Considerazioni ed Ipotesi fisio-acustiche nell’interazione tra il flautista ed il suo strumento

March 20, 2024

di Marco Gaudino

Per una più semplice comprensione del seguente articolo si consiglia di leggere gli articoli di Marco pubblicati nei numeri precedenti.

Vedi articoli Marco Gaudino:

Il tubo del flauto, di qualunque materiale sia composto è un tubo sonoro aperto, in quanto la colonna d’aria in esso contenuta si pone in diretto contatto con l’aria circostante anche e soprattutto durante le pulsazioni che essa compie in un secondo.

Cio’ grazie all’orifizio dell’imboccatura, coperto in parte dalle labbra dello strumentista durante la produzione sonora, ed al piede della canna in condizioni variabili a seconda dei suoni emessi.

Si ritiene che la colonna d’aria proveniente dai polmoni dello strumentista, mentre compie il passaggio tra i bronchioli, la trachea, la rima glottica, la faringe , e un piccolo passaggio stretto rappresentato dalle labbra quasi chiuse dell’esecutore, si infranga contro lo spigolo opposto dell’imboccatura dello strumento, ossia tra il foro della boccoletta e lo spigolo esterno, in modo che parte di essa si perda fuori dallo spigolo creando una perturbazione della pressione atmosferica circostante (aumento di velocità) e parte penetri nel tubo del flauto, dove la reazione di pressione dell’aria in esso contenuta viene scaturita da un regime di perturbazione dovuto all’aumento di velocità delle particelle aeree relative alla pressione atmosferica presenti tra l’esterno della boccoletta e l’interno della stessa.

La parte della corrente aerea generata dall’esecutore crea tra boccoletta e tubo una zona di bassa pressione che richiama l’aria tra il tubo del flauto e l’esterno ad esso, denominata come zona di alta pressione. Un fenomeno analogo lo si ha nella formazione dei venti.

Si generano in questo modo tra l’interno del flauto e le sue parti esterne, ossia piede della canna e parte interna ed esterna del foro di insufflazione, delle condensazioni (compressioni) e rarefazioni (dilatamenti) del flusso globale, date dall’aria che lo strumentista immette costantemente nel tubo e quella che reagisce allo stato di rarefazione createsi in quelle zone. Si creano dunque zone di compressioni e rarefazioni aeree che possono variare in relazione ai toni emessi. Queste zone sono denominate nodi e ventri. Si genera il suono.

Gli stati di condensazione e rarefazione della colonna d’aria che pulsa tra il tubo del flauto e il suo esterno, si riflettono nel cavo orale sui muscoli vocali e, data la differenza di materia e gradi di elasticità tra le particelle aeree ed i muscoli vocali ci troveremo di fronte ad un fenomeno di compressione muscolo-aerea non in fase.

Le corde vocali vanno considerate come sorgente sonora su cui si riflettono le pulsazioni aeree che si generano tra lo strumento a fiato e il cavo orale dello strumentista.

Quando l’aria tra il flauto e i muscoli vocali è in fase di rarefazione i muscoli vocali sono in fase di compressione e viceversa.

Ad una pressione muscolare durante l’emissione del suono corrisponde una rarefazione dell’aria, ovvero una diminuzione di pressione aerea.

Per rarefazione aerea si intendono particelle in fase di dilatazione, per pressione aerea invece particelle aeree in fase di condensazione.

Visione delle corde vocali durante l’emissione dei suoni gravi, medi ed acuti visionate con tecnica laringoscopica:

Suono grave flautistico riflesso sulle corde vocali

SUONO GRAVE

Suono medio flautistico riflesso sulle corde vocali

SUONO MEDIO

Suono acuto flautistico riflesso sulle corde vocali

SUONO ACUTO

Il motivo per cui i muscoli vocali reagiscono alla produzione del suono nel flauto e negli strumenti a fiato in generale, come riportato da molteplici ricercatori, e da ricondurre a stati di reazioni nervose degli stessi a seguito dei fenomeni aerodinamici che avvengono tra il tubo del flauto e il loro generatore principale: l’aria

Le due colonne d’aria, una immessa dallo strumentista e l’altra contenuta nello strumento, comportandosi come due forze interagenti, fanno in modo che si possa generare una pressione aerea costante e pulsante anche all’interno del cavo orale e più precisamente tra la zona subglottica e le zone sovra glottiche delle corde vocali. Variazioni di pressioni modulate soprattutto attraverso i ventricoli del Morgagni: essi si trovano ai lati dei muscoli vocali.

Al centro dell’immagine possiamo osservare la glottide (apertura limitata delle corde vocali), ai lati i ventricoli del Morgagni.

Cosa accade tra pressioni aeree e muscolo-vocali?

Il brusco aumento di velocità della colonna d’aria dello strumentista, conseguente all’atto della compressione della colonna aerea che reagisce alla bassa pressione creatasi all’orifizio dell’imboccatura , fa aumentare la pressione originaria di quasi chiusura della zona subglottica (le corde vocali si adducono) , quindi la stessa decresce nuovamente ( pressione muscolare vocale) al crescere della pressione aerea all’interno del tubo dovuta all’azione della pressione atmosferica di ritorno, nata dal contatto tra pressione aerea interna al flauto ed esterna ad esso: quella interna ha meno pressione, e al contatto con la pressione atmosferica subisce una diminuzione di velocità, passando dal ventre al nodo aereo.

Quando le corde vocali sono in fase nodale, le particelle dell’aria tra il tubo del flauto e la pressione atmosferica sono in fase ventrale e viceversa.

È il differenziale di elasticità delle due materie interagenti: fluido aereo e materia organica delle corde vocali a generare questa discordanza di fase.

La colonna d’aria dello strumentista ha il compito di creare una depressione delle particelle aeree contenute tra lo spigolo della boccoletta, mentre comprime l’aria contenuta nel tubo del flauto tra il foro e il caminetto interno; l’aria interna in contatto con l’esterno reagisce generando una zona di alta pressione (Nodo).

I cosiddetti punti ventrali si muovono in due direzioni: una direzione che va verso il piede della canna rappresentata dal flusso aereo dello strumentista e impedita dalla contropressione atmosferica nella direzione opposta, e una che aumenta la sua velocità tra il foro della boccoletta tra suo interno ed esterno con al centro un nodo, ossia punto di compressione con minor velocità e massima pressione.

Ventre Nodo Ventre

Ventre: reazione flusso al foro della boccoletta

Nodo: fase di compressione tra foro boccoletta e interno del tubo

Io sono dell’idea che le variazioni di velocità che si generano tra il tubo del flauto e la glottide siano da riferire a quella semionda che va tra il centro del tubolare e il piede della canna.

VENTRE NODO VENTRE

Ossia dal nodo centrale al ventre verso destra

Si genera un rapporto tra pulsazione vocale e pulsazione aerea di discordanza di fase: la pulsazione che si genera tra centro del tubo e piede della canna ha meno velocità e quindi frequenza, di quella che si genera tra tubo del flauto e boccoletta (il foro della boccoletta è decisamente più stretto della parte interna del tubolare).

È lì che nasce il suono che udiamo, suono che potrebbe avere al suo interno anche il suono laringeo prodotto dalle corde vocali a bassissimi decibel, non chiaramente udibile, e che dà al suono globale del flauto traverso prodotto dall’uomo un’impronta vocale.

Suono laringeo mascherato dalla frequenza aerea del flauto, che trova risonanza nel tubo che lo compone a dei decibel bassissimi e non udibile separatamente al pari dei suoni armonici.

Cio’ accade, a mio avviso, perché i movimenti vocali non sono propriamente voluti ma causati dalle perturbazioni del flusso aereo all’interno del cavo orale: le corde vocali reagiscono a stati di tensione riconducibili ad emissione vocale. Le corde però si muovono sul piano mediano-laterale al proprio asse di movimento e non tese sul piano Antero-posteriore come nella produzione vocale, cosa cambia?

Cambia l’energia sonora di produzione laringea.

Non si sente alcun suono vocale durante la produzione del suono strumentale, si alternano in discordanza di fase un nodo alle corde ed un ventre alle pulsazioni aeree, i nodi sono i punti in cui la pressione acustica di un elemento vibrante sono minime mentre i ventri in cui la pressione acustica è massima, quindi se un minimo di produzione vocale c’è durante la produzione del suono del flauto è così bassa da non poter essere chiaramente udibile, se non da quei suoni gutturali che spesso si intromettono nell’emissione sonora del flauto e che ci porta a pensare di avere una gola troppo stretta.

E se l’ipotetico suono prodotto dalle corde vocali durante l’emissione del suono flautistico fosse una frequenza subarmonica?

Una frequenza con un’entità sonora a pari delle armoniche superiori, non udibile, ma verso il basso, che ci porta quei collassi di suono quando non la si riesce a controllare, quel frangente di produzione aerea che ci riporta ad una sonorità poco brillante.

Una frequenza vocale di riflessione energetica di irrilevante entità sonora, più bassa in frequenza e al di sotto dei decibel udibili, che dà al suono del flauto, da secoli, la sensazione di voce umana.

La generazione di frequenze subarmoniche negli strumenti a fiato è ad oggi considerata soltanto dal punto di vista teorico, non misurabile dagli strumenti tecnologici. Per approfondire l’argomento consiglio la lettura del seguente testo in commercio: Ettore Dabbene e Raffaele Pisani Generazione di frequenze subarmoniche negli strumenti musicali Edizioni Zanibon

Quando le particelle che compongono le corde vocali sono in fase di compressione, quelle che compongono il flusso aereo sono in fase di decompressione e viceversa.

Quando le corde vocali sono in fase nodale, le particelle dell’aria tra il tubo del flauto e la pressione atmosferica sono in fase ventrale.

È il differenziale di elasticità delle due materie interagenti, aria e muscoli, a generare la discordanza di fase; discordanza che trova frequenza di onda diversa prettamente nella semionda che va dal centro del tubo al piede della canna.

Le dimensioni di pulsazione delle semionde che si muovono tra piede della canna e boccoletta differiscono tra loro in relazione alle dimensioni diverse dei canneggi in questione. Il piede della canna è più ampio del foro della boccoletta coperta da 1/3 dalle labbra dello strumentista!!!

L’aria interna al cavo orale si muove con meno velocità rispetto a quella nel tubo del flauto presente nella zona tra il foro della boccoletta ed il suo esterno. In pratica l’aria pulsa nel tubo fonatorio con velocità minore di come pulsa globalmente nel flauto. La frequenza vocale assorbirebbe solo l’energia di pulsazione della semionda che dal tubo del flauto procede verso l’esterno della canna.

I due sistemi non sono in fase. Quando l’aria nel flauto viene compressa e si ha un punto nodale in esso, ossia massima pressione aerea e minima acustica, i muscoli vocali sono in fase di adduzione ma non ancora addotti, in quanto la pressione muscolare che si genera alla rima glottica è minore di quella aerea che si genera nel tubo del flauto all’atto della compressione. I muscoli vocali sono meno compressi delle particelle aeree nel tubo: non si crea quella situazione ideale da addurre le corde vocali a pari compressione dell’aria che si muove nel tubo del flauto.

Quando l’aria nel tubo del flauto sarà alla massima velocità e minima pressione, ossia in fase ventrale, i muscoli vocali si addurranno, grazie alla reazione della pressione aerea sui ventricoli del Morgagni, dovuta ad aumento di velocità al centro della glottide con conseguente reazione dei muscoli cricoaritenoidei laterali che genereranno una compressione vocale.

Le corde vocali saranno in posizione Nodale, ma con uno stato di contrazione minore di quello in cui vanno durante la produzione del suono laringeo-vocale che riconosciamo come “La Voce”, in quanto la contrazione del muscolo tiroaritenoideo (muscolo proprio atto alla funzione della produzione vocale) non è dettata da azione nervosa direttamente rivolta ad esso, come già evidenziato. La sua azione è di riflesso ai muscoli esterni cricoaritenoidei laterali.

Seguono immagini

Muscolo cricoaritenoideo laterale disteso

Muscolo cricoaritenoideo laterale contratto

Cartilagini aritenoidee

Muscolo tiroaritenoideo contratto (fonazione)

Muscolo tiroaritenoideo contratto durante atto di fonazione: durante la produzione del suono del flauto non risulta totalmente contratto.

Per comprendere la differenza si osservino le cartilagini aritenoidee (vedi freccia che le indica) tra le varie immagini proposte.

Il suono laringeo prodotto dalle corde vocali potrebbe esser ritenuto a bassissimo gradiente di energia sonora ed a mio avviso con frequenza diversa dalla pulsazione aerea prodotta nel tubo del flauto.

Suono laringeo che nascerebbe sulla semionda del sistema acustico del flauto (quella che va dal centro del tubo al piede della canna), non udibile né amplificabile dai risuonatori faringei ma inglobato nello stesso suono del flauto, tra frequenza aerea e cavità risonante del tubo dello strumento. Tubo del flauto, dunque, da considerare come facente parte di un prolungamento del tratto vocale, generante la frequenza subarmonica laringea nel sistema totale. Si crea quell’impronta sonora che fa di ogni flautista la propria voce di flauto, quasi al pari della stessa frequenza laringea che unita al tubo fonatorio, fa di ogni persona un timbro diverso nella produzione vocale.

La fusione della frequenza laringea con quella prodotta dalla colonna aerea nel flauto potrebbe avvenire all’altezza dell’ingresso della boccoletta, tra lo spigolo esterno ed interno della stessa; grazie al suo foro ed al passaggio stretto comprime l’ampiezza dell’onda in ingresso aumentando la sua energia di proiezione uditiva e disperdendo, a mio avviso, molte delle frequenze armoniche, proprie del suono laringeo. Il fenomeno acustico va sotto il nome di DIFFRAZIONE e rientra nei quattro comportamenti acustici possibili delle onde acustiche: interferenza, diffrazione, riflessione, rifrazione.

Diffrazione dell’onda prodotta dalle corde vocali in passaggio nel foro della boccoletta

Essendo il suono un’onda, esso è soggetto, in determinate condizioni, al fenomeno della diffrazione. Quando un’onda incontra sulla sua strada un ostacolo o è costretta a passare attraverso una piccola fenditura, manifesta un comportamento peculiare: essa (e con essa l’energia che trasporta) è in grado di raggiungere anche punti che non sarebbero raggiungibili se la propagazione avvenisse per raggi d’onda rettilinei.

È come se l’onda si “rompesse” (da cui il nome del fenomeno dal latino “diffractus” participio passato di de-frangere coniato per la prima volta da F. M. Grimaldi nel 1665) e si ricomponesse; un’onda, quindi, è in grado di passare attraverso una fenditura o un foro, senza modificare apprezzabilmente la forma dei suoi fronti d’onda se la dimensione della fenditura è molto maggiore della lunghezza d’onda dell’onda.

Nel caso in cui la fenditura è stretta (di dimensioni molto minori della lunghezza d’onda) il fronte d’onda dell’onda incidente si deforma e diventa pressoché sferico. Sono convinto che il fenomeno di diffrazione dell’onda che si produce tra il tubo del flauto e le corde vocali possa essere ricondotta allo stesso fenomeno che si produce tra piede della canna e foro della boccoletta. I fenomeni vocali che si riproducono nel tubo del flauto altro non sono che fenomeni riflessi tra i sistemi, sparpagliandosi, al di là dell’ostacolo o della fenditura.

Un fenomeno analogo a quello da me ipotizzato può essere facilmente riscontrato nella produzione del suono negli strumenti a fiato che hanno alla base della loro produzione acustica delle doppie ance battenti.

Le corde vocali del flautista possono essere paragonate al sistema acustico delle ance degli strumenti a fiato che le inglobano nella loro produzione del suono o soltanto come muscoli in grado di sostenere e modulare il suono?

Con questo dubbio concludo il mio eroico articolo nella speranza che quest’argomento possa diventare materia di ricerca nelle università italiane ed estere, nonché fonte di approfondimento per la didattica degli strumenti a fiato nei conservatori di musica.

Prima di decidere di pubblicare questo articolo ho riflettuto molto, sia per la difficoltà delle tesi in esso contenute, sia per le critiche che ne potranno scaturire. La mia scrupolosità nell’analizzare ogni possibile punto irrisolto della parte teorica del nostro strumento mi scuote molto.

Mi auguro che attraverso The Babel Flûte la mia ricerca possa trovare accoglienza presso facoltà universitarie anche non italiane, affinché possa esser definita in maniera sempre più compiuta.

RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI

Ettore Dabbene e Raffaele Pisani Generazione di frequenze subarmoniche negli strumenti musicali Edizioni Zanibon

Marco Gaudino Nuova ipotesi sulla produzione del suono nel flauto traverso Ed. Lulu

Marco Gaudino Suono Pensando Ed. Lulu

Marco Gaudino

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Flautista e ricercatore napoletano, docente di flauto M.I.U.R.
Ha intrapreso congiuntamente alla carriera concertistica e di didatta gli studi sul comportamento e ruolo delle corde vocali nelle tecniche del flauto e negli strumenti a fiato, supportato da diversi foniatri Italiani. Autore di saggi e trattati sull’argomento: “Nuova ipotesi sulla produzione del suono nel flauto traverso” edito nel 1991 da Flavio Pagano e nel 2019 dalla Lulu, “Suono Pensando” ed Lulu, tiene seminari in diversi conservatori e facoltà musicali in Italia e all’estero. È autore di un software per la didattica del flauto e di un dispositivo che ottimizza la qualità del suono del flauto. Ha inciso per la Phonotype Record le opere per flauto del compositore Italo-Americano Keith Goodman.