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INSTRUMENTOS MUSICALES

Podemos definir un instrumento como cualquier objeto que es utilizado para algún fin por el ser

humano. La clave de esta definición radica en que la propiedad del instrumento no es una

característica propia del objeto sino que es brindada por el ser humano al conferirle un uso

funcional.

1. Sistema

Un instrumento musical es un sistema. Un sistema está compuesto por una estructura (las partes

que lo integran) y un principio de organización, que es lo que brinda identidad al sistema.

En el caso de los instrumentos musicales el sistema está compuesto al menos por un oscilador.

Muchos instrumentos musicales disponen también de un resonador. En este caso, puede ser

interesante estudiar la forma en que están acoplados oscilador y resonador. Finalmente es

importante identificar la fuerza que excita el oscilador y, particularmente, la forma en que se lo

excita.

Por ejemplo, en un instrumento de cuerdas, la cuerda es el oscilador. La caja de resonancia es el

resonador. Mientras que la forma en que se aplica la fuerza depende del instrumento: el dedo (o

plectro) en la guitarra, un martillo en el piano, un arco en el violín.

SI lo importante de un instrumento musical es que puede producir un sonido, entonces el estudio

desde el punto de vista acústico de un instrumento musical debe centrarse en la forma en que se

produce dicho sonido. Y más ampliamente en la influencia (incidencia) de cada una de las

componentes del sistema (oscilador, eventual resonador y forma de excitación) sobre los

parámetros del sonido, estos son: frecuencia fundamental (en caso de haberla - en general nos

interesará saber cuál es la serie de parciales que se produce y a partir de qué parámetros de

genera cada una de las frecuencias que la componen), intensidad, duración, timbre, (forma de

onda).

No podemos esperar que haya una única correspondencia entre una parte del sistema y uno de los

parámetros del sonido. En general vamos a determinar que las distintas componentes del sistema

"instrumento musical" van a estar ejerciendo influencia sobre más de uno de los parámetros del

sonido.

En la medida en que el músico intérprete tiene por función la producción de sonidos con su

instrumentos musical, es importante la reflexión acerca del funcionamiento de su instrumento a

efectos de conocer cómo controlar los distintos parámetros del sonido que producirá en el

transcurso de una interpretación.

2. Principios

2 Si bien cualquier objeto es potencialmente un instrumento musical y como tal debería ser

estudiado si, en determinadas circunstancias, es utilizado como instrumento musical en el

contexto de una composición musical, vamos ahora a concentrarnos en el estudio de ciertos

principios de funcionamiento acústico en los que se basa un conjunto importante de los

instrumentos musicales más usados dentro de nuestra cultura.

3. Osciladores

En primer lugar debemos estudiar los modos de oscilación de:

Cuerdas

Columnas de aire

Lengüetas

Membranas y placas

Barras

3.1 Cuerdas

La cuerda es un objeto cuyo largo es mucho mayor que su ancho (de manera que podemos

considerarlo casi como unidimensional). La cuerda fija en dos extremos genera series de parciales

armónicas. La onda más usada desde el punto de vista musical es la transversal.

La frecuencia (fundamental) que produce una onda es directamente proporcional a la tensión a la

que está sometida e inversamente proporcional al largo y a la densidad lineal de la misma. El

timbre (forma de onda resultante) dependerá fundamentalmente del material de construcción,

del modo según el cual se excite al oscilador, del punto sobre el cual se excite la cuerda, y de las

características del objeto con el cual se la ponga en oscilación.

3.2 Columnas de aire

Hablamos de columnas de aire encerradas dentro de un tubo y debemos diferenciar dos casos: los

tubos cerrados en un extremo (generalmente llamados tubos cerrados) y los tubos abiertos en los

dos extremos (generalmente llamados tubos abiertos). La onda que se produce es longitudinal. La

columna de aire encerrada en un tubo produce una serie de parciales armónica completa (tubo

abierto en los dos extremos) o una serie de parciales con sólo los armónicos impares (tubo cerrado

en un extremo).

La frecuencia (fundamental) es inversamente proporcional al largo del tubo, con la característica

de que el tubo cerrado en un extremo produce una frecuencia fundamental de la mitad (una

octava más baja) que la que produce un tubo abierto en ambos extremos del mismo largo.

El timbre dependerá fundamentalmente de la relación que exista entre el largo y el ancho del tubo

y de la forma (interior) del mismo: cónico, cilíndrico o mezcla de ambos.

En rigor, las columnas de aire encerradas en un tubo cumplen la función de resonadores. De

acuerdo al sistema al que estén acoplados pueden tener un comportamiento claro como

3 resonador o tener una interacción tal con el verdadero oscilador que hace que el estudio pueda

parecer confuso.

3.3 Lengüetas

Es necesario distinguir entre lengüetas blandas y duras. Las lengüetas blandas producen

frecuencias muy inestables, dependiendo de la intensidad con la que se sople. Acopladas a un

resonador como es una columna de aire encerrada en un tubo la frecuencia de oscilación de las

lengüetas se estabiliza y ambos en interacción producen una onda con frecuencia más fácilmente

controlable.

Las lengüetas duras producen frecuencias estables y la frecuencia fundamental depende de las

características de la lengüeta, es decir, material de construcción y dimensiones. Si el sistema tiene

acoplada una columna de aire encerrada a un tubo, esta funciona claramente como resonador. Las

características tímbricas dependerán esencialmente del material con el que está construida la

lengüeta.

3.4 Membranas y placas

Se podría estudiar la membrana rectangular como la combinación de varias cuerdas paralelas y

perpendiculares. Los modos de oscilación resultan de la combinación de los modos de oscilación

de las cuerdas. Las membranas circulares (más usadas) no producen series armónicas. Se

producen nodos radiales y circulares. Las figuras que identifican los diferentes modos de oscilación

fueron estudiadas por Chladni (y suelen conocerse con ese nombre: figuras de Chladni).

De manera similar a las cuerdas, la frecuencia más grave de la onda de una membrana en

oscilación será directamente proporcional a la tensión a la que está sometida e inversamente

proporcional a su radio y a densidad de superficie de la misma. Tímbricamente dependerá

fundamentalmente del material con el cual está construida la membrana, pero también del punto

en el cual sea excitada y el tipo de baqueta que se use para excitarla (en rigor, la superficie de la

baqueta que tenga contacto con la membrana).

Cuando hablamos de placas estamos usamos una terminología diferente a la que suelen usar los

percusionistas. Nos referimos a instrumentos como los platillos o las campanas. Se incluyen en el

mismo capítulo que las membranas dado que su comportamiento acústico es similar. Una

diferencia fundamental es que las placas no están fijas en sus extremos (como la membrana), por

lo que no podemos hablar de que estén sometidas a una tensión determinada.

3.5 Barras

Al hablar de barras (lo que los percusionistas suelen llamar placas) nos estamos refiriendo a los

instrumentos como xilófono, marimba o vibráfono. Hay que distinguir barras fijas en dos puntos y

barras fijas en un extremo. Existen similitudes entre la barra fija en dos puntos y la cuerda fija en

sus dos extremos, pero mientras que la fuerza de reposición en la cuerda se genera a partir de la

tensión a la que está sometida, en el caso de la barra se debe a la rigidez del material del cual está

construida, lo cual depende a su vez del grosor de la placa.

4 La frecuencia fundamental será directamente proporcional al grosor e inversamente proporcional

al largo de la barra.

Las barras de sección uniforme no producen series de parciales armónicas. No obstante, los modos

de oscilación que se producen tienen frecuencias bastante separadas entre sí, lo que evita la

generación de un sonido con carácter de "ruido" como el de la membrana. Variando la sección de

la barra (haciendo que no sea uniforme) puede modificarse la frecuencia de algunos modos de

oscilación, de manera de aproximar la serie de parciales a una serie armónica. Las distintas formas

en la variación de la sección tendrán como resultado timbres diferentes en el sonido de la barra.

4. Modos de excitación de los osciladores

El modo de excitación de los osciladores influye en lo inmediato en la intensidad y en la duración

de los sonidos. Pero también influye en la resultante tímbrica del sonido, ya sea por el modo

mismo de excitación como por el punto en el cual se realiza la excitación o las características del

objeto con el cual se la realiza.

Las cuerdas podrán ser excitadas por pulsación (guitarra), percusión (piano) o frotado (violín).

También podrán ser excitadas por el viento, como el caso de las arpas eólicas. Las membranas,

placas y barras son excitadas por percusión (mediante baquetas) y existen diferentes baquetas

que tienen por objetivo producir resultados tímbricos variados. Las lengüetas se excitan por medio

de chorros de aire, que son generados por el intérprete (caso de los instrumentos de soplo) o por

sistemas de generación de aire, como en el órgano. Existen instrumentos (de los llamados

idiófonos) en los que la excitación del oscilador se realiza por sacudido.

Especialmente a lo largo del siglo 20 la experimentación que buscó la expansión de las

posibilidades tímbricas de los instrumentos musicales acústicos "usuales" (en determinado

contexto cultural), llevó a la ampliación de los modos de excitación de los osciladores, de manera

distinta para la cual habían sido construidos. En todo caso igual se reducen a las categorías

mencionadas anteriormente.

5. Resonadores

La función de los resonadores es la de ayudar a adaptar la amplitud del movimiento de los

osciladores a las necesidades que plantea el movimiento de las masas de aire a través del cual el

sonido se propagará. En algunos casos (como los instrumentos de cuerda) el resonador permite

directamente la audición de la oscilación, mientras que en otros (como en los instrumentos de

barra) cumple la función de resaltar la oscilación original.

Adicionalmente, en la medida en que -como todo cuerpo- el resonador tiene su propia curva de

respuesta de frecuencias, con zonas en las cuales hay picos de resonancia o formantes, la acción

5 del resonador también afectará al timbre del instrumento musical, modificando las características

tímbricas originales producidas por el oscilador.

Es importante estudiar la forma de transmisión de la oscilación del oscilador al resonador, porque

allí se produce siempre una pérdida de energía que afecta tanto a la intensidad final del sonido,

como eventualmente a su duración.

Encontramos resonadores en los instrumentos de cuerda, lo que se conoce como caja de

resonancia. Los instrumentos de membrana suelen tener un resonador acoplado (el cuerpo del

tambor, por ejemplo). También son resonadores los tubos que encontramos en instrumentos de

barra (debajo de las barras) como la marimba o el vibráfono. Finalmente, como ya se mencionara,

en general las columnas de aire encerradas en tubos cumplen la función de resonadores.

6. La voz

La fonética acústica estudia los modos de producción sonora de la voz humana. La producción

sonora está estrechamente relacionada con el idioma. Hay sonidos (fonemas) que aparecen en un

idioma pero no en otro. Y hay representaciones gráficas cuya transcripción sonora puede ser muy

distinta dependiendo del idioma.

Existen tres grandes grupos sonoros

Los sonidos vocálicos, que tienen series armónicas

Los sonidos consonánticos, compuestos muchas veces exclusivamente por transitorios

Los sonidos que combinan ambos.

La voz funciona básicamente sobre el principio de un chorro de aire que pone en oscilación a los

ligamentos vocales. Estos son llamados también "cuerdas" vocales, pero preferimos evitar esta

denominación a efectos de no confundirlos con los osciladores "cuerdas", que no son similares ni

morfológicamente ni desde el punto de vista del funcionamiento acústico.

La voz debe ser uno de los pocos instrumentos musicales que tiene un resonador variable,

compuesto por la cavidad bucal y nasal, esencialmente, pero también por las otras partes del

tracto vocal. Los ligamentos vocales oscilando producen un sonido único, que es moldeado

tímbricamente por el resonador, en función de la colocación de los diferentes articuladores. La

diferencia entre las distintas vocales es la ubicación de los picos de resonancia (formantes)

generada por las características del resonador a partir de la combinación de los articuladores.

La voz cantada en la tradición de la música culta occidental se caracteriza por la introducción de un

formante adicional, el llamado "formante de canto", situado alrededor de los 2.500 Hz. Dicho

formante era necesario para que los cantantes concentraran una parte importante de su energía

en una zona en la cual la energía de una orquesta no es muy grande, a efectos de poder ser

escuchados cuando cantaban con ese cuerpo instrumental.

6 En la tradición musical uruguaya los cantantes de murgas recurrían a un principio similar de

introducción de un formante adicional en el canto, con fines también equivalentes, de poder ser

escuchados a mayores distancias. Aunque en este caso debido a que las presentaciones se

realizaban en lugares que no ayudaban a la proyección del sonido, así como para superar el sonido

"ambiente" del lugar en donde se realizaban las presentaciones.

La producción de la voz

Partes del aparato fonador

El instrumento vocal consta de tres niveles:

1. Sistema soplador: pulmones, tráquea y diafragma. 2. Sistema vibrador: laringe y cuerdas vocales. Las cuerdas vocales se alojan en la glotis, que

está en la laringe. 3. Sistema resonador: faringe, boca, fosas nasales y senos craneales. Son los responsables

de la articulación de la palabra y del timbre vocal.

El diafragma

Es un músculo fundamental en la producción de la voz y el canto que se sitúa debajo de los pulmones y mediante su movimiento controla la entrada y salida del aire.

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Las cuerdas vocales

Se sitúan en la glotis, que está en la laringe. En realidad no son cuerdas, sino dos tendones elásticos. La presión del aire que sale de los pulmones las hace vibrar y, de esta forma, producir sonido.

Durante la respiración las cuerdas permanecen abiertas y en reposo para dejar salir el aire que proviene de los pulmones. Pero para hablar o cantar, se tensan, se juntan y el aire que pasa entre ellas las hace vibrar.

Las cualidades de la voz, es decir, su altura, su intensidad y su timbre, dependen del equilibrio del aire y de la tensión de las cuerdas vocales. En el niño las cuerdas son pequeñas y cortas, por lo que la voz es aguda.

Las voces de las mujeres (sopranos y contraltos) son finas, estrechas y más cortas que las de los hombres (tenores y bajos), que tienen cuerdas más gruesas y largas. Por eso sus timbres y tesituras (altura de la voz) también son diferentes.

Los resonadores

La voz, tal como la producen las cuerdas vocales, es demasiado débil. Necesita una “caja de resonancia” (sí, como la de la guitarra y otros instrumentos) para amplificar el sonido. En nuestro caso, se trata de unas cavidades huecas que tenemos en el cráneo: la boca, las fosas nasales y los llamados senos nasales y frontales.

La impostación

Según el estilo de música vocal que se quiera interpretar son más adecuados unos tipos de voz que otros. Para interpretar música pop se usa la voz natural. Sin

8 embargo, los cantantes de ópera usan una voz impostada.

La impostación de la voz es una técnica y un entrenamiento que los cantantes de ópera y música vocal clásica practican y estudian durante muchos años para poder llegar a cantar como lo hacen. Mediante esta técnica ejercitan y aprenden a manejar correctamente todas las partes de aparato fonador (diafragma, cuerdas vocales, resonadores…) y el resultado es una voz más ágil, más flexible y más potente. Un cantante de ópera no necesita micrófono para cantar, y se le oye desde la última fila del teatro.

En ocasiones, el desconocimiento o mal uso de la técnica de la impostación hace que se produzcan los nódulos, u otros problemas vocales. No es buena idea forzar la voz, porque puede producir daños en las cuerdas vocales. En casos extremos incluso sería necesario operar.

Incluso una voz especialmente resistente puede salir resentida por el sobreesfuerzo, lo que obliga a pasar por el quirófano.

Características generales de los instrumentos musicales

Las dos características de la música que son principalmente función del instrumento musical son la

tonal y la dinámica. El aspecto tonal depende de la altura y el timbre del instrumento. El aspecto

dinámico del nivel de intensidad absoluto producido por el instrumento y del rango dinámico o

rango de intensidad.

Los instrumentos musicales y la voz producen frecuencias fundamentales y armónicos de las

frecuencias fundamentales. La estructura de armónicos es una de las características que distingue

varios instrumentos musicales y voces. El timbre es el espectro acústico instantáneo del

instrumento. El timbre envuelve las frecuencias y las amplitudes de ambos el fundamental y los

armónicos.

El aspecto dinámico de la música depende de la intensidad. El rango dinámico del instrumento es

la extensión de intensidades que puede producir.

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Instrumentos de cuerda

Hacer vibrar una cuerda es una de las formas más antiguas de producir un tono musical. El área

proyectada por una cuerda es bastante pequeña y por ello una cuerda vibrante no produce un

movimiento apreciable del aire que la rodea. Por esta razón, es costumbre acoplar a la cuerda una

caja de resonancia (resonancia amplia), a fin de aumentar la salida sonora. La caja recibe las

vibraciones de las cuerdas a través de los puentes de apoyo, y después las transmite al aire

amplificadas.

Vibraciones de una cuerda

En las cuerdas pueden producirse vibraciones longitudinales y transversales. Las vibraciones

longitudinales se consiguen frotando en sentido longitudinal una cuerda tensa con una gamuza; la

nota resultante es intensa pero de timbre desagradable. Los chirridos que producen a veces los

instrumentos de cuerda en manos de ejecutantes inexpertos provienen de este tipo de

vibraciones. Sin embargo, cuando se habla de instrumentos de cuerda, es usual referirse a las

vibraciones transversales, en las cuales cada partícula de la cuerda vibra en un plano perpendicular

a la línea de la cuerda.

Una cuerda es capaz de producir el rango completo de sobretonos, que son armónicos del

fundamental, con las frecuencias en la razón de 1, 2, 3, 4, 5, etc. El número y amplitud de los

armónicos depende de cómo y dónde sea excitada la cuerda:

Apoyando ligeramente un dedo sobre un punto de una cuerda, ésta vibrará produciendo

los armónicos que tengan nodos en ese punto.

Al excitar una cuerda en un punto dado, se forma un vientre en el punto de excitación, no

pudiéndose formar por lo tanto ningún parcial que tenga un nodo en dicho punto (ley de

Young ).

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En los instrumentos de cuerda:

Esquema donde se aprecia el sistema de cuerda punteada de un clave:

12 Esquema general de un piano:

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Mecanismo del piano

El mecanismo del piano, aunque puede parecer muy simple, es en realidad un complejo conjunto

de palancas con varios miles de piezas que llevan el impulso de la tecla al macillo para que éste

pueda golpear las cuerdas. De entre estas piezas destacaremos dos tipos:

Los macillos: encargados de la percusión, se hallan debajo de las cuerdas y su superficie

está recubierta de fieltro duro, lo que prolonga ligeramente el contacto entre ellas y las

cuerdas, eliminando los parciales transitorios de orden elevado (disonantes).

Los apagadores: son unos pequeños trozos de madera recubiertos de paño en su parte

inferior que se apoyan en las cuerdas. Mediante unas palancas, al pulsar las teclas (o

también al pisar el pedal derecho) se separan de las cuerdas dejándolas vibrar libremente,

y una vez que subimos la tecla (o soltamos el pedal) el apagador correspondiente se posa

otra vez sobre las cuerdas, impidiendo su vibración.

Mecanismo detallado del escape

Cuando pulsamos una tecla, la parte opuesta asciende, elevando la palanca de escape y la palanca

de repetición. Dicha palanca de escape empuja al rodillo (que a su vez presiona el martillo, que

comienza a elevarse) frenándose al entrar en contacto con el pilotín. La palanca comienza

entonces a deslizarse por el rodillo, y una vez que se separa de éste tanto el martillo como la

palanca de repetición suben rápidamente, permaneciendo ésta última elevada de tal manera que

tras la percusión se encarga de sujetar el macillo, que cae pero sólo en parte, permaneciendo de

ésta manera el macillo más próximo a las cuerdas lo que permite aligerar la velocidad de

repetición. Mientras, la palanca de escape ha vuelto a su posición inicial debajo del rodillo,

preparándose para una nueva percusión. Una vez que levantamos la tecla, todas las piezas

volverían a su posición inicial, bien por efecto de la gravedad o bien por medio de distintos

resortes.

Diferencia entre el mecanismo del piano vertical y el piano de cola

El piano de cola utiliza un mecanismo vertical en el que las piezas retornan a su posición original

por efecto de la gravedad. Cuando se acciona una tecla, el martillo sube, percute la cuerda y

vuelve a caer en su sitio. El mecanismo del piano de cola incluye una palanca de repetición que

facilita y suaviza la siguiente pulsación de tecla, de modo que la repetición de notas se puede

realizar con mayor rapidez (hasta 14 ó 15 veces por segundo ), con un sonido potente y control

expresivo.

Los pianos verticales, que se utilizan desde el siglo XIX, requieren de un mecanismo más compacto

debido a las limitaciones de espacio. Dado que las cuerdas del piano vertical están situadas

verticalmente, los martillos se ayudan de un resorte y una brinda para vencer la gravedad y

14 percuten las cuerdas horizontalmente, con lo cual la repetición de notas resulta más lenta ( 7 u 8

por segundo).

Los pianos de cola y los pianos verticales se diferencian asimismo por sus pedales:

Pedales del piano vertical

Sordina (interpone un paño entre cuerdas y martillos). Se la usa para estudiar. La calidad

del sonido y posibilidades expresivas disminuyen notablemente cuando se la utiliza. No

todos los pianos verticales lo tienen.

Pedal de aproximación (aproxima la martillera al encordado, para que los martillos tomen

menor impulso y percutan las cuerdas más suavemente)

Pedal de expresión (levanta los apagadores)

Pedales del piano de cola

Un piano de cola nunca tiene sordina

Pedal unicordio (desplaza la martillera a la derecha, entonces los martillos percuten a una

o dos cuerdas en lugar de a dos o tres, el efecto logrado es de suavidad del sonido –

equivale al pedal de aproximación del piano vertical, pero el efecto es mejor)

Pedal tonal (mantiene levantados los apagadores de un grupo de notas tocadas si se lo

presiona antes de soltar dichas teclas – sirve para mantener sonando las notas deseadas

luego de haber levantado la mano de las teclas correspondientes, pero sin el efecto de

suciedad que acarrearía utilizar el pedal de expresión). No todos los pianos lo tienen.

Pedal de expresión (levanta los apagadores)

En conclusión, un piano de cola está diseñado principalmente para conciertos, a diferencia de un

piano vertical que, por su diseño, menores dimensiones y relativo bajo costo está pensado como

instrumento de estudio.

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Instrumentos de viento

Los instrumentos de viento son

aquellos que contienen un

volumen gaseoso capaz de

producir sonido al ser

convenientemente excitado. El

cuerpo sonoro es el volumen

gaseoso y no el recipiente que

lo contiene; el recipiente tiene

la importante función de definir

la forma del volumen gaseoso

pero fuera de esto influye

relativamente poco sobre los

fenómenos sonoros.

Vibraciones de la columna de

aire contenida en un tubo sonoro

La vibración de las columnas de aire

contenidas en los tubos sonoros es debida a

la formación de una onda estacionaria. Por

tanto, las columnas poseen nodos (vibración

nula) y vientres (amplitud de vibración

máxima), equidistantes de los anteriores. La

distancia entre dos nodos o dos vientres

consecutivos es siempre de media longitud

de onda. En los extremos cerrados siempre

se producen nodos y en los extremos

abiertos generalmente se producen

vientres. El punto de excitación no puede

ser un nodo, pero no necesita ser un vientre,

pudiendo estar en un punto intermedio. No

es necesario que las aberturas de un tubo

coincidan con los extremos, pudiendo éstos

estar cerrados y haber una o más aberturas

en otras partes del tubo.

17 En el gráfico de la página precedente se aprecian los modos de vibración en una columna de aire de tubo abierto, en este caso son similares a los de una cuerda. Los modos de vibración en una columna de aire de tubo cerrado pueden verse en el gráfico de la derecha.

Las variaciones de temperatura influyen sobre la frecuencia de los sonidos que emite un tubo sonoro: cuando aumenta la temperatura, aumenta la velocidad del sonido y por lo tanto la frecuencia de los sonidos que éste emite. Por otra parte, el aumento de temperatura afecta también a las dimensiones del tubo; al aumentar su longitud el sonido será más grave, compensándose en parte el efecto de la temperatura sobre la velocidad del sonido.

Características de los instrumentos de viento:

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Arriba: embocadura indirecta de una flauta dulce. El intérprete sopla por un orificio y luego el aire se canaliza hasta el punto donde se inicia el sonido.

Arriba: corte de la boquilla de un clarinete, con su respectiva caña (lengüeta) colocada.

A la derecha: boquilla y caña de clarinete, muy similar a la utilizada por el saxofón.

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Arriba: caña de oboe, similar a la utilizada por el fagot. (Lengüeta doble)

A la derecha: corte de la boquilla de trompeta, barroca a la izquierda y moderna a la derecha.

Arriba, izquierda y derecha: esquema y fotografía de válvulas rotatorias

20 A la derecha: interior de un bandoneón: los peines. Esos peines, 14 en total -8 en la mano derecha (voces) y 6 en la mano izquierda (bajos)- son básicamente chapas metálicas de cuya aleación depende el sonido. Esas chapas poseen hendiduras, obturadas por un lado con lengüetas de acero y por el otro, con sopapas de cuero.

Los botones que pulsa el instrumentista están colocados en la parte exterior de las cajas, y al ser accionados ponen en funcionamiento unas piezas de madera, llamadas zapatillas, que son las que accionan las lengüetas y sopapas para producir el sonido.

Arriba, a la izquierda: corte de tubo de órgano de lengüeta (en este caso, registro de trombón de 16 ó 32 pies)

Arriba, a la derecha: corte de tubo de órgano labial, de madera, (en este caso, registro de violoncello, de 16 pies)

21 A la derecha: tubo de lengüeta, registro Apfelregal. “Apfel”, en alemán, significa “manzana”, y ese nombre alude a la forma del resonador. Los organeros nunca han escatimado esfuerzo e ingenio a la hora de lograr los más variados colores sonoros.

Un ejemplo de ello es el registro “pajarillos” en los órganos ibéricos. El gorjeo de pájaros se reproduce sumergiendo el extremo de uno o más tubos de órgano en un recipiente con agua. La presión del aire que sale de los tubos desplaza el agua, los tubos emiten un sonido pleno, pero inmediatamente el agua recupera su nivel, cierra la boca del tubo y el sonido desaparece. De manera también inmediata la presión abre otra vez el tubo y un nuevo sonido sale de él; se produce así un sonido intermitente, un gorjeo.

A la izquierda, arriba y abajo: fotografías del dispositivo para lograr el sonido de “pajarillos”

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Arriba: consola del órgano de la Catedral de St. Paul, Londres.

Abajo: órgano relativamente pequeño, parcialmente ensamblado.

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Instrumentos de percusión

Los instrumentos de percusión son aquellos que producen sonido cuando son excitados por percusión directa o indirecta; los instrumentos de cuerda percutida que pertenecen en realidad a esta categoría, no se estudian dentro de ella, pues sus características y posibilidades musicales son muy diferentes.

La percusión se efectúa de maneras muy diversas mediante varillas metálicas, mediante baquetas, golpeando un cuerpo sonoro contra otro, indirectamente mediante un teclado, etc.

En líneas generales, puede decirse que la función musical de los instrumentos de percusión es rítmica.

Vibraciones de una varilla

Las varillas son cuerpos rígidos cuya longitud es notablemente mayor que las dimensiones restantes. Pueden vibrar con vibraciones longitudinales, transversales o de torsión.

Las varillas se clasifican en simétricas, cuando poseen un punto de apoyo único situado en su centro o puntos equidistantes de éste y asimétricas, cuando están apoyadas sobre puntos dispuestos asimétricamente o fijas en un punto único distinto del centro.

Para provocar vibraciones longitudinales, la varilla se frotará fuertemente en sentido longitudinal. Cuando las varillas vibran longitudinalmente, se comportan como tubos sonoros, abiertos las simétricas y cerrados las asimétricas.

El estudio de las vibraciones transversales de una varilla es algo más complicado. Cuando una

varilla es flexionada, sus partes externa e interna experimentan tensiones contrarias, de

compresión en un caso y de tracción en el otro. Entre ellas existe un eje neutral, cuya longitud

permanece invariante.

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Vibraciones de placas y membranas

Las placas y membranas son cuerpos de superficie grande con relación a su espesor; excitadas por percusión o fricción emiten sonidos caracterizados por un complejo grande de parciales discordantes. Las placas, debido a su rigidez, sólo necesitan un punto de apoyo, mientras que las membranas necesitan tensión previa para vibrar.

El físico alemán Florencio Chladni realizó profundos estudios sobre las vibraciones de las placas y membranas y descubrió que en estos cuerpos no existen nodos y vientres propiamente dichos, sino líneas de puntos donde la vibración es nula o pequeña, llamadas líneas nodales, y zonas demarcadas por estas líneas donde la vibración alcanza valores máximos llamadas zonas ventrales.

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A la derecha: demostración práctica de las figuras de Chladni, usando un “plato de Chladni” y un arco de violín.

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Sobre Ernst Florenz Chladni

Fue un científico y músico alemán del Siglo VIII, obsesivo estudioso de la naturaleza y de los patrones de ondas producidos por vibraciones.

Estudió temas tan versátiles como el ciclo de las estaciones, las gotas de lluvia, la formación de patrones climáticos o el comportamiento de las cadenas montañosas.

Fue además el primero en dar una explicación consecuente sobre los meteoritos, y también se interesó en la poesía y los sistemas sociales.

Merced a sus observaciones y a su enorme perspicacia e inteligencia, Chladni (a quien suele llamársele “El Padre de la Acústica”) logró demostrar mediante unos sencillos y contundentes experimentos visuales que la materia es susceptible al sonido, ganándose la atención de colegas, médicos, filósofos, y místicos por igual.

Para demostrarlo, sujetó por su centro un plato de metal circular, y lo hizo vibrar frotándolo con el arco de un violín u otro generador de frecuencia (por ejemplo, una bocina), después de haber espolvoreado arena fina sobre la placa. El resultado fueron bellos e intrincados patrones geométricos únicos para cada vibración (cada frecuencia originaba un patrón particular y por ende un resultado diferente al resto), que permanecían intactos mientras se mantenía el sonido y se deshacía cuando se detenía.

Ante sonidos armoniosos, los patrones adquirían configuraciones no sólo bellísimas, sino simétricas, y hasta producían mandalas geométricas.

Chladni dibujaba posteriormente a los experimentos las líneas y patrones que la arena formaba sobre la placa en correspondencia con cada frecuencia.

El denominador común resultó ser que todos reflejaban patrones de cierto número, proporción y simetría. A esto lo llamó: Principio Armónico. (“Cualquier cosa que veamos se puede describir en términos de periodicidades y ritmos”)

“El sonido puede verse”, fueron las palabras de Napoleón cuando, en 1808, Chladni presentó esta experiencia en la Academia de Ciencias de París en su presencia.