Tonewoods zijn houtsoorten die bepaalde wenselijke eigenschappen bezitten die ze geschikt maken voor het maken van muziekinstrumenten, zoals houtblazers of snaarinstrumenten, zoals een fluit of een viool. Elk goed klankhout moet radiaal worden gekapt, wat betekent dat de lijnen gevormd door de jaarringen perfect evenwijdig aan het oppervlak zijn. Het moet een gelijkmatige korrelstructuur hebben, vrij van defecten zijn en niet merkbaar krimpen of zwellen door veranderingen in de omgeving.

'S Werelds violen zijn meestal gemaakt van sparren en esdoornhout, bomen die op het noordelijk halfrond groeien. Maar wat als inheemse Afrikaanse houtsoorten van het zuidelijk halfrond werden gebruikt om een ​​Afrikaanse viool te maken? We begonnen de inheemse bossen van het continent te testen en ontdekten dat vier houtsoorten niet alleen konden werken, maar ook goed konden werken. Daarna hebben we er twee complete violen van gemaakt om hun geluid te testen.

Wat is het juiste hout voor een viool?

Klankborden maken deel uit van het lichaam van de viool. Ze zijn gemaakt van hout dat moet resoneren door de trilling - de trilling - van snaarinstrumenten te versterken. Ze moeten licht van gewicht zijn, maar stijf genoeg om de spanning van de snaren te weerstaan ​​en moeten het geluid goed in de richting van de houtnerf verspreiden. Als de dichtheid van het hout niet eens overal is, kunnen de geluidsgolven verstrooid raken. Dit zou (sub)tropische houtsoorten goede kandidaten moeten maken voor klankborden, omdat het ontbreken van uitgesproken groeiseizoenen resulteert in hout met nauwelijks zichtbare jaarringen en weinig variaties in densiteit.

Kwalitatief hoogwaardige violen worden echter wereldwijd van dezelfde houtsoort gemaakt:sparren als klankbord (bovenplaat) en esdoorn als framebord (achterkant). Terwijl gitaarbouwers avontuurlijker lijken te zijn in het gebruik van alternatieve houtsoorten, hebben vioolbouwers de neiging om alleen deze traditionele houtsoorten te gebruiken. Hout van goede kwaliteit komt meestal uit koudere streken, zoals Canada of de Europese Alpen, waar de bomen langzamer groeien, wat resulteert in een uniforme houtstructuur met minder schommelingen in de dichtheid.

Het klankbord aan de voorkant van de viool moet geluid goed kunnen overbrengen, terwijl het frame aan de achterkant een hoge, elastische modulus moet hebben om het klankbord te ondersteunen, terwijl het toch goed geluid uitstraalt. Beide delen moeten een vrij lage dichtheid hebben om onnodig gewicht te voorkomen, wat het bespelen van het instrument ongemakkelijk zou maken.

Op basis van al deze vereisten heeft ons onderzoeksteam verschillende houtsoorten uit zuidelijk Afrika gekarakteriseerd om mogelijke alternatieven voor het maken van viool te identificeren. We hebben uiteindelijk besloten dat Yellowwood (Podocarpus latifolius) en Knysna Blackwood (Acacia melanoxylon - strikt genomen niet inheems, maar sinds het begin van de twintigste eeuw in de natuurlijke bossen van het zuidwesten van Zuid-Afrika) geschikt zouden zijn als klankborden. Inheems in West-Afrika waren Sapele (Entandrophragma cylindricum) en Hardpear (Olinia ventosa) uit Zuid-Afrika het meest geschikt als frameboards.

De Afrikaanse viool testen

Hannes Jacobs is een professionele gitaarbouwer uit Pretoria, Zuid-Afrika. Een gitaarbouwer is iemand die snaarinstrumenten bouwt. Hij stemde ermee in om een ​​viool op ware grootte te maken van Yellowwood en Sapele. We wilden ervoor zorgen dat de kwaliteit van het instrument vergelijkbaar zou zijn met commerciële instrumenten van goede kwaliteit.

De geluidskwaliteit van dit instrument, genaamd de "Afrikaanse viool", werd vervolgens vergeleken met een viool gemaakt van traditionele houtsoorten door dezelfde gitaarbouwer, met dezelfde methodologie. Beide instrumenten werden bespeeld door dezelfde speler met dezelfde strijkstok.

De geluidskwaliteit van de twee violen werd bepaald door audiofrequentiespectra - bereiken - van verschillende afzonderlijke noten op te nemen om de waarneembare boventonen te analyseren. Dit is een muzikale toon die deel uitmaakt van de harmonische reeks boven een grondtoon. Een goede geluidskwaliteit bestaat over het algemeen uit veel harmonischen bij hogere frequenties.

De Afrikaanse viool werd bij verschillende gelegenheden door verschillende muzikanten bespeeld, en ze waren het er allemaal over eens dat het geluid heel anders is dan dat van de meeste andere violen. De algemene beoordeling was dat het een zeer vol, krachtig geluid heeft met een sterk lager register dat goed door de kamer projecteert.

De resonantiefrequenties van de Afrikaanse viool zijn zichtbaar anders dan die van de conventionele viool. Het heeft sterkere harmonischen in het lage frequentiebereik, wat resulteert in een vol geluid dat goed draagt. Het toont ook meer boventonen bij hogere frequenties. Voor frequenties boven 3 kHz laat de Afrikaanse viool duidelijk hogere amplitudes zien, waardoor hij een wat hard geluid krijgt, terwijl de lagere amplitudes van de conventionele viool resulteren in een zachter geluid. De Afrikaanse viool is waarschijnlijk beter geschikt voor moderne of jazzmuziek.

De fysieke eigenschappen van het hout dat voor de Afrikaanse viool wordt gebruikt, suggereerden dat het in het hoge frequentiebereik minder goed geluid kan uitstralen dan vurenhout. In tegenstelling tot deze verwachting vertoont de Afrikaanse viool grotere resonantiepieken bij hoge frequenties dan de conventionele viool. Resonantiepieken bevinden zich op de frequenties waar het klankbord het meest oscilleert en ze componeren de muzieknoten die je hoort. Hoe meer resonantiefrequenties hoorbaar zijn, hoe voller het geluid.

Samenvattend

De resultaten van ons onderzoek laten zien dat Afrikaanse houtsoorten duidelijk geschikt zijn om als klankhout in violen te gebruiken. Ze zijn in staat een instrument te produceren met een mooie, zij het iets andere klank.

De Afrikaanse viool heeft een beduidend sterker geluid in de lagere frequenties die heel goed door de kamer wordt gedragen. Het vertoonde ook meer harmonischen met hogere amplituden in de hoge frequenties, waardoor het een harder geluid heeft dan de conventionele viool. Yellowwood en Sapele kunnen worden gebruikt om snaarinstrumenten te maken met een sonore, sterke klank.