Percussioni

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

Il gruppo delle percussioni si divide a sua volta in una serie di sottofamiglie, e tra le principali annoveriamo: i membranofoni (viene messa in vibrazione una membrana, generalmente tesa su una cassa di risonanza), i metallofoni (viene messo in vibrazione un oggetto metallico, con o senza risonatore), le percussioni di legno (strumenti costruiti interamente in legno, di forma cava o meno). In ciascuna di queste sottofamiglie bisogna fare un’ulteriore distinzione, e cioè in

  1. percussioni a suono determinato (cioè ad altezza chiaramente percepibile),
  2. a suono indeterminato (vale a dire aventi un timbro talmente inarmonico da non consentire la netta distinzione dell’altezza).

Strumenti a percussione

senza membrana (idiofoni)

con membrana (membranofoni)

  • Campane
  • Glockenspiel
  • Celesta
  • Piatti
  • Gong
Pagina di partitura orchestrale: flauti, oboi, fagotti, corni, violini, viole, bassi, Glockenspiel e la voce di Papageno
Aria di Papageno da Die Zauberflöte di W. A. Mozart

Il re dei membranofoni a suono determinato è senza dubbio il timpano (J. Brahms – sinfonia n.1 – I movimento), essenziale in orchestra nella preparazione (rullio) e nella realizzazione delle grandi sonorità, ma anche (in maniera meno canonica ma più evocativa) nei lugubri pianissimo, carichi di tensione e di attesa. A suono indeterminato citiamo almeno la gran cassa, la cassa rullante, il tom-tom e i bongo; ma la famiglia è davvero sconfinata, considerato il prezioso apporto di culture extra-europee (soprattutto africane). Tra i metallofoni a suono determinato spiccano su tutti il vibrafono, le campane tubolari e il Glockenspiel (dal timbro argentino e scintillante, spesso utilizzato alla stregua di carillon anche in ambito teatrale, come nella celebre aria di Papageno nel Flauto magico di W. A. Mozart); mentre a suono indeterminato l’amplissima varietà di gong e tam-tam, piatti sospesi e cimbalini dalle forme, dimensioni e materiali più disparati. Di particolare effetto è l’insieme di questi strumenti nei gruppi folkloristici di Bali e Giava. Le percussioni di legno ad altezza determinata sono la marimba e lo xilofono (in quanto costituiti da lamelle di legno disposte orizzontalmente su un supporto e percosse da appositi battenti); tra quelle a suono indeterminato annoveriamo i woodblocks, le nacchere, le claves e il guiro, tutti atti a conferire una caratterizzazione “esotica” o ad evocare un ritmo di danza appartenente ad una determinata area geografica, come si evince dai seguenti esempi:

Caratteristiche acustiche

Le percussioni sono moltissime, e ciascuna possiede caratteristiche acustiche proprie. Inoltre, la classificazione generale riflette la classificazione sulla sorgente fisica del suono (generato da vibrazione di membrane, barre, lastre). Quindi, per un'analisi delle caratteristiche acustiche di (almeno un esponente) per ogni famiglia si rimanda alle diverse pagine sui singoli strumenti:

Perché alcune percussioni hanno un'altezza definita e altre no? In una corda o in una canna le frequenze dei modi di vibrazione sono (quasi) multiple intere della fondamentale, cioè armoniche: l'orecchio le fonde in una nota. Nelle membrane, nelle barre e nelle lastre non è così: in una membrana circolare ideale, per esempio, i primi modi hanno frequenze 1; 1,59; 2,14; 2,30; … volte quella del modo più grave; in una barra libera 1; 2,76; 5,40; …[1] Questi suoni "inarmonici" non danno una nota precisa. Per ottenere un'altezza definita i costruttori modificano lo strumento in modo da rendere alcuni modi quasi armonici: nei timpani l'aria della caldaia e quella circostante spostano le frequenze della membrana; nelle lamelle della marimba e dello xilofono la parte centrale viene assottigliata finché il secondo modo cade a 4 o 3 volte la frequenza del primo[1].

Verifica la comprensione

Che cosa distingue le percussioni a suono determinato da quelle a suono indeterminato? Fai un esempio di ciascun tipo tra i membranofoni e tra i metallofoni. Risposta. Le prime producono un'altezza chiaramente percepibile, le seconde un suono così inarmonico che non si distingue una nota. Membranofoni: timpano (determinato), rullante o gran cassa (indeterminato). Metallofoni: glockenspiel, vibrafono, campane tubolari (determinato), piatti e tam-tam (indeterminato).

In una membrana circolare ideale i modi di vibrazione hanno frequenze 1; 1,59; 2,14; 2,30 volte quella del modo più grave. Perché un suono così non dà una nota precisa? Risposta. Perché queste frequenze non sono multiple intere di una fondamentale: non formano una serie armonica e l'orecchio non le fonde in un'unica altezza, come invece fa con le armoniche di una corda.

Come si ottiene una nota precisa da una lamella di xilofono o di marimba, che da sola avrebbe modi in rapporto 1 : 2,76 : 5,40? Risposta. Assottigliando la lamella al centro: si abbassano le frequenze dei modi in modo diverso, finché il secondo modo cade a 3 volte (xilofono) o 4 volte (marimba) la frequenza del primo, cioè su un'armonica. Sotto la lamella un tubo risonatore rinforza la fondamentale.

Approfondimenti e collegamenti


  1. ↑ 1,0 1,1 N. H. Fletcher, T. D. Rossing, The Physics of Musical Instruments, 2nd ed., Springer, New York 1998, capp. 18-19. doi:10.1007/978-0-387-21603-4

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