Cuencos y campanas

¡¡Cuanto tiempooo!! jajaja perdonar. 

Esta tarde he tenido la suerte de ver una colada de fundición en la Universidad Politécnica de Valencia. Resulta que estaban creando un cuenco que era una reproducción de otro anterior pero con distinto material. El objetivo era estudiar la relación de sonoridad de los cuencos con el material. Eso me ha dado la escusa perfecta para la nueva entrada ¡idiófonos!

Como sabéis, los idiófonos son los instrumentos de percusión que se caracterizan por el hecho de que la fuente de sonido es su propio cuerpo. Mientras que un tambor tiene la membrana como fuente de sonido y después la caja hace de resonador, en un idiófono es el propio instrumento el que emite y resuena con su cuerpo. Pues bien, dentro de los idiófonos están el bol tibetano (que es el mejor ejemplo de los cuencos que reproducían en el laboratorio de fundición) y las campanas que son muy similares a los boles tibetanos en cuanto a física y hay mucha más documentación sobre ellas por lo que nos ayudarán a entenderlo todo.

¡heeey Bernardo que esto es una castaña queremos videos! – Vale, vale. Así suenan los bol tibetanos.

Las pregunta que vamos a responder es: ¿Influye el material?

Bien, como os he dicho no he encontrado mucha documentación sobre análisis físico-acústicos de los bol tibetanos así que analizaremos las campanas porque el principio es exactamente el mismo, la diferencia es la forma que en las campanas está pensada así para mejorar la emisión y prolongación del sonido.

En instrumentos de cuerda y de viento vimos que las altas frecuencias eran múltiplos de la fundamental y por eso el sonido era armónico. En los instrumentos de percusión esto no se cumple, el nivel de inharmonicidad es mucho mayor. Los idiófonos no son una excepción. Podríamos decir que los idiófonos son objetos como una mesa o una percha que los golpeas y hacen ruido, pero que han sido diseñados de tal forma que se mejore ese ruido todo lo posible resaltando algunas frecuencias, pero manteniendo un espectro aún «sucio». ¿Crees que exagero? Mira la siguiente comparación del sonido de una campana con ruido blanco y encuentra las diferencias.

Normalmente en la forma de onda de un instrumento armónico encontraríamos una periodicidad, un tramo más o menos complicado que se repite continuamente mientras que aquí resulta muy difícil (lo sé debería haber más zoom en la imagen para poder mirar al milisegundo pero me tendréis que creer en que sería difícil encontrar esa periodicidad a baja escala).

Si vemos la tabla del análisis de una campana…

Según la tabla es una campana cuya nota fundamental es un La y su sonido tiene componentes de acorde de tercera y quinta pero también tenemos muchos componentes frecuenciales de otras frecuencias o alturas que son disonantes.

¡Y es que tiene muchísimos modos de vibración!

Vamos lo que ya dije. Y esta campana igual que el bol tibetano ha sido diseñada (en su fórmula más básica puesto que después hay mucha literatura sobre la construcción de campanas) siguiendo la ecuación de Helmholtz para tener esa frecuencia como nota que es la de resonancia del objeto ¿os acordáis de la frecuencia de resonancia? Para un objeto como el siguiente o como cualquier botella la ecuación puede simplificarse a:

Lo que quiere decir que ajustar un idiófono para una cierta frecuencia o altura de nota (como éste de arriba que es un Sol 3) solo tenemos que ajustar su volumen, el diámetro de la abertura y la longitud del cuello. Para «afinar» el idiófono no interfiere para nada el material con el que se realiza. Pero otra cosa es el volumen sonoro y la persistencia del sonido, aquí sí que interfiere.

La documentación al respecto es todavía más difícil de conseguir por lo que solo puedo hacer suposiciones lo mejor fundadas posible. En idiófonos como la campana o el bol tibetano la fuente de sonido es el propio cuerpo del instrumento. Aunque la «chispa» venga de fuera por un golpe parte de esa energía se convierte en energía cinética  y parte en calor. De la energía cinética parte pasa al medio como energía sonora. Por lo tanto, la persistencia del sonido (y volumen dado como un alto nivel de eficiencia al convertir la energía inicial en sonido) dependerá de:

1. La forma del instrumento, siendo la de la campana una de las mejores formas radiantes, haciendo de adaptadora al medio.
2. ¡Sí! ¡El material del instrumento! Puesto que dependiendo de la elasticidad del material se necesitará más o menos energía para hacerlo vibrar. ^^