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Pro e contro nuove tecnologie

Analisi e considerazioni su l’utilizzo della macchina Plek e il compound radius.

1. La Plek, è una macchina CNC che ha come fine l’ottimizzazione della tastiera con accuratezza millimetrica tramite dapprima una diagnosi dello strumento con corde installate (quindi con il manico in tensione) e la conseguente livellazione dei tasti tramite rettifica.

2. Il compound radius è una curvatura della tastiera che inizia con un        raggio al capotasto inferiore a quello in cui termina.

E’ importante sottolineare che il compound radius esiste in quanto esiste una macchina computerizzata in grado di asportare materiale  in uno sviluppo ellittico (raggiatura della tastiera). La fase di rettifica post installazione tasti è appannaggio della sola Plek quindi.

Anche se l’utilizzo della tecnologia è indispensabile, bisogna valutare soprattutto in questo frangente, quanto questo sia veramente efficace  ed utile al musicista. Ciò nonostante trovare un compromesso tra nuove soluzioni è una sfida che merita di essere affrontata.

La Plek scansiona la tastiera e delinea una o piu’ ottimizzazioni del ‘sistema’ manico. Elemento complesso per le sue componenti e dinamico  (elasticità del legno, micro movimenti del tasto, relief/ampiezza oscillazione corda). L’utilizzo di questa macchina richiede un now how da parte del tecnico molto ampio, non tanto per l’utilizzo del software di gestione ma quanto per intuire i LIMITI dello strumento da sistemare al di là della diagnosi della macchina. Il costo dell’intervento attualmente proposto al cliente si aggira su qualche centinaia di euro.

C’è da chiedersi a questo punto, se un musicista può accontentarsi di una ottimizzazione precisa al centesimo piuttosto che al millesimo di millimetro……quale è il livello a cui può ambire l’artigiano! Ecco un esempio di come un liutaio con un attrezzo molto meno costoso può fare lo stesso lavoro, forse per certi aspetti più efficace in quanto le corde rimangono sempre in tensione durante la rettifica:

livellatrice regolabile copiando il relief manico

Per quanto riguarda il compuond radius, legato visceralmente all’utilizzo di macchine computerizzate, c’è da chiedersi quando sarà necessaria la manutenzione dei tasti (componente più soggetto ad usura dopo le corde…) chi riuscirà a farla se non le case costruttrici ovviamente grazie alla Plek!

Anche in questo caso c’è da porsi l’interrogativo se un profilo del manico concepito ad hoc e il beveling della tastiera possano essere sufficienti…!?

beveling

beveling

Questa smussatura della tastiera dà un’enorme ergonomicità e feeling, quasi sorprendente!

Concludendo, la stabilità del manico è faccenda complessa…LAVORARE AL MILLESIMO E’ SOSTANZIALMENTE INADATTO come lo è una chitarra FANNED FRET; “sicuri che differenze di qualche  centesimo di hz siano intellegibili e giustifichino la ‘schiavizzazione’ a cui si deve sottoporre il musicista per ottenerle?”. Studi di psicoacustica evidenziano come sia sostanzialmente infruttuosa questa ricerca; meglio uno strumento fretless a questo punto!

Aggiungo anche la questione economica, attualmente non proprio a buon mercato per chi acquisisce queste tecnologie che devono essere ammortizzate inevitabilmente sui clienti. Un’altra questione prettamente tecnica  riguarda l’operazione di rettifica, arrotondamento e lucidatura del tasto ovvero: l’alta temperatura a cui viene sottoposto nelle lavorazioni elencate! La conseguenza è un micro movimento dalla sede dovuti a deformazione e alla inibizione del collante (tant’è che per sostituirli vengono scaldati). Nelle macchine operatrici che  lavorano i metalli è un parametro che viene tenuto molto in considerazione.

….e se succede a loro…

rotaie

rotaie raffreddate con acqua per scongiurare la deformazione dovuta al calore

 

 

Il tasto e la sua ‘corona’

Il tasto è la parte più soggetta ad usura dello strumento, ed è fondamentale che la manutenzione sia fatta con regolarità pena la slabratura delle note e la disarmonia degli accordi che si andranno a eseguire. Lo sfregamento della corda sulla superficie tondeggiante (corona) del tasto fara’ assumere via via un profilo piano accorciando quindi il diapason; la nota quindi non avrà la frequenza esatta.

Usura da sfregamento del tasto

Usura da sfregamento del tasto

 

Tasto ricoronare a confronto

Tasto ricoronato a confronto

Lavoro ultimato

Lavoro ultimato

Lavoro ultimato

 

La costruzione ‘vincente’ della solid body

La soluzione costruttiva della chitarra solid body può essere di quattro tipi: bolt on, set in, neck through body e infine set neck through. Dalla mia esperienza ventennale in materia, dapprima come commerciante successivamente come costruttore di chitarre elettriche, ho raggiunto un ragionevole bagaglio esperienziale tale da poter affermare che, la scelta costruttiva statisticamente  più vincente (intesa come qualità timbrica) è la set neck through (vedi immagini sotto).

vista posteriore

back

 

top

top

k4

Un altro elemento fondamentale è lo spessore della tastiera. Più questo è basso (vincolato dalla misura del tasto), più veloce sarà la trasmissione delle onde meccaniche aumentando così la risposta al tocco.

Nella scelta delle essenze è imprescindibile utilizzarne di specie diverse, una tavola per la costruzione del manico con un peso specifico superiore a quella destinata alla costruzione del corpo. Idealmente è come costruire un altoparlante (vedi immagine sotto):

Ricostruzione cono altoparlante

  • la bobina oscillante è il manico vibrante,
  • la membrana è il corpo.

…sull’elasticità

Applicando delle vibrazioni mediante una percussione o una eccitazione sinusoidale, di frequenza e di ampiezza determinate, si può risalire al valore Elasticità “E”, conoscendo semplicemente la frequenza di risonanza del materiale.

E=K.F/W

dove:

F è la differenza tra 2 parti scelte nel carico rettilineo CARICO-DEFORMAZIONE;

W è il relativo incremento della freccia di inflessione;

K è una costante.

 

VARIAZIONE % DELLA RESISTENZA A FLESSIONE IN FUNZIONE DELL’ANGOLO DI INCLINAZIONE DELLA FIBRATURA, RISPETTO ALL’ASSE LONGITUDINALE:

0°   100%

10°  87%

30°  51%

45°  14%

60°  7%

90°  6%

 

 

IMPEDENZA meccanica, acustica

Molti sistemi fisici che hanno in essere una relazione tra più grandezze fisiche, possono essere descritti come una grandezza formatasi che è in “ingresso”, in una grandezza che è in “uscita”. questo rapporto viene definito funzione risposta ed è una propietà del sistema. Nella realtà la funzione può essere di molte propietà del sistema e quindi molto complessa. Lo scopo spesso, è quello di determinare questa relazione a partire dai componenti più elementari della materia, per dirla in parole più semplici, sezionando il sistema. In molti casi però diviene più importante/interessante, analizzare una  risposta in un particolare regime dinamico più che ad una sua reazione ad uno stimolo arbitrario. L’impedenza di un sistema è una propietà del sistema, il cui valore diviene fondamentale per poter descriverne il suo comportamento sotto eccitazione. Nel caso degli strumenti musicali conoscere l’impedenza meccanica dei materiali di cui è costituito è fondamentale per prevedere la reattività dello strumento, considerando quella delle corde fin a quella dei legnami e delle leghe di cui sono costruite le parti hardware. Nella sostanza l’energia cinetica prodotta dal moto delle corde della chitarra deve trovarsi in un sistema che abbia un valore di impedenza tale che ci sia meno dissipazione possibile.

Parallelamente, dal punto di vista fisico acustico, c’è da sottolineare che l’ambiente in cui si ascolta il suono ha un’influenza importantissima e anche in questo caso dovremo considerare: impedenza acustica RAYL è il rapporto tra la pressione sonora  (Pascal=N-m2) e la velocità (v= m/s) di vibrazione delle particelle del mezzo messe in vibrazione dall’onda sonora che lo attraversa, è quindi una propietà caratteristica del mezzo in cui l’onda si propaga.

Nel casi di un’onda piana l’impedenza è puramente resistiva.

Z = R = pc

 

Z=impedenza

R=resistenza

p= densità del mezzo

c= velocità di propagazione del suono nel mezzo

l’impedenza vale un RAYL se  un’unità di pressione sonora produce un’unità di velocità. 

 

Nella costruzione di uno strumento abbiamo diversi accoppiamenti di materiali diversi, avendo come effetto nella perturbazione meccanica  finale che sarà la risultante dei seguenti  fenomeni:

1) riflessione

2) diffrazione

3) rifrazione

4) assorbimento

La rifrazione è il fenomeno secondo il quale un’onda che attraversa due mezzi di diversa densità, cambia direzione. L’onda “viaggia” più velocemente in  mezzi con alta densità.

 

impedenza acustica foto

M1 è un mezzo con impedenza acustica diversa da M2; F, G sono le forze riflesse e trasmesse all’area di incontro dei due mezzi (interfaccia)

 

RIFRAZIONE NELLA CHITARRA SET NECK TROUGHT

l'interfaccia tra le zone evidenziate in verde (corpo) e in rosso (manico), essendo di essenze con densità diverse, avremo una rifrazione della perturbazione

LEGENDA:
Rosso=manico
Verde=corpo
Nell’interfaccia tra il corpo e il manico avremo una rifrazione della perturbazione in quanto le essenze hanno due densità diverse

 

 

Quando la vibrazione si trasferisce ad un altro materiale di diversa densità avremo una modificazione della direzione di propagazione (rifrazione) e della lunghezza d’onda ma non della frequenza in ingresso, la risultante dipenderà  dalla densità dei materiali ovvero dai legami intermolecolari degli stessi.

 

 

 

 

ONDE MECCANICHE

L’onda meccanica è una perturbazione che ha luogo, solamente attraverso un mezzo e che ha come effetto una deformazione locale dello stesso. Tutti gli elementi costitutivi di una chitarra, una volta eccitate le corde che trasmettono energia cinetica al sistema, risponderanno di riflesso, variandone quindi il moto. L’elasticità del mezzo sotto perturbazione, ovvero il corpo e il manico, sarà attraversato da onde trasversali cioè quelle onde perpendicolari alla direzione di propagazione.

-un’onda “x” si propaga in una direzione-

Le sue onde trasversali saranno quelle che giacciono sul piano Y-Z.

Possiamo affermare che: la variazione di moto delle corde dovuta alla vibrazione globale delle componenti strutturali dello strumento ne  differenzia e  caratterizza il suono di ognuno.

SUONI ADDIZIONALI

Affermare che uno uno strumento suona bene rispetto ad un altro ha una valenza soggettiva  ma di certo può considerarsi “quasi” oggettiva nell’ascolto di uno, che riesce a trasmettere una gradevole sensazione sonora su tutto lo spettro. La soggettività sta nel preferire il “colore” del suono che viene definito timbro. I transienti d’attacco e l’esaltazione di alcune armoniche rispetto ad altre caratterizzano ogni strumento, divenendo di per sé unico nella sua capacità di risuonare sotto eccitazione. Peculiare è, la definizione e l’intelligibilità con cui le note vengono  prodotte dallo strumento musicale; immaginando quindi due suoni puri, quando essi si sovrappongono e la differenza tra le due frequenze diventa importante ma comunque prossima e i suoni diventano confusi, si ha quella che viene definita: larghezza di banda critica (Fig.1).

(Fig.1) banda critica

(Fig.1) banda critica

 Nell’avvicinamento delle frequenze (quindi verso l’unisono), avremmo un aumento dell’intensità sonora e ad ogni ciclo dell’onda in fase si avrà un battimento cioè un’oscillazione che varia con l’intensità del suono. Per frequenze molto vicine si avrà all’inizio una sensazione di consonanza perchè i battimenti sono molto lenti, il suono viene considerato sgradevole quando è  a circa 30 battimenti al secondo. Il nostro orecchio riesce a percepire 7 cicli al secondo, nel caso siano più lenti o più veloci rispetto a questo numero il nostro cervello li “analizzerà” come suoni distinti. I battimenti si possono ottenere anche tra frequenze che si trovano in rapporto di una quarta, di una quinta e di un’ottava. E’ importante menzionare la scoperta fatta da il violinista Giuseppe Tartini, chiamata appunto terzo suono di Tartini. Suonando due note di frequenza diversa con intervalli di: ottava, quinta, quarta, sesta minore, sesta maggiore, terza minore, terza maggiore e all’unisono otterremo un terzo suono che avrà frequenza  corrispondente alla differenza tra queste. Le frequenze devono avere 30 battimenti al secondo per poter udire il terzo suono risultante. Da questa scoperta lo stesso Helmoltz studiò i così detti suoni addizionali. La differenza delle altezze tra due suoni x (suono acuto) e y (suono grave), sarà un terzo suono, ad esempio: x fq 250HZ; y fq 200HZ; il terzo suono sarà 250-200= 50HZ. Nella realtà i suoni addizionali si creano anche sulle nuove armoniche generate ma sono difficilmente udibili come quelli creati dalla somma delle frequenze primarie (x+y; 2x+y).

TERZI SUONI DIFFERENZIALI:

2y-x;

3y-2x.

 

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INTERVALLO               *          RAPPORTO            *         TERZO SUONO

TRA LE DUE NOTE      *      TRA LE DUE NOTE     *          RISULTANTE 

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OTTAVA                                     1:2                                UNISONO

QUINTA                                     3:2                                OTTAVA INFERIORE

QUARTA                                    3:4                                DODICESIMA INFER.

TERZA M                                   4:5                                2° OTTAVA INFER.

TERZA m                                   5:6                                2° OTTAVA-TERZA M

SESTA M                                   3:5                                QUINTA INFER.

SESTA m                                   5:8                                SESTA M

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IL TERZO SUONO SUONO RISULTANTE SARA’ SEMPRE PIU’ GRAVE DEI DUE

LEGENDA:

INFER. = inferiore

M = maggiore

m = minore

 

Da queste analisi fisiche unitamente alla peculiriatà dinamica dell’suono intendendo:

1) attacco;

2) decadimento;

3) sostegno;

4) rilascio;

potremmo descrivere uno strumento come un buon generatore di frequenze tanto quanto esse non siano mascherate.

Quando due suoni si sovrappongono,  sono detti in fase tra di loro, si otterrà un rafforzo nell’ampiezza e una frequenza che sarà la media della somma algebrica delle due frequenze, diversamente avremmo un indebolimento del suono o un suo annullamento e quindi un suono  detto in controfase (Fig.2). Ad esempio:

suono x 304 HZ

suono y 302 HZ

La risultante frequenza che noi percepiremmo sarà di 303 HZ con battimenti di 2 HZ al secondo:

304+302=606:2=303 HZ

In sostanza nel momento in cui due suoni di frequenza uguale o prossima si sovrappongono avremmo un’intensità del suono maggiore, il differenziale tra le due frequenze sarà  quell’effetto ciclico di intensificazione ed indebolimento del suono (battimento).

(Fig.2) fase/controfase/battimenti

(Fig.2) fase/controfase/battimenti

“accordare la chitarra”

Gli strumenti musicali ad intonazione FISSA sono costruiti secondo il Sistema/Temperamento Equabile, (suddivisione dell’ottava in dodici semitoni uguali basato su un rapporto matematico e non sulla frequenza della nota), nello specifico la chitarra, la disposizione dei tasti, segue una regola matematica chiamata: regola del 17;

Gli accordatori digitali o analogici in commercio sono concepiti sulla suddivisione dell’ottava in 12 semitoni uguali (appunto  secondo il Temperamento Equabile). Di consequenza, nell’accordare ad orecchio secondo gli armonici naturali non porterà allo stesso risultato di accordatura tramite intonatori elettronici.

Nella realtà anche altre tipologie di strumenti non cordofoni, ad esempio gli aerofoni, hanno problematiche analoghe di tenuta e precisione dell’intonazione non riconducibili quindi alla “tenuta” delle corde. Una buona soluzione nell’accordatura della chitarra è avere  “un riff di riferimento” impresso nella mente,  cosicché dopo aver intonato lo strumento mediante i frequenzimetri, si possa ottimizzare ad orecchio e trovare un giusto compresso su tutti i registri. Eventuali accordature di mezzo tono sotto, sono da considerare azzardate a parità di diapason; la corda  concepita per oscillare con una determinata tensione, per dare una specifica frequenza (nota), ha una elasticità ben precisa che potrebbe inficiare  sullo “comfort” nel suonare (corde troppo tese o troppo morbide) e sull’intonazione.  Una notazione importante è da citare per quanto riguarda la differenza tra un timbro più enfatizzato sulle basse frequenze, dovuta al differente diapason. Confrontiamo due strumenti storici:  Fender Stratocaster, scala 25,5 inch- Gibson Les Paul, scala 24 3/4 inch. Ovviamente avendo diapason diversi hanno spaziature tra tasto e tasto calcolate conseguentemente così come una tensione delle corde diversa; la risultante sonora è un timbro inconfondibile  e un approccio estremamente tipico allo strumento. Nessuna delle due chitarre può sostituire l’altra in termini di sound e di feeling. Con la Stratocaster avremo un suono brillante a causa delle corde  un pò più tese rispetto alla Les Paul. Non entro nel merito dei diversi pick-ups installati nell’una e nell’altra che certamente danno il loro apporto timbrico ma se non ci fosse questa divergenza strutturale, il risultato non sarebbe così marcato.