Przywracanie wilgotności instrumentom
Guitar Help jest jedyną pracownią lutniczą w Polsce naprawiającą w sposób bezinwazyjny deformacje konstrukcyjne oraz degradację brzmienia powstałe w wyniku przesuszenia instrumentów w sezonie grzewczym za pomocą zabiegu Hygro™.
Co to jest Hygro™?
Hygro™ to przywrócenie przesuszonego instrumentu do stanu w którym struny nie brzęczą, gryf nie jest skręcony, progi nie wystają, płyta rezonansowa się nie zapada a mostek nie odkleja. Proces polega na kontrolowanej adsorpcji wzbogaconej wody oraz jej równomiernym rozkładzie za pomocą ultradźwięków w celu zniwelowania anizotropii skurczu będącej przyczyną deformacji drewna.
Wysychanie drewna instrumentów w sezonie grzewczym
Tajemnicą brzmienia instrumentów w których źródłem dźwięku jest drgająca struna (chordofonów) są walory akustyczne drewna z którego są one wykonane z których najważniejsze to sprężystość, przewodnictwo (prędkość rozchodzenia się dźwięku) oraz tłumienie. Wymienione cechy zależą z kolei od gatunku drewna oraz jego właściwości fizycznych z których najważniejsze to gęstość i wilgotność.
Przemysłowa produkcja gitar i basów związana z zapotrzebowaniem rynku na produkt w przystępnej cenie wpływa na obniżenie kryteriów jakościowych oferowanych obecnie instrumentów. Dotyczy to głównie parametrów drewna i jego cech rezonansowych. Instrumenty typu „custom” (z niewielkich manufaktur, lub budowane przez lutników) wykonuje się zazwyczaj z wyselekcjonowanego, sezonowanego na wolnym powietrzu surowca (powolne zmniejszanie wilgotności drewna w stabilnych warunkach). Sezonowanie powoduje równomierne rozmieszczenie wilgoci i doprowadza do wyrównania wewnętrznych naprężeń w drewnie. Instrumenty produkowane fabrycznie wykonuje się przeważnie z materiału o niższej jakości, suszonego lub wstępnie sezonowanego i „dosuszanego” sztucznie. Może to powodować nierównomierny rozkład wilgotności suszonego drewna i w konsekwencji wpływać na jego cechy konstrukcyjne oraz brzmienie instrumentu.
Zachowanie się sztucznie suszonego drewna można zaobserwować w sezonie grzewczym, kiedy wilgotność w pomieszczeniach zamkniętych nie przekracza 30%.
Wykres wilgotności sezonowej
W sezonie grzewczym instrumenty wykonane z drewna o nierównym zróżnicowaniu wilgotności mają tendencje do odkształceń i wypaczeń.
Odkształczenie instrumentu w wyniku przesuszenia (60 godzin, wilgotność poniżej 40%)
O ile nie ma wpływu na sposób w jaki drewno, z którego zbudowany jest instrument, zostało spreparowane w fazie preprodukcji o tyle można ingerować w równomierny rozkład jego wilgotności a w konsekwencji na poprawę stabilności fizykochemicznej mającej wpływ na grywalność instrumentu oraz brzmienia poprzez uzyskanie optymalnej proporcji pomiędzy współczynnikiem tłumienia, a prędkością dźwięku (fali akustycznej) zależną od gęstości drewna.
Współczynnik tłumienia
Prędkość rozchodzenia się fali dźwiękowej w drewnie (F. Kollmann 1982)
|
Rodzaj drewna |
Średnia gęstość |
Średni moduł sprężystości |
Średnia prędkość fali dźwiękowej |
||
|
׀׀ |
┴ |
׀׀ |
┴ |
||
|
g/cm3 |
MPa |
m/s |
|||
|
Jodła |
0,45 |
11000 |
490 |
4890 |
1033 |
|
Sosna |
0,52 |
12000 |
460 |
4760 |
932 |
|
Świerk |
0,47 |
11000 |
550 |
4790 |
1072 |
|
Buk |
0,73 |
16000 |
1500 |
4638 |
1420 |
|
Dąb szypułkowy |
0,69 |
13000 |
1000 |
4304 |
1193 |
|
Jawor |
0,63 |
9400 |
915 |
3826 |
1194 |
|
Lipa |
0,53 |
7400 |
250 |
3700 |
680 |
┴ - kierunek w poprzek włókien
Jak działa zabieg Hygro™?
Hygro™ likwiduje deformacje mechaniczne drewna wynikające z zaburzeń jego struktury powstałych na skutek utraty wilgotności na poziomie komórkowym. Działanie Hygro™ można zaobserwować w obszarze gryfu oraz elementów rezonansowych instrumentu.
Likwidacja brzęczenia strun o progi w gitarze Epiphone EJ-160E/VC z 2010 r. (96 godzin Hygro™)
Obniżenie akcji strun w gitarze Cort Action Bass Plus z 2016 r., w której pręt nie posiadał już możliwości regulacji (96 godzin Hygro™)
Likwidacja pęknięcia pudła rezonansowego w gitarze Tanglewood TW40OAN z 2015 r. (120 godzin Hygro™)
Dzięki Hygro™ można uchronić instrument przed ingerencją serwisową co pozwala uniknąć wydatków związanych z naprawą.
Co istotne, oprócz przywrócenia sprawności konstrukcyjnej, Hygro™ wpływa na wyraźną poprawę jakości brzmienia instrumentu.
Dla zilustrowania działania Hygro™ na poprawę jakości brzmienia przeprowadzono zabiegi testowe na instrumentach w których elementy rezonujące posiadają powierzchnie nielakierowane, bardziej podatne na przesuszenie.
Działaniu Hygro™ poddano następujące modele gitar Taylor:
|
Model |
Rok produkcji |
Płyta rezonansowa |
|
618e |
2015 |
świerk |
|
510 |
2016 |
świerk |
|
110ce |
2017 |
świerk |
|
110e |
2017 |
świerk |
|
114ce |
2017 |
świerk |
|
254cedlx |
2016 |
świerk |
|
414e |
2015 |
świerk |
|
114e |
2017 |
świerk |
|
616ce |
2014 |
świerk |
|
356e |
2015 |
świerk |
Wilgotność docelową określono zgodnie z przyjętą normą która, jak zapewnia producent, pozwala na zachowanie optymalnych właściwości drewna oraz zachowanie jego odporności na zmiany temperatury i wilgotności powietrza.
Średnia temperatura w komorze Hygro™ podczas zabiegu to 23 st.C, czas trwania zabiegu: 120 godzin.
Metodologia próbkowania dźwięku
W celu oceny wpływu zabiegu Hygro™ na poprawę jakości brzmienia pobrano próbki dźwięku za pomocą kontrolowanego elektronicznie urządzenia (TryTone), które umożliwia wydobycie dźwięku o takim samym natężeniu ze wszystkich strun. Urządzenie uwalniane jest zdalnie, co gwarantuje pozyskanie materiału do testów porównawczych.
Każdy testowany instrument - 10 próbek dźwiękowych co 24h Hygro™. Pomiar wykonywany pięciokrotnie (5x24h Hygro™), pomiar zawartości wody w drewnie w 4 miejscach płyty rezonansowej co 24h Hygro™ (5x24 Hygro™).
Działanie TryTone
Przebieg pomiarów
- Tor pomiarowy (kalibrowany przed każdym pomiarem): niskoszumowy mikrofon pomiarowy, interfejs, software typu DAW.
- Przygotowanie pomiaru:
- Analiza próbek pod kątem powtarzalności wyników,
- Analiza próbki reprezentatywnej,
- Dobór parametrów
- Opracowanie wyników
- Analiza T40 (głośność w czasie),
- Analiza widma w pasmach tercjowych,
Metodologia, konsultacje i analiza danych: Dr inż. Piotr Wrzeciono (adiunkt na wydziale Zastosowań Informatyki i Matematyki, Katedra Informatyki SGGW w Warszawie).
Wyniki testów
We wszystkich testowanych instrumentach nastąpiło wyrównanie tonalne czyli zrównoważenie brzmienia bez dominacji jakiegokolwiek pasma.
Porównanie próbki przed i po Hygro™ ilustrujące wyrównanie tonalne w gitarze Taylor 110e
Porównanie próbki przed i po Hygro™ ilustrujące wyrównanie tonalne w gitarze Taylor 110ce
Porównanie próbki przed i po Hygro™ ilustrujące wyrównanie tonalne w gitarze Taylor 320
Podsumowanie testów Hygro™
W testowanych instrumentach marki Taylor parametry brzmieniowe pogorszyły się w wyniku przesuszenia. Zabieg Hygro™ usunął te mankamenty w 120 godzin.
Wyrównanie tonalne po zabiegu Hygro™ może świadczyć o zmniejszeniu współczynnika tłumienia i wzroście sztywności drewna pod wpływem wymuszonych drgań przy stałej wilgotności. Jest to wynikiem powolnego przeniesienia się cząsteczek wody z poziomu wysokiego napięcia, a co za tym idzie wysokiego poziomu energii, do niższego stanu energetycznego (wielowarstwowa relokacja cząsteczek wody).
Hygro™ w badaniach naukowych
Na stronie IEEE.org (Instytutu Inżynierów Elektryków i Elektroników), pod adresem https://ieeexplore.ieee.org/document/8502376, można przeczytać artykuł naukowy o badaniu przygotowanym wspólnie z Guitar Help w oparciu o technologię Hygro™ - "Guitar Sound Parameters to Assess the Impact of Atmospheric Conditions on the Acoustic Qualities of the Instrument". Polecamy lekturę niedowiarkom :-)