Chi suona o costruisce un bandoneon sa bene che l’intonazione di una nota non è perfettamente costante al variare della pressione esercitata sul mantice. Sebbene l’ancia sia progettata per vibrare a una frequenza ben definita, l’aumento o la diminuzione del flusso d’aria modifica leggermente il suo comportamento dinamico.
L’ancia libera del bandoneon è un sistema elastico che oscilla sotto l’azione dell’aria. Quando la pressione del mantice aumenta, cresce la velocità del flusso che attraversa la luce dell’ancia e aumenta anche l’energia trasferita al sistema vibrante. Questo fenomeno non si limita ad aumentare il volume sonoro ma provoca anche una piccola variazione della frequenza di oscillazione.
Volendo quantificare questo fenomeno, partiamo dall’osservare il range di pressioni in gioco. La normale pressione atmosferica che l’aria esercita uniformemente su tutte le superfici, e quindi anche all’interno del mantice è di circa 1 bar (1013 mbar). E’ in realtà una pressione enorme, ma essendo uniforme su tutte le superfici non genera alcuna forza netta, e quindi nessun movimento. E’ la condizione in cui non esercitiamo alcuna forza sul mantice, e non otteniamo perciò nessuna vibrazione delle ance.
Quando comprimiamo o estendiamo il mantice creiamo al suo interno una variazione della pressione rispetto alla pressione esterna (atmosferica). In chiusura creiamo una sovrapressione, e l’aria all’interno tenderà a uscire creando un flusso d’aria attraverso i canali aperti e facendo suonare le rispettive ance. Al contrario in apertura creiamo nel mantice una pressione minore di quella atmosferica, e l’aria esterna tenderà a entrare.
Un’intensità sonora “normale” si ottiene con differenze di pressione di circa 3 mbar (3 millesimi della pressione atmosferica), fino ad arrivare quasi a 10 mbar per ottenere un suono fortissimo. La partenza della vibrazione delle ance richiede invece una pressione di circa 0,5-1 mbar.
Questo ci da un’idea anche di quanto sia in realtà intensa la pressione atmosferica, anche quando operiamo il mantice con grande forza stiamo in realtà esercitando forze che sono pari solo a pochi millesimi di quella esercitata dalla pressione atmosferica (di cui non ci accorgiamo perché uniformemente distribuita su tutte le superfici)
Nella figura seguente possiamo vedere la misura sperimentale delle variazioni di frequenza al variare del valore assoluto della pressione nel mantice. In chiusura corrisponde alla sovrapressione interna, in apertura alla diminuzione all’interno del mantice rispetto alla pressione atmosferica.
Sull’asse X è riportata la pressione interna al mantice (come variazione rispetto a quella atmosferica), corrispondente a diversi livelli di sonorità. Una indicazione qualitativa del volume sonoro corrispondente è evidenziata lungo le curve da pp a ff.
Sull’asse Y le variazioni di frequenza, espresse in centesimi di semitono (Cents), per alcune note di un bandoneon AA degli anni ‘30. Sono riportate la nota più grave dello strumento (C2), una nota molto acuta (F6) e alcune note intermedie.(A3 e A4)
Si vede chiaramente come in tutti i casi la frequenza ha un andamento decrescente all’aumentare della pressione, ed è molto simile tra le varie note nel regime di suono debole (1-4 mbar) mentre ad alte pressioni (4-8 mbar) ovvero quando si suona molto forte il comportamento delle ance è diverso tra note gravi e note acute. Le gravi calano di più.
La variazione complessiva della frequenza nell’intervallo di pressione normalmente utilizzato suonando (1-8 mbar) è dell’ordine di +/- 4 Cents, rispetto ad un suono di intensità media. Come riferimento, per il La4 (quello del diapason) con frequenza 440Hz (o 442 Hz più frequentemente ai giorni nostri), una variazione di 4 Cents corrisponde circa ad un cambio di frequenza di 1 Hz.
In pratica, anche se accordiamo uno strumento a 442 Hz, la dinamica della musica che suoniamo farà oscillare l’intonazione approssimativamente tra 441 e 443 Hz.
In generale, il calo di frequenza all’aumentare della pressione è il comportamento che ci si aspetta analizzando il nostro sistema vibrante in maniera analitica (con formule piuttosto complesse). Quando la frequenza si comporta diversamente al crescere della pressione (ad esempio sale, oppure fa dei salti) questo è il sintomo di qualche problema, come una insufficiente tenuta dei rivetti o un cattivo funzionamento delle valvole.