Perché sott’acqua sentiamo i rumori in modo diverso?

Quando siamo sott’acqua percepiamo i rumori in modo distorto e abbiamo difficoltà a stabilire da dove provengano. Il nostro apparato uditivo, infatti, è strutturato per funzionare meglio con l’aria come mezzo di trasmissione: le vibrazioni dei segnali acustici vengono captate dal padiglione auricolare e convogliate verso l’orecchio medio e interno, per essere quindi trasformate in impulsi nervosi per il cervello. Quando abbiamo la testa sott’acqua, però, questo sistema è quasi del tutto inefficace, perché il padiglione non riesce a catturare e trasmettere le vibrazioni.

Riusciamo a percepire ugualmente alcune componenti del suono, anche se in modo molto attenuato, utilizzando in questo caso un altro apparato del nostro corpo: il sistema scheletrico, e in particolare le ossa della nostra scatola cranica. Le vibrazioni acustiche vengono infatti captate dalle ossa del cranio poiché queste sono più dense dell’acqua; l’orecchio interno riceve il segnale e, come succede fuori dall’acqua, lo trasforma in impulsi elettrici per il cervello. Ed è proprio sul meccanismo della conduzione ossea dei rumori che si basano alcuni tipi di apparecchi acustici.

Orientamento e localizzazione dei suoni

Sott’acqua è difficile stabilire da dove provengano i suoni: essere immersi nel liquido, infatti, compromette il processo di localizzazione delle sorgenti sonore che il sistema uditivo svolge sulla terraferma. Ascoltando bilateralmente, cioè con entrambe le orecchie, riusciamo a confrontare le proprietà di un segnale acustico che arriva prima all’orecchio più vicino alla fonte e successivamente a quello più distante. Il nostro sistema percettivo elabora i centesimi di secondo di differenza fra la percezione del primo orecchio e l’altro, riuscendo così a calcolare istantaneamente la posizione della fonte sonora. Ma non è solo il nostro modo di percepire il rumore che sott’acqua è diverso. Anche la velocità con cui il suono si propaga cambia in base alle proprietà del mezzo, ossia all’ambiente in cui viaggiano le onde sonore: nell’aria esse si muovono ad una velocità di circa 1.200 km/h, mentre in acqua possono propagarsi oltre 5.300 km/h. Questo accade poiché l’acqua è diecimila volte più densa e quindi meno comprimibile dell’aria: nei gas e nei liquidi, infatti, l’energia delle onde sonore viaggia su una specie di onda elastica, un susseguirsi di compressioni ed espansioni del fluido nella direzione della propagazione del suono.

Elasticità

Se pensiamo al fluido come se fosse composto da una serie di strati perpendicolari alla direzione del suono, possiamo immaginare l’onda sonora che colpisce successivamente questi strati; il primo si comprime assorbendo l’energia e poi si espande rilasciandola verso il secondo, e così via. La velocità con cui ogni strato si comprime e subito dopo si espande dipende dalle caratteristiche del fluido, per cui più lo strato è denso, prima trasferirà l’energia assorbita al successivo. Ecco perché, essendo l’acqua di gran lunga più densa dell’aria, il suono si propaga più velocemente in essa. Anche la temperatura del mezzo, infine, influisce sulla velocità del suono: più alta è la prima, maggiore sarà la seconda.