Perché sentiamo l’eco?

Siamo sinceri, chi non ha mai provato a urlare in un luogo vuoto e ascoltare la propria voce tornare indietro, magari con un tono un po’ più drammatico e profondo del previsto? Quel “ciaooooo” che si trasforma in un “ciaoooo…oooo…oooo” è il nostro amico eco. Ma perché succede questa magia acustica? Non è che le pareti abbiano improvvisamente sviluppato un senso dell’umorismo o un desiderio di dialogo interiore. No, no, signori miei, qui entriamo nel meraviglioso mondo della fisica e dell’acustica, e credetemi, è più interessante di una telenovela. Capire l’eco non è solo una questione di scienza, è aprire gli occhi (anzi, le orecchie) sul modo in cui percepiamo il mondo sonoro che ci circonda. E poi, diciamocelo, sapere queste cose vi renderà molto più affascinanti alle prossime cene.

La riflessione delle onde sonore

Immaginate il suono come un piccolo corridore instancabile che parte dalla vostra bocca. Quando questo corridore incontra un ostacolo, come un muro, una montagna o persino un bosco fitto (sì, anche gli alberi fanno la loro parte!), non è che si fermi lì a meditare sul senso della vita. Oh no, lui, con la sua energia, rimbalza! Questo rimbalzo è quello che chiamiamo riflessione. Le onde sonore, come le onde sull’acqua quando lanciate un sasso, si propagano in tutte le direzioni. Quando incontrano una superficie abbastanza grande e liscia rispetto alla loro lunghezza d’onda, invece di assorbirsi, vengono respinte, quasi come una pallina da biliardo che colpisce il bordo del tavolo. La cosa fondamentale qui è che la superficie deve essere sufficientemente dura e ampia da non dissipare troppa energia del suono. Pensate a una caverna rispetto a un divano: il divano si mangia il suono, la caverna lo rimanda al mittente.

Quando l’eco si fa sentire davvero

Ora, il punto cruciale: perché a volte sentiamo un ritorno distinto del nostro suono, mentre altre volte sembra solo un mormorio lontano o addirittura nulla? La risposta sta nel tempo. Il nostro cervello è una macchina straordinaria, ma ha i suoi limiti di velocità. Per distinguere un suono diretto da un suo ritorno (l’eco, appunto), c’è bisogno di una pausa temporale minima. Se il suono riflesso arriva all’orecchio entro circa 0.1 secondi dal suono originale, il nostro cervello non riesce a separare i due eventi e li percepisce come un unico suono prolungato. È come se il corridore tornasse così in fretta che non vi accorgete nemmeno che è andato via!

Perché l’eco sia chiaramente percepibile, la distanza tra noi e la superficie riflettente deve essere tale da far percorrere al suono riflesso una distanza sufficiente perché il tempo di andata e ritorno superi quella soglia di 0.1 secondi. Consideriamo che il suono viaggia a circa 343 metri al secondo (a temperatura ambiente, ma non complichiamoci troppo la vita con la meteorologia). Per creare un eco distinguibile, il suono deve percorrere almeno 17 metri (circa metà del tempo di 0.1 secondi per andare e metà per tornare). Quindi, se siete a meno di 17 metri da un muro, probabilmente sentirete più un rimbombo che un eco pulito. Se invece siete in una valle o di fronte a una parete rocciosa a qualche centinaio di metri, ecco che il vostro grido farà un bel viaggetto di andata e ritorno e tornerà a salutarvi con un eco fragoroso.

Differenze tra eco e riverbero

Qui casca l’asino per molti. Spesso confondiamo l’eco con il riverbero. Immaginate la differenza tra una pallina che rimbalza una sola volta su un muro e un mulinello di palline che rimbalzano continuamente su tutte le pareti di una stanza. L’eco è quella singola, chiara ripetizione del suono originale, generata da una singola superficie riflettente lontana. Il riverbero, invece, è la somma di innumerevoli riflessioni del suono che rimbalzano continuamente su tutte le superfici di un ambiente chiuso (muri, soffitto, pavimenti, mobili). Queste riflessioni si sovrappongono e decadono rapidamente, creando quella sensazione di “spazio” e “corpo” che sentiamo in una stanza o in una chiesa. Un ambiente con molto riverbero è “acusticamente vivo”, mentre uno con poco riverbero suona “secco” o “morto”. Quindi, la prossima volta che cantate sotto la doccia e il suono vi riempie tutto, state godendo del riverbero, non dell’eco!

Dove possiamo sentire gli echi più famosi

Il mondo è pieno di posti che ci offrono uno spettacolo acustico. Le montagne e le valli sono classici intramontabili. Un grido lanciato in una valle tra due pareti rocciose è la dimostrazione perfetta. Le caverne, con le loro pareti irregolari ma estese, creano echi suggestivi, a volte anche multipli, che possono dare un senso di mistero. Pensate alle leggende che nascono in questi luoghi! Anche spazi più “artificiali” come tunnel lunghi e vuoti, grandi auditori con pareti spoglie (anche se qui il riverbero è spesso il protagonista) o persino certi edifici industriali abbandonati possono regalare echi sorprendenti. L’esempio più iconico, forse, è il famoso “eco del Ponte di Brooklyn” o gli echi sentiti in alcune cattedrali gotiche, anche se, come detto, lì il riverbero è parte integrante dell’esperienza sonora.

La scienza dietro il numero di echi

A volte, non sentiamo un solo eco, ma una serie di echi ravvicinati. Questo succede quando il suono rimbalza tra due o più superfici riflettenti parallele. Immaginate due specchi uno di fronte all’altro: vedete un numero infinito di riflessioni. Nel caso del suono, la distanza tra queste superfici e la loro capacità di riflettere le onde sonore determinano quanti echi distinti possiamo sentire. Se le distanze sono molto grandi, gli echi arriveranno con intervalli di tempo maggiori e saranno più distinguibili. Se invece le superfici sono più vicine, gli echi si sovrapporranno rapidamente, contribuendo al riverbero generale. La natura a volte ci offre spettacoli incredibili, come il celebre “eco di Fata Morgana” in certe zone desertiche, dove l’eco si scompone in una miriade di suoni che sembrano quasi melodici. Qui, la combinazione di superfici riflettenti e particolari condizioni atmosferiche gioca un ruolo fondamentale.

Come potete vedere dalla tabella, più ci allontaniamo dalla superficie riflettente, più tempo impiega il suono per tornare indietro, rendendo l’eco sempre più distinto. D’altronde, non ci aspettiamo che un messaggio torni indietro istantaneamente se lo mandiamo a chilometri di distanza, giusto?

Domande frequenti

Perché sento il mio respiro amplificato nelle cuffie?

Quello che senti non è un vero eco, ma il riverbero creato dalle piccole cavità delle tue orecchie e dalla forma delle cuffie. Le superfici interne creano multiple riflessioni del suono del tuo respiro, che viene poi captato dai microfoni delle cuffie e riprodotto, facendolo sembrare più forte. È un po’ come parlare in un tunnel molto piccolo.

Gli animali sentono l’eco?

Assolutamente sì! Molti animali usano l’eco per orientarsi e cacciare. I pipistrelli sono i maestri indiscussi dell’ecolocalizzazione, emettendo ultrasuoni e interpretando gli echi di ritorno per “vedere” nel buio. Anche i delfini e le balene utilizzano l’ecolocalizzazione per navigare negli abissi marini e trovare cibo.

Si può creare un eco artificiale?

Certo! Nei teatri e negli studi di registrazione si utilizzano superfici appositamente progettate per creare effetti acustici specifici, compresi riverberi controllati che simulano diverse ambientazioni. Inoltre, in elettronica, i processori di effetti audio creano simulazioni di eco e riverbero per aggiungere profondità e spazialità alla musica.

Perché in certe stanze vuote il suono sembra “rimbombare”?

Questo fenomeno è dovuto principalmente al riverbero. Le pareti, il soffitto e il pavimento di una stanza vuota riflettono le onde sonore molte volte. Se le superfici sono dure e lisce, e gli oggetti che potrebbero assorbire il suono (come mobili e tappeti) sono assenti, le riflessioni rimangono per un tempo più lungo, creando la sensazione di rimbombo.

Qual è la differenza tra eco e flutter echo?

L’eco è una singola riflessione distinta. Il flutter echo (o eco battente) si verifica quando ci sono due superfici riflettenti parallele e molto vicine, che causano una rapida successione di riflessioni che vengono percepite come un tremolio continuo del suono. È un po’ come il rumore di un piccolo tamburo che rimbalza tra due pannelli.