¿Efecto placebo?…

¿Es la moda?…

¿No saber en que gastar?…

¿Flautistas aburridos?…

¿Cuestión de fe?…

¡ Pues nada de eso querido amigo !

En el siguiente estudio se demuestra que “LEFREQUE” no es para “frikis” sino para flautistas que buscan un poco más. Aquí tenéis un resumen del fabuloso estudio que salió a la luz el pasado mes de Septiembre, realizado por  el flautista RAUL PÉREZ y el prestigioso Grupo ” SONIC CRYSTALS TECHNOLOGIES” de la Universidad Politécnica de Valencia (España)

ANALISIS ESPECTRAL DEL COMPORTAMIENTO DE UN PUENTE ACUSTICO APLICADO A UN FLAUTIN

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Intervienen:

 – S. Castiñeira-Ibáñez-Departamento de Física Aplicada, Universitat Politècnica de València (España) sercasib@mat.upv.es

– C. Rubio- Centro de Tecnologías Físicas: Acústica, Materiales y Astrofísica, Universitat Politècnica de València (España) crubiom@fis.upv.es

– J.V. Sánchez-Pérez- Centro de Tecnologías Físicas: Acústica, Materiales y Astrofísica, Universitat Politècnica  València, (España) jusanc@fis.upv.es

– R. Pérez Hernández- Conservatorio Profesional de Música de Valencia  (España)raulflautas@gmail.com

RESUMEN

Es un hecho bien conocido que el músico profesional no ceja en su empeño de mejorar la calidad sonora del instrumento que ejecuta. Además, éste desea que la ejecución musical sea los más sencilla posible. La vibración sonora que se produce en la embocadura del flautín, no sólo viaja por el interior del tubo, a través del aire, sino que también se transmite a través de la estructura cilíndrico-cónica, de metal o madera, que conforma este instrumento. Las partes que forman el flautín, se unen y producen interrupciones a este camino que sigue la vibración. Un puente acústico situado en estos enlaces, haría que la vibración se transmitiera de forma diferente, contribuyendo a un cambio en el sonido final.

En este trabajo se analiza el espectro acústico producido por un flautín sin y con puente acústico. Se han analizado varias notas pertenecientes a diferentes registros y se ha comprobado físicamente la razón de la mejora que produce la utilización del puente acústico en la calidad sonora.

Keywords: Flautín, flauta piccolo, puente acústico, timbre, sonoridad.

 1. INTRODUCCION

Una flauta piccolo (flautín), en particular, una flauta travesera piccolo de la familia de las “flautas Boehm”, tiene dos partes: la parte superior o cabeza, con un agujero donde se sitúa la boca del intérprete, también llamado embocadura, que dispone de una tapa de cierre con un sello ajustable en su extremo libre frontal; la otra parte que se denominada cuerpo, tiene una serie de agujeros para los dedos y mecanismos de llave.

La cabeza del flautín es de forma cilíndrica, mientras que el cuerpo tiene forma cónica. La unión entre cabeza y cuerpo es la parte donde la vibración que se transmite por la estructura, encuentra una cierta desadaptación. Al igual que en electricidad donde un cortocircuito facilita el paso de la corriente eléctrica a su través, es decir, proporciona un camino fácil para los electrones, un puente acústico, aplicado a acústica de instrumentos, es un dispositivo que puesto en la unión de dos partes de un instrumento, facilita el paso de la vibración de una parte a otra. En la siguiente figura podemos ver la forma de un puente acústico.

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IMG_0452Detalle de la posición del puente acústico y vista general del flautín con el puente acústico situado en la unión cabeza-cuerpo.

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El timbre de un sonido es la característica subjetiva que hace posible al oído distinguir entre dos sonidos, de igual frecuencia fundamental e intensidad, emitidos por fuentes de diferente naturaleza . Así por ejemplo, nuestro oído es capaz de distinguir un La2 emitido por una flauta travesera de un La2 emitido por un oboe. Por lo tanto, cuando dos instrumentos emiten a la vez dos sonidos de la misma frecuencia e intensidad, se pueden distinguir perfectamente las notas emitidas por cada uno de ellos. El sonido emitido por un instrumento no es un tono puro sino que es una composición de varias frecuencias siendo una de ellas la fundamental y el resto múltiplos de esa frecuencia, denominados armónicos. Así la explicación del significado del timbre radica en el conjunto de armónicos o frecuencias que acompañan a la frecuencia fundamental.

En el estado estacionario de un sonido el timbre depende de la distribución de potencia sonora en función de la frecuencia, es decir, de cómo se distribuye la potencia sonora entre el modo fundamental y sus armónicos. Para un espectro de potencias con componentes , el centroide espectral , es una frecuencia que se define como:

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La definición guarda analogía con la del centro de masas. Muchos investigadores sostienen que la calidad tímbrica o brillantez está correlacionada con el incremento de potencia de las altas frecuencias. La hipótesis es que la brillantez de dos tonos está simplemente correlacionada con el parámetro fc .

 2. METODOLOGIA Y RESULTADOS

La obtención de resultados experimentales, tanto en campo libre como en condiciones controladas, constituye una fuente potente de validación de modelos teóricos. No obstante, el creciente interés del estudio de las ondas acústicas ha provocado la necesidad de obtener medidas experimentales en condiciones complicadas. El set-up experimental utilizado para llevar a cabo las medidas experimentales realizadas en este trabajo se han realizado en condiciones controladas, en una cámara anecoica perteneciente al Centro de Tecnologías Físicas de Universitat Politècnica de Valencia.

Una cámara anecoica es una sala diseñada para absorber el sonido que incide sobre las paredes, el suelo y el techo de la misma, anulando los efectos de eco y reverberación del sonido. Debe estar también aislada del exterior, anulando de esta forma los posibles ruidos procedentes de fuentes externas a la cámara que podrían distorsionar los resultados. Todo esto hace que simule las condiciones acústicas que se dan en campo libre. El tamaño de los objetos y el rango de frecuencias que se pueden analizar dependen de las dimensiones de la cámara. En nuestro caso, la cámara que utilizamos tiene unas dimensiones de 8 x 6 x 3m cúbicos.

En la siguiente fotografía se muestra la posición de la cámara y la disposición de los distintos elementos utilizados para llevar a cabo las medidas. El micrófono se encuentra conectado a un analizador donde se registra la señal temporal y posteriormente se realiza la Transformada Rápida de Fourier (FFT). Este analizador está conectado a un ordenador (PC) donde se representan los resultados. Por otra parte se dispone de un sistema robotizado, tridimensional, de posicionamiento del micrófono y de movimiento de la muestra (3 DReAMS), sincronizado con el sistema de adquisición de datos.

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Posición relativa flautín-micrófono en el momento de la medida. Músico: Raul  Pérez Hernández.

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Para la adquisición de datos se ha utilizado la tarjeta PCI-4474 de National Instruments. Esta tarjeta permite la adquisición dinámica de datos por 4 canales simultáneamente. Está diseñada para el análisis, tanto de señales de ruido aéreo como de vibración, consiguiendo poca distorsión y bajo ruido de fondo.

Las tarjetas de National Instruments, PCI-4474 y PCI-7334, se utilizan de manera conjunta con dos paquetes de LabVIEW para la adquisición de datos y control del movimiento del robot, respectivamente. Cuando el micrófono se encuentra en la posición de medida, los motores que mueven los ejes del robot se apagan para prevenir posibles distorsiones y acoplamiento con las medidas acústicas. A continuación, la fuente sonora y los micrófonos se activan, adquiriendo este último la señal temporal. El análisis hardware de ésta, mediante un analizador FFT, permite obtener espectros, respuesta en frecuencia y niveles sonoros. El tiempo que transcurre entre que comienza a emitir la fuente y empieza la toma de medidas, viene indicado por el usuario, variando en función de las características del ensayo.

Se han utilizado micrófonos pre-polarizados de 1/2″ tipo 4189 B & K con una sensibilidad de 49.5 mV/Pa, que permiten analizar un amplio rango de frecuencias.

Las medidas se realizaron primero sin puente acústico y después con un puente acústico de plata de Lefreque . Las notas utilizadas para el análisis fueron tres, una por cada registro: La del registro grave, La del registro medio y Re del registro agudo del flautín. En los tres casos los resultados fueron análogos. Como ejemplo, en la figura 4 se representa el espectro de nivel de presión sonora, con y sin el puente acústico, para la nota La del registro medio del flautín. En la figura podemos observar el desplazamiento de los armónicos hacia altas frecuencias cuando se utiliza el puente de plata, lo que provoca un cambio de timbre en el sonido. Las flechas indican la posición de las frecuencias centrales tanto del fundamental como de los armónicos. Sólo se ha tenido en cuenta la banda de frecuencias que va desde 0 hasta 5000 Hz. Para el caso de la nota La del registro medio sin puente, el centroide se localiza a fc =2624,2 Hz, mientras que para la misma nota pero con puente acústico de plata, el centroide se localiza a fc =2672,2 Hz. La calidad tímbrica o brillantez del sonido ha mejorado debido al cambio de posición del centroide espectral, fc , hacia altas frecuencias, tal y como predice la teoría.

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3. CONCLUSIONES

Las sensaciones que el instrumentista decía notar cuando utilizaba el puente acústico se resumen en una mejora de la calidad del sonido, con más brillo y una mayor facilidad al mantenimiento de la afinación. Estas mejoras no son infundadas ya que como hemos visto, físicamente se comprueba que la disposición del puente acústico en el flautín ha provocado que el espectro armónico cambie. Este cambio es hacia frecuencias superiores, desplazando el centroide espectral y por lo tanto mejorando la calidad del sonido.

 

REFERENCIAS

[1] lefreQue, http://www.legreque.com

[2] Llinares J. et al. Acústica, UPV 2008.70

[3] Agos A. et al. Estudio Acústico de instrumentos de viento del folklore vasco, Tecniacústica Gandia (2006)

[4] Benade A. H. Fundamentals of Musical Acoustics, Oxford Univ. Press, NY (1976)

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