Agujero (instrumentos de viento)

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En música , el orificio de un instrumento de viento (incluidos los de viento de madera y de metal ) es su cámara interior. Esto define un camino de flujo a través del cual viaja el aire, que se pone en vibración para producir sonidos. La forma del orificio tiene una fuerte influencia en el timbre del instrumento .

El cono y el cilindro son las dos formas ideales que se utilizan para describir los orificios de los instrumentos de viento . No se suelen utilizar otras formas, ya que tienden a producir armónicos disonantes y un sonido poco musical. Los instrumentos pueden constar de un tubo principalmente cónico o cilíndrico, pero comienzan en una boquilla y terminan en una "campana" o " campana " que se expande rápidamente . Esta "campana" reduce el desajuste de impedancia acústica entre el instrumento y el aire, lo que permite que el instrumento transmita el sonido al aire de manera más eficaz. ^[1]

Estas formas afectan la prominencia de los armónicos asociados con el timbre del instrumento. Un orificio que se ensancha desde la boquilla reduce la resistencia a la respiración, mientras que un orificio que se estrecha desde la boca la aumenta, en comparación con un cilindro.

El diámetro de un tubo cilíndrico permanece constante a lo largo de su longitud. El comportamiento acústico depende de si el instrumento está tapado (cerrado en un extremo y abierto en el otro), o abierto (en ambos extremos). Para un tubo abierto, la longitud de onda producida por el primer modo normal (la nota fundamental ) es aproximadamente el doble de la longitud del tubo. La longitud de onda producida por el segundo modo normal es la mitad de esa, es decir, la longitud del tubo, por lo que su tono es una octava más alto; por lo tanto, un instrumento de tubo cilíndrico abierto sopla en exceso en la octava. Esto corresponde al segundo armónico, y generalmente el espectro armónico de un instrumento de tubo cilíndrico abierto es fuerte tanto en armónicos pares como impares. Para un tubo tapado, la longitud de onda producida por el primer modo normal es aproximadamente cuatro veces la longitud del tubo. La longitud de onda producida por el segundo modo normal es un tercio de esa, es decir, los 4/3 de la longitud del tubo, por lo que su tono es un doceavo más alto; un instrumento de tubo cilíndrico tapado sopla en exceso en el doceavo. Esto corresponde al tercer armónico; por lo general, el espectro armónico de un instrumento con un orificio cilíndrico tapado, particularmente en su registro más bajo, es fuerte solo en los armónicos impares. Sin embargo, los instrumentos de viento metal modernos generalmente hacen uso de la longitud completa del instrumento para cada tono y, por lo tanto, se ven afectados significativamente por los efectos de la boquilla y la campana . Estos modifican las resonancias del instrumento para asemejarse mucho a las de un tubo cónico, incluso si el orificio es mayoritariamente cilíndrico. ^[2]

Los instrumentos que tienen un orificio cilíndrico, o mayoritariamente cilíndrico, incluyen:

El diámetro de un orificio cónico varía linealmente con la distancia desde el extremo del instrumento. Un orificio cónico completo comenzaría en el diámetro cero, el vértice del cono. Sin embargo, los orificios de los instrumentos reales se aproximan a un tronco de cono. La longitud de onda producida por el primer modo normal es aproximadamente el doble de la longitud del cono medida desde el vértice. La longitud de onda producida por el segundo modo normal es aproximadamente igual a la longitud del cono, por lo que su tono es una octava más alto. Por lo tanto, un instrumento de orificio cónico, como uno con un orificio cilíndrico abierto, sopla en la octava y generalmente tiene un espectro armónico fuerte tanto en armónicos pares como impares.

Los instrumentos que tienen un orificio cónico o aproximadamente cónico incluyen:

Algunas secciones de los tubos de los instrumentos de viento de madera difieren de un cono o cilindro auténticos. Por ejemplo, aunque los oboes y los oboes d'amore tienen una afinación similar, tienen campanas terminales de forma diferente. Por consiguiente, la voz del oboe se describe como "penetrante" en comparación con la voz más "plena" del oboe d'amore.

Aunque la forma del orificio de los instrumentos de viento de madera generalmente determina su timbre, la geometría exterior de los instrumentos normalmente tiene poco efecto en su sonido. Además, la forma exterior de los instrumentos de viento de madera puede no coincidir abiertamente con la forma de sus orificios. Por ejemplo, si bien los oboes y los clarinetes pueden parecer similares en apariencia, los oboes tienen un orificio cónico mientras que los clarinetes tienen un orificio cilíndrico.

El orificio de una flauta dulce barroca tiene un cono "invertido", siendo más ancho en la cabeza y más estrecho en la base del instrumento. ^[3] La mayoría de las flautas dulces contemporáneas también tienen un orificio cónico, ya que están hechas de manera muy similar a las flautas dulces barrocas. Sin embargo, múltiples flautas dulces renacentistas , medievales y también modernas tienen un orificio cilíndrico . Algunas flautas de hojalata también tienen un cono invertido.

Los instrumentos de viento metal también se clasifican a veces como cónicos o cilíndricos, aunque la mayoría de ellos tienen, de hecho, secciones cilíndricas entre una sección cónica (el cono de la boquilla o tudel ) y una sección ensanchada no cónica ni cilíndrica (la campana). Benade proporciona las siguientes proporciones típicas: ^[4]

Estas proporciones varían según se operen las válvulas o las correderas; los números anteriores son para instrumentos con las válvulas abiertas o la corredera completamente hacia adentro. Esta desviación de los modelos estándar de tubos cilíndricos y cónicos significa que las frecuencias de modo normal de los instrumentos de viento metal no corresponden a múltiplos enteros del primer modo, que no se utiliza para tocar. Sin embargo, los modos más altos corresponden bastante bien a múltiplos enteros de una "fundamental ficticia" que a menudo todavía se puede tocar como un tono de pedal . ^[5] Los intérpretes de instrumentos de viento metal (en contraste con los de viento madera) pueden "subir o bajar" notas considerablemente, y en algunos instrumentos hacen uso de frecuencias privilegiadas (tonos de pedal y tonos falsos ), para obtener notas afinadas fuera del rango permitido por los modos normales. ^[4]

• Resonancia acústica
• Serie armónica (música)
• Onda cuadrada
• Onda triangular

• Nederveen, Cornelis Johannes, Aspectos acústicos de los instrumentos de viento de madera . Ámsterdam, Frits Knuf, 1969.
• para la forma de onda y las características armónicas, clarinete y una comparación cónica y cilíndrica. Bryan H. Suits, Phy.MTU.edu .
  • El autor anterior se refiere a: "El orificio cónico en la acústica musical", por RD Ayers, LJ Eliason y D. Mahgerefteh, American Journal of Physics , Vol 53, No. 6, págs. 528–537, (1985).
• Breve descripción con formas de onda del fagot. También se incluye un análisis general de la acústica (con cálculos y formas de onda) en instrumentos de viento. 18 de enero de 2011. GSU.edu .