L’acustica dei piani armonici del violino
Tra gli strumenti che generano suoni, il violino è quello che mi ha attratto più di altri, sia per la sublimità del suono che per il mistero che ancora oggi avvolge la sua storia e la sua costruzione.
Mio padre, da giovane, suonava molto bene il violino; gli esperti di oggi dicono che già nel grembo materno il bimbo percepisce tutto ciò che gli succede intorno. Chissà che non derivi da questo, dall’aver sentito quel suono, questa mia passione. Passione che mi ha portato a costruirne qualcuno, con modesti risultati, e ad inoltrarmi in ricerche di materiale storico e descrittivo delle sue caratteristiche.
Un interessantissimo articolo, che porta il titolo di testa di questo lavoro, è apparso nel 1981 sul numero 160 della prestigiosa rivista “LE SCIENZE” (versione italiana de –Scientific American-).
In esso venivano descritti dettagliatamente gli studi fatti su famosi violini d’epoca per stabilire quali caratteristiche dovessero avere le tavole armoniche per ottenere un violino di qualità.
Non è mia intenzione descrivere tutto ciò, se non in estrema sintesi. Carleen Maley Hutchins, autrice dell’articolo ed esperta liutaia, ha lavorato molti anni in Italia e all’estero dove ha condotto questi studi. La domanda chiave alla quale dare risposta era:
che suono devono avere la tavola superiore e quella inferiore prima che vengano unite per formare un buon violino ?
Una prima risposta venne da un appassionato studioso, Felix Savart, intorno al 1830. Savart condusse vari esperimenti usando un metodo sviluppato da Erns Chladni e che consisteva nel far vibrare le tavole armoniche meccanicamente dopo che sulle stesse veniva cosparsa della povere sottile. A certe frequenze, le frequenze proprie di vibrazione o di risonanza delle tavole, la polvere si disponeva sulle zone non vibranti formando delle particolari figure. (fig 1)
A conclusione di questi studi si poté affermare:
- Nei buoni violini la frequenza di risonanza della tavola superiore varia tra il do3# e il re3 mentre varia tra re3 e re3# (1) per il fondo.
- In ogni caso la differenza tra la frequenza di risonanza delle tavole di un buon violino risulta essere di mezzo tono o al massimo di un tono.
- Se le frequenze di risonanza sono le stesse in nessun caso si otterrà un buon violino.
I grandi liutai di un tempo non disponevano di questi strumenti e si affidavano alla sensibilità del loro udito e alla abilità delle loro mani, per verificare tali caratteristiche.
Trattenendo la tavola con il pollice e l’indice della mano sinistra nella parte superiore, battevano con la nocca del dito medio destro, la parte bassa della tavola e ne individuavano così la tonalità. Venivano poi attuate altre operazioni manuali di flessione del legno, difficili da descrivere in queste poche righe e che contribuivano a determinare la buona qualità della tavola stessa. (foto 4 )
Lo studio di Carleen Maley Hutchins confermò ed integrò le scoperte di Savart che ebbe modo di verificare, anche con l’impiego di tecniche modernissime quali l’interferometria olografica.
In un altro testo: “ the technique of violin making ” (tecniche di costruzione del violino) di H.S. Wake (USA) ho trovato, tra l’altro, la descrizione di una apparecchiatura atta a verificare le caratteristiche scoperte con questi studi. Si tratta di una apparecchiatura atta a far vibrare, con frequenze variabili, la tavola sotto prova, e rilevarne la frequenza di risonanza.
La mia esperienza nel mondo dell’elettronica mi ha permesso di realizzare questo progetto con una certa facilità. Lo schema blocchi sottostante descrive in sintesi l’apparecchiatura.
Essa è costituita da una sezione elettronica e da una mini “ camera anecoica ” ove viene collocata la tavola sotto prova.
Schema a blocchi dell’apparecchio di misura della risonanza
parte elettronica parte “anecoica“
(1) Il 3 indica l’ottava
Lo strumento finito è visibile nelle foto 1 e foto 2 mentre la mini “ camera anecoica” sarà visibile nella foto 3 non appena completata .
Il dispositivo di vibrazione è costituito da un altoparlante al quale è stato tolto una buona parte del cono. Sulla bobina mobile dello stesso è stato applicato, con dell’epoxy a due componenti, un perno in acciaio che viene poi fissato con della colla sul baricentro della tavola da provare.
Le vibrazioni dell’altoparlante, così trasformato, vengono trasmesse alla tavola.
Il microfono posto a 30 cm di distanza ne cattura il suono ed il voltmetro elettronico a cui è collegato ne misura l’intensità.
In condizioni di risonanza il voltmetro elettronico indica un valore molto più alto rispetto alla situazione di non risonanza.
Un’uscita bnc consente il collegamento ad un counter per la lettura della frequenza di lavoro.
Per ottenere quindi un buon risultato accorre che la tavola, già lavorata e portata “quasi” entro i limiti di tolleranza, risuoni ad una frequenza più alta di quella ottimale. Da lì si inizia con cautela una serie di misure procedendo gradatamente alla rimozione del legno in eccesso sino a portare la frequenza di risonanza là dove dovrebbe essere e cioè:
- Tavola superiore tra: do3# 277.20 Hz e re3 293.66 Hz
- Tavola inferiore tra: re3 293.66 Hz e re3# 310.55 Hz
Avendo cura di ottenere che la distanza tra le frequenze delle due tavole sia di mezzo tono o di un tono.
Ora che l’apparecchiatura è pronta proverò a realizzare qualche violino avendo cura di “tarare le tavole secondo quanto, esperti e studiosi molto più esperti di me, hanno scoperto.
A. E. R.