Dalla riduzione attiva e passiva della rumorosità in abitacolo sino alla futuristica tecnologia 3D immersiva, passando per l’ottimizzazione del sound allo scarico e l’elaborazione dell’e-tron sport sound appannaggio della Granturismo elettrica Audi e-tron GT, la Casa dei quattro anelli adotta raffinate tecnologie che coniugano comfort e fedeltà acustica di riferimento.
All’interno di un’auto, la mappa sonora è composta da un mix di effetti acustici e rumori profondamente diversi tra loro. In ogni abitacolo si percepiscono il sound del motore, il rotolamento degli pneumatici e i fruscii aerodinamici cui si aggiungono input temporanei quali il ronzio degli alzacristalli elettrici, lo stridio dei tergicristalli o l’impatto delle portiere in fase di chiusura. Durante la guida, si aggiungono ulteriori effetti sonori dovuti al ticchettio degli indicatori di direzione o al feedback acustico dei comandi touch.
Audi affronta il tema della riduzione della rumorosità mediante un approccio olistico. Esperti di molteplici settori – spaziando dallo sviluppo vettura allo stampaggio della carrozzeria, sino al controllo qualità – lavorano a stretto contatto con il team dei “cacciatori di rumori”, denominato Knister-Knaster. Gli esperti esaminano ogni nuovo modello su strada e lungo specifici percorsi ricchi di sconnessioni, oltre che mediante un banco prova servoidraulico a quattro pistoni. Quest’ultimo in grado di generare vibrazioni che si propagano attraverso il corpo vettura generando onde sonore a bassa frequenza, fino a 50 Hz, responsabili di gran parte dei battiti e cigolii che infastidiscono i passeggeri. Al banco viene così testata la reazione alle vibrazioni dei singoli componenti o della carrozzeria nel complesso, localizzando le fonti d’interferenza. I rumori, infatti, non sempre sono percepibili nel punto in cui hanno origine.
Silenzio a bordo: insonorizzazione e aeroacustica
Diversamente dai motori a combustione, i propulsori elettrici non generano oscillazioni, vibrazioni o rumori meccanici. In un contesto ovattato, emergono interferenze altrimenti difficilmente percepibili. Tra queste i fruscii aerodinamici e il rotolamento degli pneumatici. Audi è impegnata per ridurre al minino tali fattori di disturbo sin dalla fase progettuale delle vetture. Per garantire il massimo comfort acustico, nel caso dei SUV a elettroni Audi e-tron e Audi e-tron Sportback, gli ingegneri dei quattro anelli hanno optato per l’impiego di un mix di materiali assorbenti e isolanti. Le fessure e cavità ricavate lungo la carrozzeria e all’interno del corpo vettura sono state sistematicamente sigillate e riempite, mentre i passaruota sono rivestiti con materiale fonoassorbente. Le superfici più estese vengono trattate con un materiale specifico, in grado di attenuare le vibrazioni. Lungo la paratia anteriore, una complessa struttura multistrato impedisce che il rumore penetri in abitacolo. Una soluzione simile, ricavata nella parte posteriore dell’auto, tiene conto della specifica architettura delle vetture, caratterizzate dalla trazione integrale quattro elettrica. Una serie di componenti progettati ad hoc – come la moquette imbottita in espanso – avvolge l’abitacolo. In aggiunta, i motori elettrici sono “incapsulati” all’interno di case che riducono la propagazione del suono.
L’aeroacustica evoluta è il secondo fattore che contribuisce a un’atmosfera rilassata in abitacolo. Di norma, la rumorosità aerodinamica diviene particolarmente invasiva oltre gli 85 km/h. A bordo di Audi e-tron e Audi e-tron Sportback, diversamente, l’accurato lavoro di affinamento a livello delle portiere, degli specchietti retrovisori esterni e dei gocciolatoi, fa sì che questi componenti causino rumori minimi, pressoché impercettibili dagli occupanti delle vetture. I passeggeri possono tranquillamente conversare tra loro, anche qualora si viaggi a velocità elevata. Il parabrezza a doppio spessore è di serie, mentre a richiesta sono disponibili i cristalli laterali in vetro insonorizzante.
Active Noise Cancellation e Sound actuator: l’apporto dell’elettronica
La compensazione attiva dei rumori ha acquisito crescente rilevanza negli ultimi anni. Mediante il sistema Active Noise Cancellation (ANC), ad esempio, è possibile contrastare specifiche frequenze di disturbo grazie a delle contro-sonorità. Il sistema si basa sui microfoni installati in corrispondenza del cielo dell’abitacolo, deputati a rilevare la rumorosità interna. Una centralina inverte le onde sonore indesiderate, emettendo frequenze neutralizzanti attraverso gli altoparlanti. Diversamente, per enfatizzare il sound, i modelli della gamma Audi S dispongono di specifici attuatori all’interno dell’impianto di scarico le cui sonorità vengono amplificate dagli altoparlanti in funzione del programma selezionato mediante il controllo della dinamica di marcia Audi drive select.
Una soluzione simile all’e-tron sport sound appannaggio della Granturismo Audi e-tron GT: il timbro digitale della coupé elettrica a quattro porte “copia” fedelmente l’erogazione del powertrain. Il conducente, tramite l’Audi drive select, influisce direttamente sull’esperienza di ascolto.
Sound designer: gli “architetti” del suono
I sound designer si occupano di ogni genere di sonorità: adattandola, attenuandola o enfatizzandola così che contribuisca all’armonia percepita all’interno dell’auto. Al di là delle fonti d’interferenza, ogni vettura, intesa come spazio acustico, pone sfide peculiari: i passeggeri siedono in posizioni diverse, il volume interno varia in funzione delle persone in abitacolo, il tetto panoramico favorisce o meno la diffusione delle basse frequenze, i rivestimenti tessili o in pelle riflettono o attenuano gli effetti acustici. Ulteriore aspetto, non meno importante, i tempi di propagazione del suono dai singoli altoparlanti agli utenti non sono omogenei.
Suono 3D: dalla gamma compatta alle vetture high-end
L’espressione “suono tridimensionale” identifica un impulso sonoro che riproduce acusticamente le tre dimensioni spaziali. Sin dall’invenzione della registrazione, il suono è stato riprodotto tramite un altoparlante (mono), il cui output è “piatto”, avulso dal contesto ambientale. Successivamente, negli Anni ’60, si è affermata la stereofonia: due microfoni registrano da posizioni diverse. Durante la riproduzione, le informazioni audio registrate – segnali mono – vengono assegnate a canali diversi e riprodotte tramite un altoparlante destro e uno sinistro. Ciò determina una percezione sonora spaziale: l’effetto stereo. L’espressione 1D si riferisce a questo risultato stereofonico.
Il 2D identifica il suono surround: questa tecnologia multicanale viene ampiamente utilizzata a partire dall’inizio del millennio. La musica proviene da un subwoofer e da diversi altoparlanti – in funzione del loro numero si distingue tra gli standard 5.1 o 8.1 – posti nella zona anteriore, posteriore e lungo i lati dell’abitacolo. Ciascun effetto sonoro è tuttavia ancora assegnato a un solo altoparlante, o a un determinato gruppo di speaker, su di un unico livello.
Per ottenere il suono 3D è necessaria un’ulteriore sorgente sonora, collocata su di un livello diverso. Dall’introduzione della seconda generazione di Audi Q7, avvenuta nel 2016, la Casa dei quattro anelli offre i sistemi audio Bang & Olufsen con suono tridimensionale, in grado di riprodurre anche la dimensione spaziale dell’altezza. Un risulto ottenuto ricorrendo a degli altoparlanti a banda larga supplementari, installati nei montanti anteriori e, nel caso di Audi A8 e Audi Q8, anche in corrispondenza dei montanti centrali e del cielo vettura. L’abitacolo diviene così un vero e proprio palcoscenico dove sono percepibili tutte le sfumature musicali caratterizzanti la traccia audio al momento della registrazione in sala.
La tecnologia 3D si avvale di un algoritmo, denominato Symphoria, sviluppato da Audi in collaborazione con l’Istituto Fraunhofer di Erlangen, che permette di elaborare, sulla base delle registrazioni stereo o 5.1, le informazioni relative alla terza dimensione, per poi adattarle agli altoparlanti 3D. Gli effetti sonori possono essere dislocati in modo flessibile all’interno dell’ambiente. Ancor più raffinato il sound system Bang & Olufsen Advanced, destinato alle vetture della gamma high-end Audi, forte di un amplificatore da 1.920 Watt a 24 canali e di 23 altoparlanti che trasformano l’abitacolo in uno spazio virtualmente più ampio.
Quanto ai modelli compatti, Audi valorizza la qualità del suono 3D adattando il concept tecnico alle diverse volumetrie interne. Nel caso di Audi A1 Sportback, ad esempio, in corrispondenza della plancia sono presenti quattro tweeter per i toni medi che diffondono verticalmente il suono, utilizzando il parabrezza come superficie riflettente. È così possibile ottenere un effetto 3D di elevata qualità anche all’interno di una berlina compatta: un unicum tecnico per il segmento.
soundCUBE: l’anima del DNA sonoro Audi
Un aspetto centrale nello sviluppo del suono è rappresentato dalla ripetibilità degli effetti indipendentemente dal modello. Un obiettivo che Audi persegue mediante soundCUBE, un software audio che riduce significativamente le variabili. Grazie a soundCUBE, la Casa dei quattro anelli mette a disposizione delle aziende partner un framework con una gestione delle sonorità e una risposta ai comandi standardizzate: un ambiente di sviluppo ottimale. I partner devono solo integrare il framework, anima del DNA sonoro del Brand. Una soluzione che, pur optando per hardware e fornitori diversi, garantisce il family feeling audio dei quattro anelli.
Non meno innovativo il ricorso ai booster, ovvero agli amplificatori del livello di uscita, integrati tramite un bus audio standard. Il suono, nel dettaglio, viene generato mediante la main unit della piattaforma d’infotainment MIB 3 e la potenza aggiuntiva necessaria all’alimentazione degli altoparlanti è fornita dai booster, a vantaggio della semplificazione del sistema audio e della possibilità, in un futuro prossimo, di personalizzare il sound in funzione delle sedute.
Sonos: sonorità che privilegiano i bassi
Sul fronte dell’alta fedeltà, per la gamma Audi Q4 e-tron, soglia d’accesso all’elettrificazione dei quattro anelli, Audi si avvale di un’inedita partnership. Mentre i sistemi audio Bang & Olufsen, grazie a una resa acustica particolarmente brillante, sono perfettamente in linea con le esigenze delle vetture di categoria media e superiore, Sonos, nuovo partner Audi, si rivolge a un target più giovane in virtù delle sonorità che privilegiano i bassi. I sound system americani sono pertanto ideali per Audi Q4 e-tron e Audi Q4 Sportback e-tron, primi sport utility compatti BEV del Brand nonché unici C-SUV premium nativi elettrici. Nel corso del 2021, i sistemi audio Sonos saranno estesi a molteplici modelli della classe compatta.
Il futuro: la tecnologia 3D immersiva e lo streaming 5G
Gli specialisti del suono Audi si stanno ora concentrando sulla tecnologia 3D immersiva. Nel caso del sound surround 3D tradizionale, i suoni vengono assegnati a determinati altoparlanti mediante uno specifico algoritmo. Diversamente da questa soluzione che procede per canali, il suono 3D immersivo ottimizza la riproduzione sonora dei brani musicali in modo da replicare la resa che avrebbero qualora eseguiti in particolari contesti, spaziando dalle sale concerto agli auditorium, dai forum agli stadi sino alle discoteche e, configurazione ancor più estrema, alle camere anecoiche.
Le sonorità presenti nei file audio sono abbinate a metadati, i quali contengono le informazioni in merito al come e al dove il relativo suono debba essere percepito nello spazio reale: una riproduzione perfetta della condizione acustica al momento della registrazione.
Il suono immersivo è la base per esperienze d’entertainment inedite, in grado di coinvolgere tutti i sensi, fruibili appieno solamente quando le auto beneficeranno della guida autonoma di Livello 4 e i passeggeri non subiranno distrazioni legate alla gestione del veicolo.
In un futuro più prossimo, la rapida diffusione dello standard di telefonia mobile 5G renderà fruibili nuovi canali streaming ad alta fedeltà. Già oggi, molti automobilisti utilizzano il proprio smartphone come ricevitore principale dei servizi di streaming audio, trasferiti alla vettura tramite Bluetooth. Ma poiché la larghezza della banda Bluetooth è limitata, si crea un collo di bottiglia che determina una perdita di qualità del suono.
Nel prossimo futuro, Audi utilizzerà l’auto come ricevitore, grazie alla scheda SIM integrata e a un modulo di ricezione ad alte prestazioni, per un autentico streaming audio multicanale. Una pietra miliare sulla strada verso le sonorità del futuro.
