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Impianto audio per chiese: come progettare amplificazione, microfoni e diffusori

Impianto audio per chiese: come progettare amplificazione, microfoni e diffusori

Come possiamo progettare un impianto audio per una piccola chiesa o luogo di culto.

Realizzare un impianto audio in una piccola chiesa può sembrare relativamente semplice: qualche microfono, un amplificatore e alcuni diffusori...

In realtà, proprio le chiese sono tra gli ambienti nei quali ottenere una buona intelligibilità della voce può risultare più difficile.

Pareti in muratura, pavimenti in marmo o pietra, soffitti alti, navate lunghe e superfici poco assorbenti producono spesso una forte riverberazione. In queste condizioni aumentare semplicemente il volume non migliora necessariamente l’ascolto. In alcuni casi può addirittura peggiorarlo.

Per questo motivo un piccolo impianto di amplificazione per una chiesa dovrebbe essere pensato prima di tutto per permettere alle persone di comprendere chiaramente la parola, non semplicemente per produrre un elevato livello sonoro.

Il primo obiettivo è capire bene la voce.

In una chiesa la maggior parte dell’impianto audio viene utilizzata per:

  • voce del celebrante;
  • letture;
  • ambone;
  • eventuali altri ministri o lettori;
  • coro;
  • organo o strumenti musicali;
  • riproduzione di musica registrata.

Nella progettazione bisogna quindi distinguere due esigenze differenti: riprodurre bene la parola e riprodurre bene la musica.

In una piccola chiesa normalmente la priorità dovrebbe essere la prima.

Un impianto che rende molto bene la musica ma non consente di comprendere chiaramente una lettura non sta svolgendo correttamente la propria funzione.

Perché nelle chiese la parola si capisce male?

capire bene la voce

Il problema principale è frequentemente il riverbero.

La voce emessa da un diffusore raggiunge direttamente l'ascoltatore, ma una parte dell'energia sonora raggiunge anche pareti, pavimento, soffitto e altre superfici.

Le riflessioni arrivano all'ascoltatore leggermente dopo il suono diretto e possono sovrapporsi alle parole successive.

Il risultato è facilmente riconoscibile: si sente forte, ma non si capisce bene.

Questa distinzione è importante.

Quando un cliente dice che in fondo alla chiesa “si sente poco”, la prima reazione non dovrebbe necessariamente essere quella di installare un amplificatore più potente.

Occorre invece capire se manca realmente livello sonoro oppure se manca intelligibilità.

Meglio pochi diffusori potenti o più diffusori distribuiti?

Nelle chiese piccole e medie è spesso preferibile distribuire il suono attraverso più diffusori installati vicino agli ascoltatori invece di concentrare tutta l'energia sonora in due grandi casse poste nella zona dell'altare.

Un diffusore molto potente deve infatti percorrere una distanza maggiore per raggiungere le ultime file e contemporaneamente eccita maggiormente l'acustica dell'ambiente.

Utilizzando più diffusori correttamente posizionati è invece possibile mantenere un livello più uniforme lungo la navata.

In altre parole: è spesso meglio portare il diffusore vicino all'ascoltatore piuttosto che cercare di portare il suono molto lontano aumentando la potenza.

Naturalmente il numero e la posizione dei diffusori dipendono dalla geometria della chiesa.

Una navata lunga e stretta richiede soluzioni differenti rispetto a una piccola cappella quasi quadrata.

Diffusori a colonna: perché vengono utilizzati spesso nelle chiese?

I diffusori a colonna sono molto utilizzati nei luoghi di culto perché possono offrire una dispersione verticale relativamente controllata e una buona copertura orizzontale.

Questa caratteristica può risultare utile perché permette di indirizzare maggiormente il suono verso le persone e meno verso soffitto e pavimento.

Non significa però che qualsiasi diffusore a colonna risolva automaticamente i problemi acustici di una chiesa.

Bisogna considerare almeno:

altezza di installazione, inclinazione, distanza tra diffusore e ascoltatore, angolo di copertura e caratteristiche acustiche dell'ambiente.

Anche un ottimo diffusore installato nel punto sbagliato può dare risultati deludenti.

Impianto a 100 V oppure a bassa impedenza?

Quando i diffusori sono numerosi e distribuiti lungo la chiesa, un impianto in linea a 100 V può essere una soluzione pratica.

Il sistema consente di collegare più diffusori sulla stessa linea e di realizzare collegamenti anche relativamente lunghi senza dover gestire complicati calcoli di serie e parallelo tipici dei sistemi a bassa impedenza.

Ogni diffusore dispone normalmente di uno o più valori di potenza selezionabili, ad esempio:

5 W, 10 W, 20 W oppure 40 W.

La potenza complessiva richiesta all'amplificatore si ottiene sommando le potenze impostate sui singoli diffusori.

Ad esempio, con 8 diffusori regolati a 10 W:

8 × 10 W = 80 W.

L'amplificatore dovrà avere una potenza superiore alla somma delle potenze utilizzate, mantenendo un adeguato margine.

La linea 100 V è quindi particolarmente adatta quando occorre distribuire la voce in più punti dell'edificio: navata, ingresso, sacrestia, cappelle laterali o altri locali.

Quando invece utilizzare diffusori a 8 ohm?

In una cappella molto piccola, con due soli diffusori e distanze ridotte, un tradizionale sistema a bassa impedenza può essere perfettamente adeguato.

Non esiste quindi una regola secondo la quale una chiesa debba necessariamente utilizzare un impianto 100 V.

La scelta dipende da: dimensioni dell'ambiente, numero dei diffusori, lunghezza dei cavi, necessità di creare zone separate e possibilità di futuri ampliamenti.

La posizione dei diffusori è fondamentale.

Uno degli errori più comuni consiste nel scegliere prima amplificatore e diffusori e decidere successivamente dove installarli.

Il procedimento dovrebbe essere quasi opposto. Prima occorre osservare l'ambiente e stabilire da quali posizioni sia possibile coprire correttamente le persone.

Solo successivamente si possono scegliere diffusori con caratteristiche adatte.

Particolare attenzione deve essere dedicata alla distanza tra diffusori e microfoni.

Se un diffusore invia una quantità importante di energia sonora verso il microfono può innescarsi il classico fischio, cioè il feedback acustico o effetto Larsen.

Per questo motivo non sempre è possibile installare diffusori dove risulta semplicemente più comodo dal punto di vista elettrico.

Il microfono del celebrante.

Anche la scelta del microfono è importante.

Un microfono utilizzato sull'altare deve riuscire a raccogliere bene la voce limitando, per quanto possibile, il rumore e il suono proveniente dai diffusori.

Uno degli errori più frequenti consiste nell'utilizzare il microfono troppo lontano dalla persona che parla.

Quando il microfono è lontano si tende ad aumentare molto il guadagno del mixer.

In questo modo vengono però amplificati anche il riverbero dell'ambiente e il suono proveniente dagli altoparlanti, aumentando il rischio di feedback.

Un microfono correttamente posizionato permette invece di utilizzare meno guadagno e generalmente migliora l'intelligibilità.

Microfono a collo d'oca (o goosaneck) per l'ambone.

Per l'ambone viene frequentemente utilizzato un microfono a collo d'oca.

La sua posizione dovrebbe essere studiata considerando che non tutti i lettori hanno la stessa altezza e non tutti parlano con lo stesso volume.

Può quindi essere utile scegliere una soluzione che consenta una certa tolleranza rispetto alla posizione della bocca.

Anche in questo caso non bisogna pensare di compensare una distanza eccessiva semplicemente aumentando il guadagno.

Radiomicrofono o microfono cablato?

Per una postazione fissa come l'ambone, quando possibile, il collegamento via cavo rimane una soluzione semplice ed affidabile.

Il radiomicrofono diventa utile quando il celebrante deve potersi muovere liberamente oppure quando vengono utilizzati microfoni in punti nei quali non è possibile predisporre un collegamento cablato.

Un sistema wireless introduce però altri aspetti da valutare: frequenze radio disponibili, batterie, copertura RF, eventuali interferenze e corretta gestione dei ricevitori.

Non dovrebbe quindi essere utilizzato senza necessità soltanto per evitare qualche metro di cavo.

Il mixer deve essere semplice da utilizzare.

Un altro punto spesso sottovalutato riguarda chi utilizzerà realmente l'impianto.

In molte piccole chiese il sistema viene utilizzato da persone non specializzate.

Un mixer con molte funzioni può offrire grandi possibilità ad un tecnico audio, ma diventare controproducente quando deve essere utilizzato quotidianamente da volontari differenti.

Quando possibile è quindi utile predisporre un sistema nel quale le regolazioni principali vengano effettuate in fase di installazione e l'utilizzatore debba intervenire soltanto sui pochi controlli realmente necessari.

In alcuni casi un mixer automatico, un mixer DSP o un processore opportunamente configurato possono aiutare a mantenere costante il funzionamento dell'impianto.

Equalizzatore e DSP possono correggere l'acustica della chiesa?

Solo in parte.

Un equalizzatore o un DSP possono essere molto utili per ottimizzare il sistema, limitare determinate frequenze problematiche, gestire livelli, filtri, ritardi e dinamica.

Non possono però eliminare elettronicamente una forte riverberazione prodotta dall'ambiente.

Se una chiesa ha un tempo di riverberazione particolarmente elevato, la soluzione migliore nasce dalla combinazione tra:

corretto posizionamento dei diffusori, loro direttività, distanza dagli ascoltatori, regolazione dell'impianto ed eventualmente interventi acustici sull'edificio quando questi sono possibili.

Diffusori distribuiti e ritardi audio.

Quando la navata è lunga può essere necessario installare una seconda serie di diffusori più avanti rispetto all'altare.

In questo caso può diventare importante introdurre un opportuno ritardo digitale.

Senza un corretto allineamento temporale l'ascoltatore può percepire prima il diffusore più vicino e subito dopo quello distante, con perdita di chiarezza o addirittura una sensazione di eco.

Un DSP permette di ritardare opportunamente alcuni diffusori e migliorare la coerenza del sistema.

Per una piccolissima chiesa questo accorgimento può essere superfluo; diventa invece importante quando le distanze aumentano.

La potenza dell'amplificatore non è il dato più importante.

È frequente ricevere richieste del tipo:

“Ho una chiesa di 150 metri quadrati: quanti watt mi servono?”

La superficie da sola non permette di dare una risposta corretta.

Due chiese della stessa superficie possono avere comportamenti acustici completamente differenti.

Bisogna conoscere almeno:

dimensioni e forma dell'ambiente, altezza, materiali, posizione dell'altare, numero di persone, tipo e posizione dei diffusori e prevalenza di voce o musica.

La potenza dell'amplificatore viene quindi determinata dopo aver stabilito come distribuire il suono.

Non dovrebbe essere il punto di partenza del progetto.

Come valutare se la voce è realmente comprensibile.

Per gli impianti più semplici una verifica di ascolto eseguita in più punti della chiesa può già fornire indicazioni molto importanti.

Nei casi nei quali sia necessario effettuare una valutazione tecnica più precisa dell'intelligibilità del parlato esistono invece misure specifiche, come lo STI – Speech Transmission Index.

La norma CEI EN IEC 60268-16 descrive i metodi di valutazione dell'intelligibilità del parlato attraverso questo indice.

Per il piccolo installatore non significa che ogni normale impianto per una cappella debba necessariamente essere sottoposto a una complessa campagna di misure.

È però utile conoscere un principio fondamentale: la qualità di un impianto destinato prevalentemente alla voce può essere valutata anche in termini di intelligibilità e non soltanto attraverso watt, pressione sonora o risposta in frequenza.

Un metodo semplice per affrontare un piccolo progetto.

Prima di preparare il materiale può essere utile effettuare un sopralluogo e raccogliere alcune informazioni:

dimensioni della chiesa, altezza della navata, posizione dell'altare e dell'ambone, numero indicativo dei fedeli, punti nei quali possono essere installati i diffusori, percorsi dei cavi, eventuali locali aggiuntivi da sonorizzare e numero di microfoni necessari.

Occorre poi stabilire dove posizionare i diffusori e quale area dovrà coprire ciascuno.

A quel punto diventa molto più semplice scegliere il tipo di diffusore, decidere se utilizzare una linea 100 V oppure un sistema a bassa impedenza e dimensionare correttamente l'amplificatore.

Questo metodo evita molti acquisti effettuati semplicemente confrontando la potenza dichiarata degli apparecchi.

Domande frequenti sugli impianti audio per piccole chiese (FAQ).

Quanti diffusori servono per una piccola chiesa?

Non dipende solamente dai metri quadrati. Bisogna valutare lunghezza e larghezza della navata, altezza, riverberazione e angolo di copertura dei diffusori. In molti casi più diffusori utilizzati a livello moderato consentono una migliore intelligibilità rispetto a pochi altoparlanti molto potenti.

È meglio utilizzare diffusori a colonna in chiesa?

Spesso sono una buona soluzione perché possono concentrare maggiormente l'emissione sonora verso gli ascoltatori limitando parte dell'energia inviata verso pavimento e soffitto. Devono comunque essere scelti e orientati correttamente.

Per una chiesa è meglio un impianto 100 V?

È particolarmente pratico quando sono presenti molti diffusori distribuiti oppure cavi relativamente lunghi. Per una cappella molto piccola con due diffusori può invece essere sufficiente un normale sistema a bassa impedenza.

Come si calcola la potenza di un amplificatore 100 V?

Si sommano le potenze impostate sui trasformatori dei singoli diffusori e si sceglie un amplificatore con potenza adeguatamente superiore alla somma ottenuta.

Perché il microfono della chiesa fischia?

Il fischio è normalmente causato dal feedback acustico: il suono prodotto dai diffusori ritorna nel microfono, viene nuovamente amplificato e genera un'oscillazione. Posizione dei diffusori, distanza del microfono dalla bocca, guadagno e caratteristiche dei microfoni sono alcuni degli elementi da controllare.

Perché aumentando il volume la voce diventa meno comprensibile?

In un ambiente molto riverberante aumentando il livello vengono aumentate anche le riflessioni sonore. La soluzione può quindi essere una migliore distribuzione dei diffusori e una maggiore direttività, non necessariamente una maggiore potenza.

È necessario un DSP per l'impianto audio di una chiesa?

Non sempre. Nei sistemi più semplici può non essere necessario. Diventa molto utile quando occorre gestire equalizzazione, filtri, limitazione, differenti zone oppure ritardi tra gruppi di diffusori.

Si possono collegare tutti i diffusori 100 V in parallelo?

Normalmente sì. In un sistema 100 V i diffusori vengono collegati in parallelo sulla linea e ciascuno assorbe la potenza impostata sul proprio trasformatore. È comunque necessario verificare che la somma delle potenze non superi quella disponibile dall'amplificatore.

Come scegliere il microfono per l'ambone?

Bisogna considerare soprattutto distanza dalla persona, direttività, sensibilità e facilità di utilizzo da parte di lettori differenti. Un microfono molto sensibile utilizzato troppo lontano può raccogliere una quantità elevata di riverbero e rendere più difficile ottenere un volume elevato senza feedback.

In Conclusione

Progettare l'impianto audio di una piccola chiesa non significa semplicemente scegliere un amplificatore sufficientemente potente.

Occorre ragionare sull'intero percorso della voce:

microfono → mixer o DSP → amplificatore → diffusori → ambiente → ascoltatore.

L'obiettivo finale è semplice: permettere anche alla persona seduta nelle ultime file di comprendere una lettura senza fatica e senza che il volume nella zona anteriore risulti eccessivo.

Per questo un sopralluogo, anche per un impianto apparentemente semplice, può essere molto più utile del confronto tra le sole specifiche di amplificatori e altoparlanti.

Sabino Coppolecchia — Tecnico audio professionista, Membro AES (Audio Engineering Society) #862363

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