Instrumentos de viento – Flauta y Clarinete

Publicado: abril 8, 2013 en Acústica para músicos
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Este es un tema bastante extenso. A ver si lo hago entretenido.

 Clasificación de los instrumentos de viento

En Acústica Musical diferenciamos los instrumentos de viento por:

Según el material

Se tiene en cuenta el material del excitador.

  1. De madera – Clarinete, oboe, saxofón…
  2. De metal (aunque el verdadero excitador son los labios del instrumentista). – Trompeta, tuba..
Según el número de aberturas
  1. Tubo abierto – Flauta
  2. Tubo cerrado – Clarinete
Según la forma del taladro (tubo)
  1. Cilíndricos
  2. Cónicos
  3. Prismáticos
Según su embocadura
  1. De bisel – Flauta
  2. De lengüeta simple – Clarinete
  3. De lengüeta doble – Oboe

En esta entrada para hacerlo lo más comprensivo he escogido dos instrumentos que representen tipos de instrumento de viento: la flauta y el clarinete. Quedan pendientes otros instrumentos característicos de otras clasificaciones como el saxofón y la trompeta. Los analizaremos en otras entradas.

La flauta

La flauta es un instrumento de metal, cilíndrico, de tubo abierto y con embocadura de bisel.

partes-flauta

Puntos importantes:

  1. Para producir un sonido SIEMPRE necesitamos algo que vibre. Nuestras cuerdas vocales, la lengüeta, los labios, algo…
  2. Dentro de un tubo acústico la presión es mayor a la presión atmosférica del exterior, por lo tanto el medio es distinto.

Si os acordáis de la entrada de membranas, existía lo que llamábamos modos propios de vibración de la membrana. Estos modos eran los que definían las frecuencias (la altura fundamental y el timbre) del instrumento. En los instrumentos de viento pasa lo mismo pero por otros motivos.

Tenemos una flauta travesera, soplamos de forma rasante en uno de los extremos del tubo haciendo que vibren los bordes de este extremo e inicie la onda sonora a través del tubo. La onda viaja a través del tubo pero cuando llega al final se encuentra con un cambio de medio porque la presión ha cambiado a la presión atmosférica. No se lo toma muy bien, para la onda es como una resistencia y el 5% de la onda sale al exterior mientras que el 95% rebota y da la vuelta. Lo que ocurre ahora quizá algunos lo disteis en física de bachiller. Dos ondas completamente iguales se suman. Si fueran completamente iguales y contrarias se destruirían mutuamente pero como una está un poco retrasada de la otra (distinta fase) se crean zonas estáticas donde la interferencia es constructiva (un máximo o vientre) y zonas donde la interferencia es destructiva (un mínimo o nodo). Además como los dos extremos son abiertos, en los extremos la onda tiene obligatoriamente una zona de máxima velocidad de vibración o mínima presión.

Imaginaros, nosotros que queríamos soplar y hacer vibrar eso de todas las formas para hacer un ruido bien fuerte, no solo se queda atrapada mucha energía dentro de la flauta ¡sino que además por culpa del tubo obliga a la onda que pasa a tener unas frecuencias determinadas! ¡Por culpa de eso va a sonar solo una nota! ¿Solo una nota? ¿Pero no son varias frecuencias las que cumplen esas condiciones y van a poder pasar? Pues sí pero si utilizando los datos que tenemos conseguimos la fórmula de las frecuencias que cumplen esto:

formulaabierto

La frecuencia número “n” que cumple esto depende de v=velocidad del sonido y L = longitud del tubo. Las dos son constantes así que todas las frecuencias son múltiplos de la primera y como vimos en la primera entrada eso significa que el sonido será armónico y escucharemos la nota de la frecuencia fundamental.

modosflauta

Con esta imagen representamos mediante más rayas las zonas donde la vibración es máxima.

Por supuesto, cuando en la flauta levantamos dedos podemos estar haciendo dos variantes:

  1. Si levantamos los dedos en orden estamos disminuyendo la longitud del tubo porque el aire sale antes por lo tanto la frecuencia de la nota es más aguda.
  2. Hay veces que para realizar ciertas notas levantamos el dedo de una posición intermedia. En ese caso si en esa posición del tubo había un máximo de presión, al poner un agujero lo hemos liberado y hemos añadido una nueva condición a las notas que deben pasar por el tubo por lo que cambiamos la fórmula y las frecuencias que sonarán.

El Clarinete

En contraposición a la flauta utilizaremos el clarinete.

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El clarinete es un instrumento de madera, de lengüeta simple, de forma cónica y de tubo cerrado.

Las diferencias con la flauta son:

  1. La lengüeta es la encargada de generar la excitación. Es el elemento vibrante.
  2. Aunque la lengüeta esté vibrando, nuestra boca también influye por lo que el verdadero extremo superior está cerrado.

El principio de funcionamiento es el mismo pero las condiciones son distintas. Las dos ondas se suman pero en un extremo (el superior) la presión es máxima y la velocidad de vibración mínima y en el otro extremo (la boca del clarinete) la presión es mínima y la velocidad de vibración máxima.

clarinetedibu

Así que siendo así cuando intentamos buscar la fórmula de las frecuencias que saldrán del clarinete pasa lo siguiente:

flu-cla

La longitud de onda de la frecuencia fundamental en realidad es el doble de grande de la que cabe en la longitud del tubo. Además los múltiplos pares no existen porque al estar el extremo cerrado, el instrumento no le deja vibrar a esa frecuencia donde se supone que iba a tener un vientre de velocidad de vibración.

La fórmula queda entonces:

formulacerrado

¡Propiedades del Clarinete!

  1. Siendo de la misma longitud que una flauta aproximadamente, es capaz de tocar una octava más grave y esto es gracias únicamente a que uno de sus extremos es cerrado. En la fórmula de la flauta había un 2 al lado de la L (longitud del tubo) y ahora hay un 4 ¡Las mates no fallan!
  2. Aunque todas las frecuencias son armónicas solo tiene las frecuencias que son múltiplo impar, creando un sonido característico “más nasal” para los instrumentos que tienen esta propiedad.
  3. El clarinete usa su boca cónica para mejorar el porcentaje de energía que fluye fuera del instrumento, su sonoridad o volumen, pero no afecta a la nota menos a la más grave de todas. No ocurre lo mismo con otros instrumentos como la trompeta.

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Para terminar he buscado un vídeo para vosotros que me ayude a mostrar lo que hemos visto hoy. Me ha gustado mucho y explica muy bien estas diferencias que hemos visto entre la flauta y el clarinete mostrando el ejemplo de una  flauta con extremo cerrado y un clarinete con los dos extremos abiertos. ¡Guau cómo cambia el sonido solo con estas propiedades!

http://www.youtube.com/watch?v=N5Ch2NThFvY&list=PL3C93C97D72817C5F&index=6

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comentarios
  1. Jose Manuel García dice:

    Gran aporte. No tenía ni idea del cambio tan grande que tiene la boquilla en un instrumento como el clarinete.

    Me gustaría que trataras el tema de los instrumentos de cuerda, como la guitarra. O también empezar con el tema de los instrumentos electrónicos (guitarra eléctrica). Barro para dentro, jaja

    Tienes un nuevo seguidor!

    • berdrais dice:

      No te preocupes porque esos temas los voy a meter segurísimo xD El siguiente será de vientos también, después podríamos ver la cuerda, la eléctrica y una entrada de psicoacústica

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