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)

׀׀ – kierunek wzdłuż włókien

┴ - 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:

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

1. Tor pomiarowy (kalibrowany przed każdym pomiarem): niskoszumowy mikrofon pomiarowy, interfejs, software typu DAW.
2. Przygotowanie pomiaru:
3. Analiza próbek pod kątem powtarzalności wyników,
4. Analiza próbki reprezentatywnej,
5. Dobór parametrów
6. Opracowanie wyników
7. Analiza T40 (głośność w czasie),
8. 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 tonalneczyli 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 :-)