Accordo: Quanto conta il legno nel suono della chitarra elettrica? L'opinione di un matematico

Quanto conta davvero il legno nel suono di una solid body? Una domanda che continua a sembrare semplice, ma che in realtà continua anche a toccare nervi scoperti, tra convinzioni tramandate, marketing ben oliato e una certa dose di romanticismo chitarristico difficile da scalfire. Un articolo inviato dal nostro utente CERN riporta sotto i riflettori una delle discussioni più intriganti nel mondo della chitarra elettrica.

L’opinione di CERN parte con il piede sull’acceleratore e non fa sconti a nessuno, nemmeno ai dogmi più radicati. Il punto non è negare la tradizione o prendere a martellate mogano, acero e ontano, ma ridimensionarne il ruolo quando si parla di chitarre elettriche a corpo pieno. Qui il suono, secondo questa lettura, nasce prima di tutto dalla vibrazione delle corde e dal modo in cui i pickup la trasformano in segnale elettrico, molto prima che il corpo dello strumento entri davvero in gioco. Il legno, insomma, smette di essere il protagonista assoluto e diventa uno dei tanti attori sulla scena.

Nel testo viene anche chiarito un aspetto spesso ignorato: sugli strumenti acustici e semihollow il legno è centrale, eccome. Ma nelle solid body la questione cambia radicalmente. Entrano in campo parametri meno poetici e più terra-terra come rigidità, massa, smorzamento, precisione del diapason, qualità di ponte, capotasto e meccaniche. Tutti elementi che influenzano sustain, stabilità armonica e risposta dello strumento in modo spesso più evidente della specie legnosa in sé.
E quindi quanto di ciò che attribuiamo al legno è davvero udibile e quanto, invece, è frutto di abitudine, suggestione e storytelling? Il post di CERN non pretende di chiudere il dibattito, ma ha il merito di riaprirlo con un approccio meno mistico e più razionale.
E se qualcuno storcerà il naso, probabilmente è proprio il segno che il sasso ha colpito nel segno.

Di seguito il testo originale.

Scoperchiamo il vaso di Pandora: il legno non c'entra nulla col suono (o forse no?)
Affermazione molto forte, non è vero? E non è la prima volta che se ne discute. Questo articolo genererà indubbiamente critiche, dissapori (soprattutto dai mastri liutai) e menzioni favorevoli, ma forse, per chi mastica un po’ di fisica, è il caso di riproporre l’argomento.

Una premessa: il sottoscritto è fisico matematico, ma che ha una passione per gli strumenti a sei corde come voi. Come tale, posso affermare che la fisica e la matematica non sono opinioni, ma fanno parte del ramo scientifico che si occupa di verificare o meno il funzionamento di ciò che ci circonda. Un esempio semplice e alla portata di tutti: il sole è una stella e non un pianeta. Sebbene ci siano comunque dei detrattori di tale affermazione (esistono i terrapiattisti, figuratevi), questa è una verità assoluta spiegata dalla scienza e confutata con teorie e meccanismi fisici matematici comprovati. Perciò, abbiate pietà di me sognatori, ma quanto segue non è frutto di semplici congetture, ma di scienza.

In primo luogo facciamo un distinguo: il legno è fondamentale (si sottolinei questa parte) per gli strumenti acustici e semihollow. Esso è importantissimo per timbro, colore e propagazione delle onde sonore in un ambiente. Perciò se possedete una Martin da millemila euro con un corpo in mogano africano iper pregiato e che suona “come nessun altra” potete stare sereni: probabilmente avete ragione. Ma se guardiamo alla Les Paul del Murphy Lab, con legni iper selezionati, o alla mitica vintage ’59 super stagionata, bistrattata ecc… come la mettiamo?

Partiamo dagli estremi, ovvero solid body e una vera acustica, con la fisica: ciò che principalmente distingue uno strumento a corda elettrico da uno che non lo è sono due elementi. Il primo è, naturalmente, l’ampiezza, la costruzione e la buca (o le buche) presenti nel corpo. Il secondo sono i pick up. Come genera il suono uno strumento acustico? La vibrazione delle corde percosse si diffonde in tutte le direzioni, ma principalmente entrano, per farla semplice, nella buca della chitarra, si diffondono attraverso il corpo dello strumento, acquistano o perdono determinate frequenze a seconda della costruzione delle cavità interne e, in base alla risonanza, vengono risputate fuori.

In una chitarra elettrica questo è quasi del tutto irrilevante poiché in una solid-body la radiazione acustica (suono emesso dall’oggetto intero) è molto debole rispetto a una acustica: non esiste una buca di risonanza efficiente. Tuttavia parte dell’energia della corda viene sempre trasferita al corpo/manico e dissipata: questo accoppiamento modifica tempo di decadimento (sustain) e il contenuto armonico residuo. Questo fattore, naturalmente, determina una percezione acustica che, a seconda del materiale (attenzione, materiale, non legno), genera un’amplificazione/smorzamento di determinate frequenze. Ecco perché noi, quando suoniamo uno strumento da spento, possiamo già percepirne il carattere: scuro, chiaro, medioso, frizzante ecc…

Ma che diavolo? Stai dicendo tutto il contrario di quello che affermavi all’inizio allora?
No, e la risposta è semplice: come detto poc’anzi, parlo di materiale, non di legno ed è bene distinguere il fatto che ci sono materiali che risuonano meglio di altri, ma ciò è ininfluente per determinare la qualità di uno strumento elettrico. Mi spiego meglio: la vostra chitarra potrebbe essere prodotta anche in ceramica (a proposito, sapete che c’è chi lo fa davvero?), e se le onde si propagano nella maniera corretta per un insieme di fattori (vedremo poi quali), allora la chitarra suonerà benissimo. Viceversa, se i fattori con cui lo strumento è costruito sono imprecisi (in fisica strumentale e vibrazionale il famoso millimetro è una grandezza enorme), allora lo strumento suonerà male, indipendentemente dal materiale con cui è costruita.

Passiamo ora ai pickup: In una chitarra elettrica i pickup non ascoltano il corpo, ma la vibrazione della corda nel campo magnetico. Per chi è avvezzo, menzioniamo la legge di Faraday

E=-dΦ/dt.

Nel caso del pickup magnetico, la variazione di flusso Φè generata dallo spostamento della corda ferromagnetica nel campo magnetico: per piccoli spostamenti l’emf è approssimabile come proporzionale alla velocità locale della corda nella regione del campo magnetico. Quindi, in pratica, il pickup è più sensibile alla velocità della corda (derivata temporale dello spostamento) nella zona del magnete/piolo che alla posizione statica.

Una forma utile: E(t)≈-N" " B_"eff" " " L_"eff" " " v_"corda" (t) dove N= spire, B_"eff" = campo efficace, L_"eff" = lunghezza efficace interagente e v_"corda" = velocità trasversale della corda in quella posizione.

In parole povere, il pickup cattura un suono che, ancor prima di diffondersi sulla tavola armonica dello strumento, viene trasmesso come segnale a un amplificatore e poi a un diffusore. Quello che determina il suono che viene catturato non è il materiale in sè, ma:
• rigidità meccanica
• capacità di trasmettere vibrazioni (del materiale del corpo)
• smorzamento (damping)
• qualità costruttiva globale

Cosa significa? Significa che elementi come diapason corretto, precisione della scalatura, capotasto, ponte, meccaniche e massa e rigidità (del materiale corpo/manico) sono fondamentali. Questi fattori influenzano l’intonazione, il sustain e, magia delle magie, stabilità armonica e contenuto spettrale percepibile.

Quindi, a che cosa serve, a questo punto, il corpo di uno strumento elettrico? Ad influenzare il suono, chiaro, ma questo indipendentemente dal legno o dal materiale con cui è costruito perché: la corda è un oscillatore accoppiato al sistema corpo-manico e parte dell’energia vibrazionale viene dissipata nel corpo. E’ importante però ricordare che diverse strutture di materiale hanno diversi modi normali di vibrazione: in termini fisici ciò si traduci in un fattore di tempo di decadimento del suono e alterazione delle armoniche indotti da filtraggi meccanici. Queste differenze sono, in termini spettrali di percezione umana acustica, estremamente marginali, non lineari, che ricoprono frequenze che nel nostro spettro non sono udibili. Qualsiasi materiale che garantisca rigidezza, massa e smorzamento adeguati sono idonei per la costruzione di un corpo; semmai le proprietà di densità, modulo elastico e smorzamento strutturale determinano come l’energia viene trasferita e smorzata. Allora si che ciò può influire dello strumento, ma indipendentemente dalla pregevolezza del materiale (che poi sotto le dita una tastiera sia più piacevole o meno per l’esecutore, è un altro discorso).

Quindi, non è il legno, la sua qualità o stagionatura che influenza il suono, quanto più lo è la capacità del materiale di avere stabilità, trasmissibilità e capacità oscillatoria.
Cosa prestare attenzione allora quando si acquista uno strumento elettrico? Alle variazioni del pickup, all’altezza delle corde, al tipo di ponte e capotasto, alla precisione di assemblaggio (diapason, scala, precisione matematica della disposizione delle parti meccaniche su corpo ecc..) e… alla risonanza dello strumento data dal materiale di corpo e manico. Ancora una volta mi preme farvi capire che: non è il pregio o la qualità del legno che fanno la differenza, quanto la sua risonanza e non è detto che un taglio di quarto risuoni meglio di un acero economico comprato per pochi spicci all’OBI di turno. Insomma, non è la bellezza, la pregevolezza, la venatura, la stagionatura o il peso che fanno la differenza, quanto più gli elementi che abbiamo descritto poco sopra.

Preme poi ricordare che il suono è principalmente nelle mani, che imprimono forza, vibrazione, intenzione alle corde, le quali vengono catturate da un pick up che trasmette il suono all’amplificatore che, in un secondo momento, è influenzato dalla riflessione e dalla risonanza del materiale dello strumento, ma per sustain o ripartizione delle frequenze nel corso del decadimento sonoro.

Possiamo quindi riassumere così: Negli strumenti elettrici il suono è determinato quasi interamente dal comportamento vibrazionale delle corde e dalla qualità costruttiva complessiva. Il corpo e il materiale influiscono solo indirettamente, attraverso proprietà meccaniche generali (rigidità, massa, smorzamento), mentre la nobiltà o la specie del legno hanno un impatto secondario rispetto a pickup, hardware, scala e precisione costruttiva.