1839 da Périnet.

Come si produce il suono

La sorgente delle oscillazioni

  • In tutti gli ottoni la sorgente primaria dell'oscillazione sono le labbra dell'esecutore spinte dal fiato. L'imboccatura dello strumento facilita la loro oscillazione, e incanala l'onda di pressione generata nel tubo risonante.
  • La frequenza fondamentale di risonanza delle labbra normalmente deve corrispondere alla frequenza di risonanza del tubo, perché l'accoppiamento tra le labbra e l'aria nel tubo sonoro è piuttosto debole. Tuttavia la frequenza di risonanza di tutto il sistema può essere aggiustata dall'esecutore modificando la tensione delle labbra.
  • Ad una tensione maggiore corrisponde una costante elastica maggiore, e quindi una frequenza di oscillazione più elevata.

Per una illustrazione pratica di quanto esposto in questo paragrafo si vedano gli esempi acustici nei paragrafi soffiare non basta e Il suono della tromba... senza la tromba

Bocchino Labbra e bocchino
Tr bocchino med.jpg Bocchino tromba.gif

L'intonazione

Come accade in tutti gli strumenti a fiato, il suono prodotto dalla tromba, è determinato sostanzialmente dalle risonanze proprie della canna. Vi sono quindi due soli modi di produrre più suoni distinti:

  1. modificare la lunghezza (reale o efficace) del canneggio
  2. a lunghezza fissata, selezionare un particolare modo normale della canna.

Di questi due sistemi solo il secondo è stato usato dai tempi più remoti fino all'era moderna. Solo a partire dalla metà del XIX secolo sono state inventate le moderne valvole a pistone.

La tromba naturale

Tr naturale med.jpg
La tromba è uno strumento nato nella notte dei tempi specialmente per uso militare. Infatti, grazie all'elevata potenza e chiarezza dei suoni che è in grado di emettere, essa era particolarmente adatta a trasmettere semplici segnali riconoscibili a grandi distanze (e sopra un rumore di fondo) come accadeva nei campi di battaglia prima dell'era moderna.

La tromba antica è quindi quella "naturale", senza tasti. Con questo strumento non è possibile ottenere tutti i suoni della scala moderna, ma solo gli armonici di una data fondamentale. Per questo motivo si parla di "tromba in Si♭" o "tromba in Do", ecc., a seconda delle sue dimensioni, intendendo con ciò che essa è in grado di produrre solo i suoni armonici naturali di Si♭, o quelli di Do, ecc.

La denominazione è poi rimasta anche anche per le moderne trombe moderne a pistoni, ma, in questo caso, essa ha più a che fare con il problema della trasposizione (v. poi).

L'introduzione dei pistoni

Particolare dei pistoni di una tromba in Do

Prima dell'invenzione delle valvole idrauliche v'erano solo due modi per cambiare l'intonazione della fondamentale di una tromba:

  1. cambiare tromba, oppure
  2. asportare una parte mobile alla fine del canneggio (coulisse), e sostituirla con una più lunga.

In ogni caso, a meno di cambiare continuamente strumento, non era mai possibile produrre tutte le note della scala cromatica. Per questo motivo nell'ambito di un'orchestra barocca, la tromba ha parti in genere molto meno complesse e melodiche rispetto agli strumenti a a corda, basate su pochi gradi fondamentali della scala.

L'introduzione delle valvole e dei pistoni, attorno alla metà del XIX secolo hanno invece aperto le porte alla piena liberazione delle potenzialità dello strumento.

Se osservate le fotografie, però, noterete che, mentre flauto, clarinetto e oboe hanno molti tasti disponibili per questa funzione, la tromba ne ha solo tre (e la tromba naturale nessuno). Lo stesso vale per molti altri ottoni quali il trombone, il corno, ecc.

Come è possibile allora intonare tutte le note a piacere?
Come detto all'inizio, l'intonazione è l'effetto di due azioni sincronizzate:
  1. i tre tasti agiscono in combinazione tra loro, ed aumentano la lunghezza (reale) del canneggio collegando alla canna principale alcune piccole deviazioni ricurve (il groviglio di tubi posto sotto i tasti). Ogni tasto aggiunge un tratto di canna supplementare che abbassa la frequenza fondamentale della canna principale.
    • Il primo tasto la abbassa di un tono (due semitoni)
    • il secondo tasto la abbassa di un semitono
    • il terzo tasto la abbassa di un tono e un semitono (tre semitoni)

    Le combinazioni possibili danno quindi sette note a partire da una sola fondamentale.

  2. Per eseguire altre note oltre alle sette precedenti l'esecutore deve modificare l'assetto delle labbra in modo da eccitare un modo superiore della canna. Deve cioè cambiare la fondamentale, e su questa nuova fondamentale può di nuovo agire con i tasti per ottenere altre sette note. Data una fondamentale, i suoi armonici si ottengono modificando la posizione e la tensione delle labbra e forzandole ad oscillare alla frequenza di risonanza della nota voluta (si vedano gli esempi sonori in Intonazione e suoni armonici).

La trasposizione

La tromba fa parte della classe degli strumenti traspositori: essi sono tutti quegli strumenti che esistono in diverse varietà identiche tranne che per le dimensioni. Tutti leggono righi trasposti in modo da poter usare la stessa diteggiatura, relativamente alle loro diverse fondamentali.

Chiariamo con un esempio.
Il problema è in breve il seguente: supponiamo di eseguire un certo brano con una tromba in Do. Ad un certo punto vogliamo eseguire lo stesso brano, ma, con una tromba in Si♭. Il problema è che ora le stesse diteggiature che usavamo sulla tromba in Do producono note completamente diverse. In particolare note più basse di un tono. Per semplificare l'esecuzione di un brano si è quindi pensato di trasporre la notazione, anziché di lasciare all'esecutore l'operazione mentale di trasporre la diteggiatura. Uno stesso brano scritto per una tromba in Do, quindi, appare completamente diverso quando è scritto (trasposto) per una tromba in Si♭. Per contro, due esecutori che leggono lo stesso rigo con due trombe diverse non devono fare nessuna fatica per trasporre la musica: eseguono esattamente la stessa diteggiatura, e lo strumento naturalmente suona a due altezze diverse.

In breve:

  • quando la tromba in Do legge Do, suona Do, legge Re e suona Re, ecc.
  • mentre una tromba in Si♭ che legge Do (e lo diteggia nello stesso modo del collega con la tromba in Do) suona di fatto Si♭; legge Re e, senza cambiare diteggiatura, suona Do, ecc.

La formazione del timbro

Caratteristiche acustiche

Estratti di esecuzione dal vivo

Una breve improvvisazione è stata registrata in un ambiente quasi privo di riverbero da un microfono molto vicino allo strumento. Il campione corrisponde fedelmente a quanto si percepisce a piccola distanza dallo strumento, mentre non riproduce le condizioni di ascolto in una sala da concerto. Il suono è molto fedele all'originale, ma è molto "secco". Entrambi i canali destro e sinistro sono copie identiche dello stesso segnale.

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Tromba: (versione "dry")

Una manipolazione elettronica elementare del campione consiste nell'introdurre una compressione dinamica del suono, cioè filtrarne lo spettro in modo dipendente dal tempo e dalle caratteristiche del segnale, così da equilibrarne la dinamica. Si osservi che ora i canali destro e sinistro mostrano piccole differenze. L'effetto netto è quello di introdurre un "ambiente virtuale" di ascolto, che simula un ambiente reale leggermente riverberante, che quindi riproduce più fedelmente il suono che si ascolterebbe in una sala da concerto. Il suono sembra complessivamente più ricco, anche se tutte le altezze e le durate note sono invariate rispetto al campione "dry".

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Tromba: (versione con compressione dinamica)

Intonazione e suoni armonici

Ricordiamo quanto esposto nel paragrafo sull'intonazione nella tromba: l'intonazione è ottenuta mediante la corretta e sincrona combinazione tra l'assetto delle labbra (in grado di selezionare un particolare suono armonico data una lunghezza di canna), e l'assetto dei tasti (in grado di ottenere altri sei differenti lunghezze di canna). Nell'esempio seguente si sentono due serie di suoni. La prima serie corrisponde ad una lunghezza di canna che ha come fondamentale Si♭2, mentre nella seconda l'esecutore ha pigiato il tasto "-1 semitono", e quindi la fondamentale è La2. In ciascuna serie, invece, gli armonici sono ottenuti con la stessa configurazione di tasti, e per mezzo delle sole labbra.


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Tromba in Si♭: armonici naturali: senza e con il secondo tasto premuto

I più "naturali" degli armonici

In questo esempio si sente la gamma degli armonici naturali di una tromba senza tasti. Ricordiamo che la tromba è accordata in Do, cioè essa può produrre gli armonici naturali di Do. I diversi armonici vengono prodotti eccitando la tromba alla giusta frequenza tendendo le labbra e modificando la pressione dell'espirazione. Gli armonici più acuti diventano quindi man mano sempre più difficili da produrre.

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Tromba naturale: armonici

Soffiare non basta

Il suono nella tromba non è prodotto dal semplice flusso di aria nel tubo, ma dall'oscillazione regolare della pressione dell'aria prodotta a sua volta dall'oscillazione delle labbra. Se si soffia in una tromba non si ottiene il suono che conosciamo, ma solamente un fruscio. Tuttavia, ascoltando attentamente questo fruscio mentre vengono pigiati i tasti in successione possiamo riconoscere le diverse risonanze corrispondente alle diverse lunghezze di canna. Con termini più tecnici, ed osservando il sonogramma, possiamo dire che il rumore dei diversi fruscii è diversamente "colorato".

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Tromba: fruscio per diverse lunghezze della canna

Il suono della tromba... senza la tromba

Con questi due esempi vogliamo evidenziare il ruolo delle labbra e del bocchino.

Abbiamo visto nel paragrafo sulla sorgente delle oscillazioni che non basta "soffiare" nello strumento. Abbiamo allora rimosso lo strumento, tenendo solo il bocchino, ed abbiamo chiesto allo strumentista di suonare il bocchino come se vi fosse anche la tromba attaccata, e riprodurre una piccola porzione di scala. Il bocchino ha una forma adatta a facilitare la vibrazione delle labbra a diverse frequenze. Dall'analisi del sonogramma appare evidente che lo spettro del sistema labbra + bocchino, che pure possiede già componenti parziali in rapporti interi (cioè armonici), è anche caratterizzato da larghe bande rumorose sostanzialmente indipendenti dalla nota suonata. Per es. l'ultima nota, un Do4 a circa 522 Hz possiede chiarissime righe a circa 1044 Hz, 1566 Hz, ecc., ma anche una banda larga circa 2 kHz attorno ai 2500 Hz, una larga circa 4 kHz attorno ai 3 kHz, un'altra larga 1600 Hz attorno a 8100 Hz, ecc. Le bande rumorose sono, a loro volta in approssimativa serie armonica tra di loro, e corrispondono ad una fondamentale attorno ai 2100 Hz.

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Tromba in Si♭: solo bocchino

Ecco cosa si sente utilizzando solo le labbra ed un bocchino tagliato, in modo che la sua metà superiore sia aperta. Questo suono si avvicina a quello che è possibile ottenere con le labbra da sole. Alla sorgente del suono della tromba sta questa specie di ronzio corrispondente ad un'onda approssimativamente triangolare. Si vede chiaramente da un lato l'importanza della corretta impostazione delle labbra per quanto riguarda l'intonazione, e della risposta risonante della canna (qui assente) per quanto riguarda la formazione del timbro.

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Tromba: solo bocchino tagliato (= solo labbra)

Effetti speciali

Come accade anche negli altri strumenti a fiato, nella tromba è possibile produrre effetti speciali semplicemente pronunciando alcuni fonemi mentre si suona lo strumento. Pronunciare qualcosa come "ta-ga-ta-ga-ta-ga..." mentre si suona una singola nota stabile produce il cosiddetto doppio staccato. Dal punto di vista acustico la "t" alveolare sorda, corrisponde acusticamente ad una breve interruzione del suono, mentre la velare sonora "g" corrisponde ad un'attenuazione più morbida. L'effetto netto dipende dalla rapidità con cui la sequenza è pronunciata. In questo caso, dall'esame dell'inviluppo nel dominio del tempo si distingue chiaramente "ta" (il suono va a zero) da "ga" (il suono si attenua, ma non fino a zero). Il disillabo "ta-ga" si ripete ad una frequenza di circa 5Hz.

una "r" produce il frullo

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Tromba: doppio staccato ("ta-ga")

Pronunciare una "r" produce il frullo del analogo a quello che si ottiene con lo stesso espediente nel flauto (vedi effetti speciali nel flauto). Tuttavia in questo caso, la frequenza apparente del frullo è dieci volte maggiore (attorno ai 40 Hz).

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Tromba: frullo ("r")

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Tromba: tremolo

La funzione della coulisse

Particolare della coulisse completamente estesa in una tromba in Sib
La coulisse è la parte di tubo ricurva ad "u" che chiude la parte inferiore del canneggio. Essa è rimovibile, e può scorrere avanti e indietro di alcuni cm, consentendo allo strumentista di aggiustare l'accordatura di base dello strumento. Questo aggiustamento risulta indispensabile quando si suona in ensemble con altri strumenti. L'escursione di frequenze copre circa un semitono, e non è normalmente usato per ottenere effetti di glissato. Uno strumento che invece utilizza questa tecnica per l'intonazione è il trombone a tiro, in cui la coulisse è molto più lunga, e sotto il diretto controllo del suonatore, che non ha, però pistoni da manovrare.
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Tromba: glissando

Timbro e registro

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Tromba: do di tre diverse ottave

Il vibrato

Come accade per gli altri strumenti il vibrato è un espediente espressivo molto duttile, i cui parametri sono di volta in volta adattati dall'esecutore alle esigenze del brano. In questo esempio si osserva una modulazione di ampiezza piuttosto evidente di circa 3 dBm ad una frequenza di circa 6.2 Hz, associata ad una piccolissima modulazione di frequenza, che però non provoca uno spostamento sensibile della fondamentale, mentre è evidente nello spettrogramma nelle piccole ondulazioni delle armoniche superiori.

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Tromba: vibrato

Altri tipi di tromba

Tromba naturale Tromba si Si♭ e in Do
Tr naturale med.jpg Tr sib do med.jpg
Oltre a tagli simili della tromba, come la tromba in Si♭ e quella in Do, esistono anche strumenti di dimensione del tutto differente, e che operano quindi in un diverso registro. È il caso della tromba piccola, la cui diversa tessitura si può ascoltare in questo esempio. In questo campo la standardizzazione verso un numero limitato di tipologie è stata dettata dall'esigenza di avere musica eseguibile in luoghi diversi e distanti (per esempio da diverse orchestre) con le stesse modalità. Esistono tuttavia esempi notevoli in cui esattamente l'opposto è desiderato, cioè che un certo brano possa essere suonato solo da uno strumento creato appositamente. Ne è un esempio la celebre Marcia Trionfale da Aida di G. Verdi, che si suona appunto con le trombe dell'Aida. Questo accade quando al brano si vuole dare un colore timbrico "unico".
forma d'onda
tromba piccola ! tromba in Si♭
Onda TR DueTrombe piccola.png Onda TR DueTrombe normale.png
spettrogramma audio
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TR_DueTrombe.mp3

Tromba piccola e normale

La gamma dinamica

La tromba è uno strumento che può generare una notevole potenza acustica. Per questo è stato sempre utilizzato sui campi di battaglia per inviare segnali intelligibili a grande distanza. In questo esempio la gamma dinamica del picco copre circa 18 dBm, quindi regolate il volume in modo che non sia troppo forte. Naturalmente il valore mediato in un periodo è un po' inferiore, ma ricordate che la potenza emessa raddoppia ogni 3 dB, quindi nel forte lo strumento emette una potenza sonora circa 64 volte maggiore che nel piano.

forma d'onda
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spettrogramma audio
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Tromba: piano, forge

Il tempo di attacco

In uno sforzando, o in un crescendo come quelli qui registrati non solo l'ampiezza, ma anche la forma d'onda cambia drasticamente nel tempo. Sfruttando l'ampia gamma dinamica e la rapida risposta dello strumento è possibile realizzare repentini cambiamenti di "umore". Si noti nella figura dell'inviluppo che l'emissione ha comunque bisogno di un piccolo impulso iniziale: l'intensità cresce rapidamente nei primi 30 centesimi di secondo. Poi l'esecutore sceglie se continuare ad aumentarla, o se stabilizzare il suono sul piano.

forma d'onda !
Onda TR Sforzando attacco.png Onda TR Sforzando regime.png
inviluppo dell'onda spettrogramma
Onda TR Sforzandi.png Spettro TR Sforzando attacco.png
Audio
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TR_Sforzandi.mp3

Tromba: addacco duro ("sforzato"), e crescendo

La direzionalità

La tromba è uno strumento particolarmente direzionale. Tutta l'energia sonora viene irradiata dalla campana, a differenza di quanto avviene nei legni, che possiedono sempre anche fori lungo la canna. Ma sappiamo che, per il fenomeno della diffrazione (si veda anche diffrazione del suono), le alte frequenze sono le più direzionali, mentre le basse frequenze tendono a formare onde sferiche. Ne consegue che ruotando la direzione dell'emissione, per esempio chiedendo al suonatore di porsi perpendicolarmente al microfono anziché puntare in direzione dello stesso, si otterrà un considerevole cambiamento nel timbro percepito. In particolare, come si vede chiaramente sia dallo spettrogramma, sia dai due spettri mediati nel tempo, si osserva una forte attenuazione delle frequenze superiori a circa 6 kHz (corrispondenti ad una lunghezza d'onda in aria di circa 5.7 cm).

forma d'onda
verso il mic. perpendicolare al mic.
Onda TR Direzione verso mic.png Onda TR Direzione perp mic.png
spettri
verso il mic. perpendicolare al mic.
Spettro TR Direzione verso mic.png Spettro TR Direzione perp mic.png
spettrogramma audio
Spettrogramma TR DirezioneMicrofono.png
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TR_DirezioneMicrofono.mp3

Tomba: orientata verso il microfono, e perpendicolarmente al microfono

La sordina

Esistono molte varietà di sordine per tromba. Sostanzialmente qualunque cosa possa essere introdotta nella campana modifica il suono dello strumento, come dimostrano le forme d'onda e gli spettri seguenti, tutti registrati mentre la tromba emette un suono sostanzialmente stazionario. Nel caso della sordina "wah-wah" (o "ua-ua") la sordina copre completamente la campana sulla "u", e invece viene "aperta" per ottenere la "a".


forma d'onda spettro Audio
tromba senza sordina
Onda TR no Sordina.png Spettro TR no Sordina.png
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TR_Sordine1.mp3

Tromba: senza e con sordina 1, 2, e "wah wah"

tromba con sordina 1
Onda TR Sordina1.png Spettro TR Sordina1.png Tr sordina 1 med.jpg
tromba con sordina 2
Onda TR Sordina2.png Spettro TR Sordina2.png Tr sordina 2 med.jpg
tromba con sordina "wah wah"
Onda TR Sordina3.png Spettro TR Sordina3.png Tr sordina 3 med.jpg
sordina barocca (traspositrice)
Onda TR Sordina trasp.png Spettro TR Sordina trasp.png
Sordina barocca Audio
Tr sordina 4 med.jpg
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TR_Sordine3.mp3

Tromba: senza e con sordina traspositrice

Particolarità musicali

Introduzione – L’impiego tradizionale

Siamo solitamente portati ad associare il suono della tromba a contesti bandistici e ad articolazioni da fanfara. Questa tendenza è confermata in molti casi sia nella letteratura classica (basti pensare alla celebre Marcia trionfale da Aida di G. Verdi) che nella musica da film (chi non ha presente il “motto” squillante di Star Wars, ad opera del compositore americano J. Williams?). In effetti date le sue caratteristiche fisiche (ed in particolare grazie allo svaso della campana, che apre lo spettro alle armoniche più acute) il timbro che ne risulta assume con facilità il carattere squillante che tutti conosciamo. Ciò nonostante soprattutto nel ventesimo secolo, con l’evoluzione e il perfezionamento della sua meccanica, la tromba diventa uno strumento assai più versatile e capace di integrarsi in contesti musicali affatto diversi, o che comunque si prestano a sfumature espressive molto più varie.

Nuove esplorazioni

L’attacco della V sinfonia di G. Mahler ne è un esempio lampante: la note ribattuta con tanta insistenza nel registro grave va ben oltre il carattere fanfaristico, e suona piuttosto come una sentenza ineluttabile, già dall’inizio senza via di scampo (l’indicazione autografa è Trauermarsch, cioè marcia funebre). In tutt’altra atmosfera siamo calati nella Marche du soldat che apre Histoire du soldat di I. F. Stravinskij, dove lo squillo di tromba ci proietta in un clima tra il fiabesco e l’allucinato, attraverso un linguaggio estremamente asciutto ed essenziale. Qui il timbro dello strumento deve essere tagliente e penetrante, lontano da qualsiasi tipo di gratuita espressività. In Petruška lo stesso Stravinskij utilizza la tromba in tre modi diversi a distanza di poche battute: dapprima nella Danse de la ballerine si produce, insieme al tamburo militare, in un acrobatico solo che spazia in tutti i registri dello strumento; subito dopo nella 'Valse' della ballerina e del moro canta, duettando con il flauto, con un espressività larmoyante e forse un po’ grottesca (l’autore specifica “cantabile sentimentalmente”); infine nella seconda parte dello stesso brano torna ad assumere un carattere spiccatamente brillante e virtuosistico.

Approfondimenti e collegamenti

  • Ti invitiamo a leggere la fondamentale pagina Suono e risonanza nella quale troverai enunciati i principi generali del funzionamento di uno strumento musicale. Tale lettura ti aiuterà a meglio apprezzare le peculiarità dello strumento descritto in questa pagina

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