Mario Garrone

LA PROGETTAZIONE DELLA CHITARRA CLASSICA. 

LIBRO DI LIUTERIA, 

La Progettazione Della Chitarra Classica

308 pagine

Questo libro non è ‘semplicemente’ un manuale che insegna a costruire una chitarra classica, e tanto meno un testo che tratta solo del comportamento acustico di un particolare strumento musicale. Lo scopo degli Autori è quello di suggerire un percorso finalizzato a progettare la chitarra classica, un percorso che è mentale e culturale ancor prima di essere un procedimento costruttivo. Ogni liutaio ha in mente una sua ‘idea’ del suono e delle prestazioni che vuole ottenere dai propri strumenti. Anche se la creazione di un grande strumento musicale dipende in primo luogo dall’esperienza, dalla sensibilità e dalla creatività del liutaio che lo costruisce, siamo convinti che in ogni campo di attività – liuteria compresa - la conoscenza (se non la scienza) può aiutarci a superare i confini di ciò che abbiamo imparato e che abbiamo sempre fatto - se solo lo vogliamo. In questo senso va letto il titolo del testo (La Progettazione della Chitarra Classica). Nel testo l’analisi teorica e la pratica costruttiva sono state sviluppate in parallelo, mirando a coniugare gli aspetti teorici con la pratica costruttiva. Quindi innanzitutto abbiamo studiato il suono della chitarra e proposto alcuni criteri per valutarne la qualità. In seguito abbiamo approfondito la conoscenza dello strumento, sviluppando modelli e metodi di analisi (hardware e software) che rendono possibile intervenire sulla sua struttura durante la costruzione e permettono di verificare la prestazione dello strumento finito. I componenti del risonatore della chitarra sono stati studiati inizialmente come elementi singoli, per poi conglobarli al fine di valutare il risonatore come sistema globale Si è descritta una tecnologia di costruzione che, accanto ai modi di costruzione tradizionali, prevede l’uso di nuovi ausili (ad esempio l’utilizzo di una forma particolare per ottimizzare sia la tavola che il fondo in fase di costruzione). Si è dimostrata l’utilità e l’importanza di lavorare sulla tavola montata sul telaio (senza fondo), in modo che gli elementi costruttivi interni siano ancora accessibili e modificabili. Inoltre abbiamo studiato in dettaglio la risposta del fondo che, se dimensionato correttamente, offre un contributo significativo alla qualità del suono. Inoltre sono stati forniti criteri quantitativi per valutare la qualità dei legni che verranno impiegati. Abbiamo applicato lo stesso metodo di analisi anche a chitarre finite (alcune delle quali molto importanti nella storia della liuteria chitarristica). Questo processo di ‘progettazione all’incontrario’ ha permesso di ricavare molte informazioni significative sui criteri che hanno guidato i liutai del passato nella progettazione dei loro strumenti. Questo testo è dedicato in primo luogo a quei liutai che sentono l’esigenza di superare i confini della propria esperienza, e che vogliono sviluppare la propria sperimentazione in modo più consapevole e razionale senza per questo rinunciare al patrimonio della loro sensibilità e creatività individuale. In secondo luogo il testo è dedicato ai chitarristi – professionisti, dilettanti o studenti – che forse troveranno una risposta ad alcune loro domande sul suono della chitarra, e che potranno gettare uno sguardo più consapevole sul ‘magico’ mondo della liuteria. Forse, pur senza ambire a diventare liutai professionisti, alcuni di questi lettori vorranno provare a costruire una loro chitarra seguendo i criteri di progettazione esposti nel testo. In terzo luogo il testo è dedicato ai lettori che hanno una specifica formazione tecnica in Fisica o Ingegneria e vogliono capire come certe nozioni di base di Acustica si possono applicare ad uno strumento musicale. Nel testo la trattazione matematica è stata ridotta al minimo, rimandando i dettagli e le dimostrazioni a testi e articoli specializzati.

L'autore, 
Mario Garrone. E’ pervenuto alla liuteria avendo già una grande esperienza nella progettazione e industrializzazione di processi industriali. Ha pubblicato un testo su La Costruzione della Chitarra Classica. Nella sua produzione di strumenti musicali ha sempre privilegiato la sperimentazione e la ricerca di nuove tecniche costruttive, mirando a realizzare i propri strumenti con un metodo che ne consente l’ottimizzazione e la riproducibilità. Giuseppe Cuzzucoli. La sua formazione scientifica deriva da studi di Ingegneria e Informatica. Ha indirizzato le proprie competenze allo studio dei fenomeni fisici che sono alla base del funzionamento della chitarra classica. Ha sviluppato un modello fisico della chitarra, e su questo argomento ha pubblicato alcuni articoli. Il progetto di questo testo è nato e si è sviluppato dalla sua collaborazione con Mario Garrone.

 Giuseppe Cuzzucoli e  Mario Garrone

LA PROGETTAZIONE DELLA

CHITARRA CLASSICA

                    “felix qui potuit rerum cognoscere causas”

                  (Virgilio – II Georgica. 70-19 a.C.)

Premessa

 La Scienza non spiega i miracoli. Lo abbiamo tenuto ben presente nello scrivere la prima parte di questo testo, dove si è illustrato il funzionamento fisico e acustico della Chitarra Classica.
Il miracolo della creazione di un grande strumento musicale non è un fatto di scienza: lo si deve in primo luogo all’esperienza, alla sensibilità e alla creatività del liutaio che lo costruisce. Tuttavia siamo convinti che noi tutti (liutai compresi) possiamo andare oltre la nostra esperienza, pur senza rinunciare ad essa: se rimarremo sempre entro i confini di ciò che abbiamo imparato, che abbiamo sempre fatto e che sappiamo fare bene, l’esperienza (anche se accompagnata da una buona dose di creatività e di sensibilità) finirà per essere una sorta di gabbia da cui non usciremo mai. Se invece avremo il coraggio di percorrere strade nuove, la conoscenza (se non la scienza) sarà la guida che ci aiuterà ad andare oltre i nostri limiti, se solo lo vogliamo. In questo senso va letta la seconda parte del testo, dove si è cercato di coniugare conoscenza ed esperienza, senza trascurare l’importanza della sensibilità e della creatività individuali.

Può suonare strano il titolo del testo: La Progettazione della Chitarra Classica. Normalmente pensiamo che si progetta il motore di un’automobile o un ponte autostradale, ma uno strumento musicale no! Uno strumento musicale lo si crea, almeno nel sentire comune!
Progettare significa innanzitutto partire dall’idea di come dovrà essere l’oggetto che vogliamo realizzare e quali dovranno essere le prestazioni attese. Poi vuol dire costruire l’oggetto sulla base di esperienze pregresse, ma anche sulla base di conoscenze nuove, che devono essere sviluppate. Dovremo imparare a conoscere in ogni dettaglio l’oggetto del nostro progetto, anche attraverso l’uso di modelli e simulazioni; dovremo sviluppare le tecnologie per verificarne in laboratorio le prestazioni prima che venga realizzato e quelle per costruirlo in modo che, dopo, corrisponda alle prestazioni attese.
E naturalmente dovremo metterci anche una buona dose di sensibilità e creatività. Quello descritto non è altro che il percorso che noi suggeriamo per progettare la chitarra classica, un percorso che è mentale e culturale ancor prima di diventare un procedimento costruttivo.

Ogni liutaio ha in mente una sua ‘idea’ del suono che vuole ottenere dai propri strumenti, quella che potremmo chiamare la ‘prestazione attesa’. Per capire (o quanto meno intuire) come questa idea si può tradurre in parametri quantitativi, si è innanzitutto studiato il suono della chitarra e proposto alcuni criteri di qualità validi per ogni strumento. In seguito, abbiamo approfondito la conoscenza dello strumento (oggetto del nostro progetto) sviluppando modelli e metodi di misura (hardware e software) che rendono possibile intervenire sulla sua struttura durante la costruzione e permettono di verificare la prestazione dello strumento finito. Inoltre sono stati studiati i componenti del risonatore come elementi a sé stanti, per poi riunirli al fine di valutare il risonatore della chitarra come oggetto globale. Si è descritta una tecnologia di costruzione che prevede l’uso di nuovi ausili (ad esempio l’utilizzo di una forma particolare per ottimizzare sia la tavola che il fondo in fase di costruzione), che integrano i modi di costruzione più tradizionali. Si è dimostrata l’importanza e l’utilità di lavorare sulla tavola quando è montata sul telaio (senza fondo), in modo che gli elementi costruttivi interni siano ancora accessibili e modificabili. Inoltre abbiamo studiato in dettaglio la risposta del fondo che, se dimensionato correttamente, può contribuire efficacemente alla qualità del suono di uno strumento. A corredo di tutto ciò sono stati forniti criteri quantitativi per valutare la qualità dei legni che verranno impiegati.
In ultimo abbiamo applicato lo stesso metodo di analisi anche a chitarre finite (alcune delle quali molto importanti nella storia della liuteria della chitarra). Questo processo di ‘progettazione all’incontrario’ (in inglese reverse engineering) ha permesso di ricavare molte informazioni significative sui criteri che hanno guidato la progettazione degli strumenti analizzati.

Questo testo è dedicato in primo luogo ai liutai. Già oggi molti liutai sentono l’esigenza di superare i confini della propria esperienza e di capire meglio come funziona lo strumento che costruiscono e, di conseguenza, sviluppano la loro sperimentazione in modo più consapevole e razionale. Se in futuro diventerà più consistente la categoria di questi liutai e se questo testo sarà stato utile, noi avremo raggiunto un primo importante obbiettivo.
In secondo luogo il testo è dedicato ai chitarristi – professionisti, dilettanti o studenti – che forse troveranno una risposta ad alcune loro domande sul suono della chitarra. E potranno gettare uno sguardo d’insieme sul ‘magico’ mondo della liuteria (che tanto magico non è!). Forse alcuni di questi lettori vorranno costruirsi una loro chitarra seguendo i criteri di progettazione esposti nel testo, anche senza ambire a diventare liutai professionisti. Per questi lettori sarà una esperienza meravigliosa vedere come poche semplici tavole di legno si trasformano progressivamente in una chitarra. Essi impareranno a progettare, sperimentare, intervenire su questo oggetto mentre è in lavorazione, fino ad arrivare ad uno strumento completo che potrà essere finalmente suonato! Se questo testo sarà riuscito a rispondere a domande e a stimolare iniziative, noi avremo raggiunto il nostro secondo obbiettivo.
In terzo luogo il testo è dedicato ai lettori che hanno una specifica formazione tecnica in Fisica o Ingegneria e sono curiosi di capire come certe nozioni di base si traducono nel funzionamento acustico di uno strumento musicale. A tutti questi lettori chiediamo scusa per le inesattezze o le omissioni che probabilmente troveranno nei diversi capitoli (e che – speriamo – vorranno segnalarci). Nel testo le formule matematiche sono state ridotte al minimo e, quando le abbiamo usate, non sono state dimostrate, in quanto la trattazione completa la si può trovare in testi e articoli specifici.

A conclusione, diremo che questo non è un testo che ‘semplicemente’ insegna come costruire una chitarra classica e neanche un testo che propone un modello fisico del suo funzionamento senza tenere conto della pratica costruttiva. In entrambi i casi è disponibile una copiosa letteratura. Abbiamo invece cercato di sviluppare l’analisi teorica e la pratica costruttiva come se fossero due linee melodiche parallele che si intersecano, interagiscono, a volte si sovrappongono creando l’armonia di un brano musicale. Se saremo riusciti - almeno in parte - in questo proposito, avremo raggiunto il nostro terzo obbiettivo.

Abbiamo cercato di descrivere in dettaglio gli strumenti (hardware e software) utilizzati per analizzare e ottimizzare gli strumenti. Nel caso in cui le nostre spiegazioni non fossero state esaustive o – caso questo più auspicabile – avessero suscitato ulteriori curiosità, saremo disponibili ad un confronto costruttivo.

I titoli riportati nella bibliografia non costituiscono un elenco completo delle opere relative all’argomento, bensì una sintesi dei testi fondamentali che ci hanno guidato nel nostro percorso. I lettori che vorranno approfondire gli argomenti trattati nel testo, ritroveranno questi Autori e altri che – in futuro - contribuiranno alla conoscenza e alla progettazione della chitarra classica. Questo per lo meno è il nostro auspicio!

La progettazione della chitarra classica

Indice dei capitoli

Cap. 1 Il Suono.........................................................................
1.1 I parametri fondamentali del suono ........................... 
1.2 I suoni elementari ....................................................... 
1.3 Le rappresentazioni del suono ................................... 
1.4 Il suono della chitarra ................................................ 
1.5 La qualità del timbro di una chitarra ........................ 
1.6 La correlazione tra parametri di qualità e
parametri fisici ........................................................... 
1.7 Conclusioni ................................................................ 
1.8 Appendici ................................................................... 

Cap. 2 La Corda........................................................................
2.1 La corda idealizzata .................................................. 29
2.2 La corda reale ............................................................ 35

Cap. 3 I Sistemi Oscillatori...................................................... 39
3.1 Le frequenze naturali dei sistemi oscillatori .............. 41
3.2 Il fenomeno della risonanza ....................................... 57
3.3 Le risonanze multiple e le antirisonanze .................... 64

Cap. 4 Componenti del Risonatore..........................................67
4.1 Vibrazioni dell’aria nel corpo .................................... 67
4.2 Modi fondamentali di vibrazione della tavola ........... 79
4.3 Modi fondamentali di vibrazione del fondo ............... 83
4.4 Appendici ................................................................... 86

Cap. 5 Il Risonatore come Sistema Globale........................... 91
5.1 Le risonanze di base ................................................... 92
5.2 La natura delle risonanze di base ..................................95
5.3 Gli oscillatori accoppiati ..............................................105
5.4 Il modello del risonatore................................................109

5.5 I parametri fondamentali del risonatore........................111
5.6 Il fondo (questo sconosciuto) .…...................................123
5.7 Il contributo del fondo alle risonanze della
chitarra..........................................................................131
5.8 Conclusioni ...................................................................139
5.9 Appendici.......................................................................142

Cap. 6 Le Risonanze Superiori ..............................................149
6.1 Le risonanze nel registro medio – acuto ......................153
6.2 Conclusioni ...................................................................161
6.3 Uno sguardo d’insieme al funzionamento del
Risonatore .....................................................................163

Cap. 7 I Sistemi di Analisi .....................................................169
7.1 Elementi del sistema di misura .....................................170
7.2 Il software . .................................................................. 173

Cap. 8 Qualità e metodi per la sua verifica nella
Chitarra Classica........................................................ 179

Cap. 9 La Chitarra Moderna................................................. 183
9.1 La progettazione- come incominciare ......................... 184
9.2 Il disegno della forma .................................................. 184
9.3 Gli elementi costruttivi. ............................................... 188
9.4 La scelta dei legni .........................................................197
9.5 Parametri dei legni ...................................................... 200
9.6 Metodi di controllo ...................................................... 202
9.7 Studio sulle tavole grezze ............................................ 204

Cap. 10 La costruzione della forma ed il suo utilizzo.............209
10.1 Corrispondenze tra forma e telaio .............................. 212

Cap. 11 La tavola sulla forma.................................................. 213
11.1 Progetto dell’incatenatura ............................................215
11.2 Tipi di incatenatura ..................................................... 222
11.3 Effetto della disposizione delle catene ........................ 227
11.4 Utilizzo della forma per le analisi della tavola ............230

Cap. 12 La tavola sul telaio.......................................................
12.1 Esempi su chitarre di riferimento ...............................
12.2 Applicazione al telaio di un fondo tramite
morsetti .......................................................................
12.3 Quando il comportamento della tavola su
telaio può considerarsi accettabile ............................

Cap. 13 Il fondo........................................................................
13.1 Sviluppo dell’analisi modale dei fondi, criteri
di intervento sulle catene per ottenere i
risultati attesi come frequenza e distribuzione
delle ampiezze ............................................................
13.2 Grafici di esempio e figure di Chladni .......................
13.3 Accoppiamento provvisorio del fondo al telaio e
processo di ottimizzazione ..........................................

Cap. 14 Chiusura dello strumento e messa a punto finale .........
14.1 Appendice ...................................................................

Cap. 15 Analisi di chitarre storiche e moderne.......................
15.1 Chitarra Fabio Zontini – Torres ...............................
15.2 Chitarra Fleta (1921) .........................................
15.3 Chitarra Simplicio (1931) .........................................
15.4 Chitarra Gallinotti (1974) ........................................
15.5 Chitarra Ramirez (1982) .........................................
15.6 Chitarra Garrone (2011) .........................................
15.7 Conclusioni ...............................................................