EMBA Escuela de Música de Buenos Aires Asignatura: EBEP Apunte 05 Clasificación de los Instrumentos en Base a la Afinación Daniel Albano Alumno:. Clasificación de Los Instrumentos en Base a la Afinación 1) Consideraciones Generales Sobre Las Escalas Y La Afinación Como ya hemos visto, la alta sensibilidad o precisión que puede alcanzar el oído humano para discriminar las variaciones de frecuencia y por otra parte la necesidad de organizar de manera agradable y económica toda esta capacidad, ha dado lugar a lo largo de la historia a la creación de diferentes escalas y modos de afinación. La combinación de distintos factores fisiológicos, psicológicos y culturales desembocaron en la predilección por combinar ciertos sonidos en determinada manera, dando lugar a lo que hoy conocemos como sistema musical occidental. Escuchando en ciertas condiciones que dependen de factores como el volumen, el espectro de frecuencias y el grado de atención, un individuo entrenado puede distinguir dos frecuencias o alturas que difieran entre sí en apenas un par de Hz, aunque vales aclarar que el modo en que este individuo percibe esta diferencia es distinto según si los dos tonos se encuentran sonando simultáneamente o sucesivamente. A pesar de contar con esta cualidad, los occidentales sólo hemos tomado unas pocas frecuencias o alturas, dentro del espectro audible, para crear música, y a cada una de esas frecuencias discretas la llamamos "nota". Al conjunto de ellas la denominamos "escala". Como ya analizamos, en un principio, más que determinar frecuencias específicas, lo que se hizo fue convenir en relaciones establecidas (distancias) entre una altura (nota o escalón) y otra, para la creación de escalas (escaleras). En otras palabras uno podría tomar como referencia una frecuencia cualquiera y luego desarrollar una escala a partir de ella, siempre y cuando se mantengan las distancias establecidas entre las notas. En nuestro sistema musical occidental actual, la unidad mínima de distancia entre notas es llamada semitono, y la octava está dividida en doce sonidos o notas separadas entre sí por semitonos iguales. Dentro del margen de un semitono existen algunas decenas de alturas diferenciables (según las condiciones de escucha), muchas más de las que utilizamos habitualmente para componer una melodía. 1
Advertimos ya que a fines del siglo XVII se estableció el criterio que rige hasta hoy para establecer la relación de frecuencias entre una altura y su consecutivo semitono. Antiguamente los semitonos o tonos no eran una relación de distancia entre frecuencias igual y constante a lo largo de la escala, y esta irregularidad provocaba ciertas limitaciones de ejecución y composición musical. Este nuevo sistema de relación entre notas es el que se conoce como escala bien temperada, y fue establecido definitivamente en la música occidental probablemente gracias a la repercusión de las composiciones de J. S. Bach. De allí el nombre de su obra para teclado El clave bien temperado, siendo el clave un instrumento antecesor del piano y la obra una demostración genial de las posibilidades musicales que ofrecía el nuevo sistema de temperamento igual. Al avanzar la tecnología de fabricación de instrumentos durante los siglos XVII y XIX, los instrumentos de teclado comenzaron a ubicarse en el centro de la escena musical occidental. La constitución de estos instrumentos obliga a afinar nota por nota a lo largo de varias octavas, por lo que no resulta sencillo cambiar la afinación de todo el instrumento para llevarlo a una nueva frecuencia de referencia. Ciertamente no fue suficiente determinar la distancia o relación precisa de frecuencias o alturas que debe haber entre un sonido y otro, sino también determinar las frecuencias específicas para cada nota, minimizando la posibilidad de que cada músico elija una frecuencia de referencia distinta. De esta manera se fue logrando paulatinamente que los fabricantes de instrumentos, ya sean acústicos o electrónicos, se adapten a dicha norma. 2
Con la adopción del LA de 440 Hz en el Congreso Internacional de Acústica celebrado en Londres en 1957, como el "LA central", podemos determinar todas las frecuencias de la escala ligadas a esta norma. Vamos a observar que algunos músicos utilizan un LA de referencia de por ejemplo 338Hz, 339Hz, 441Hz, 442Hz, etc. Esta modalidad, que no se adapta a la norma, es utilizada a veces en forma no intencional y otras porque su instrumento lo requiere. En estos casos los instrumentistas que comparten un ensamble con él deberían adaptarse a este valor, de lo contrario las frecuencias de la escala de un instrumento estarían levemente corridas respecto a la del otro. Esta consideración está íntimamente relacionada al concepto de afinación entre instrumentos. Si dos músicos están tocando notas iguales de la misma escala musical en instrumentos que no están afinados uno con respecto al otro, diremos que su ensamble suena desafinado. Al conjugar el criterio de igual temperamento y la adopción de una frecuencia específica como referencia (LA 440HZ) podemos asegurar, por ejemplo, que el "DO medio" en el piano es = 261,63 Hz. La notación más cómoda es la que propuso la Acoustical Society of America: al DO de menor frecuencia dentro de la gama audible se le asigna el subíndice cero, al igual que a todas las notas de su octava, a las notas de la octava siguiente el uno y así sucesivamente. Entonces el DO medio del piano es el DO4, siendo el DO8 el último del teclado. La frecuencia patrón de 440 Hz. es el LA4. Observemos en la próxima tabla que el sostenido de una nota es igual al bemol de la siguiente, cosa que no ocurría en tablas más antiguas. 3
Frecuencias correspondientes a las diferentes notas musicales en la Escala Temperada para distintas octavas. (base el LA4 = 440 Hz) Notas Número de la octava (octavas mas usadas) Musicales 1 2 3 4 5 6 7 DO 32.70 65.41 130.81 261.63 523.25 1046.5 2093.0 DO#oRE b 34.05 69.30 138.59 277.18 554.37 1108.7 2217.4 RE 36.71 73.42 146.83 293.66 587.33 1174.7 2349.3 RE#oMI b 38.90 77.78 155.56 311.13 622.25 1244.5 2489.0 MI 41.20 82.41 164.81 329.63 659.26 1318.5 2637.0 FA 43.65 87.31 174.61 349.23 698.46 1396.9 2793.8 FA#oSOL b 46.25 92.50 185.00 369.99 739.99 1480.0 2960.0 SOL 49.00 98.00 196.00 392.00 783.99 1567.9 3136.0 SOL#oLA b 51.91 103.83 207.65 415.30 830.61 1661.2 3322.4 LA 55.00 110.00 220.00 440,00 880.00 1760.0 3520.0 LA#oSI b 58,27 116.54 233.08 466.16 932.33 1864.7 3729.3 SI 61.74 123.47 246.94 493.88 987.77 1975.5 3951.1 Es importante aclarar que este sistema es occidental, pero sus fundamentos físicos son universales. En la música de la India, por ejemplo, el sistema de afinación conserva la octava como extensión y los 12 sonidos, pero agrega todo tipo de notas intermedias ( microtonos ) aprovechando la capacidad del oído para discriminar alturas. Algunas conclusiones: 1. Las escalas musicales son una gama de frecuencias discretas que los músicos llaman notas. La frecuencia asignada a cada nota está determinada por la relación de frecuencias que se estableció entre las notas en la escala temperada, y tomando una nota con determinada frecuencia como referencia. 2. Los instrumentos musicales occidentales que producen notas tienen que ser construidos teniendo en cuenta la necesidad de afinar en la escala temperada. 3. Dos instrumentos se consideran afinados entre sí cuando ambos utilizan la misma frecuencia de referencia. (preferentemente el LA 440 Hz. Norma ISO 16) y todas sus notas se ajustan en relación afinada con esta frecuencia. 4
2) Relación Entre La Construcción De Instrumentos Y Su Afinación TECLADOS Los instrumentos musicales que producen sonidos cuyas características están prefijadas en su construcción (órgano de tubos, piano, etc) reproducen la escala que llamamos temperada y la precisión de la afinación depende de la perfección del diseño. En el caso del piano también depende de que cada cuerda se mantenga tensada adecuadamente. (cada tecla dispara un martillo que golpea una, dos y hasta tres cuerdas) CUERDAS Los instrumentos de cuerda frotada (violín, violonchelo, etc), se construyen según la escala llamada diatónica o de Zarlin y no está prefijada la ubicación de las notas de la escala temperada. Aquí el ejecutante depende de su capacidad de percibir la frecuencia correcta, de modo de poder corregir la posición de su dedo al pisar una cuerda. Con entrenamiento los ejecutantes alcanzan a conocer la posición exacta para cada nota y adquieren la habilidad de hacer correcciones mínimas y casi instantáneas con sus manos durante la ejecución. VIENTOS La escala temperada sirve para afinar pianos y órganos, así como para construir los instrumentos de viento. Lo que los músicos llaman afinación de uno de estos instrumentos es el grado de exactitud en la reproducción de frecuencias de la escala temperada, dependiendo principalmente de las dimensiones del instrumento, que no podrán ser del todo perfectas. Es imposible fabricar un instrumento de viento que esté perfectamente afinado para cada nota, ya que en la práctica se necesita la misma llave o agujero para más de una nota. Un factor importante en la afinación de un instrumento de viento es la temperatura del aire, no tanto en los de cuerda, donde la variación de frecuencia por esta causa es menor. En los de viento, el incremento de velocidad que experimenta el sonido con el aumento de temperatura del aire, hace aumentar sensiblemente la altura (alrededor de 3 centésimas hz por cada grado centígrado de temperatura). Además el ejecutante puede variar la afinación según la presión de aire que emite. Por lo tanto, se encuentran constantemente verificando y corrigiendo esa presión para lograr una perfecta afinación. Con un gran entrenamiento se adquiere la habilidad de hacer correcciones mínimas e instantáneas durante la ejecución. GUITARRAS En el caso de las guitarras (o instrumentos de cuerda con trastes) debe darse la condición de que cada cuerda esté correctamente afinada y que la posición de los trastes esté bien calibrada en su distancia y altura (ya que la longitud de la cuerda varia según estas características determinando la frecuencia de las notas). Sin embargo, un ejecutante que pisara mal una cuerda con su dedo o que estirara suavemente la cuerda hacia arriba o hacia abajo podría tocar desafinado aún si la cuerda estuviese afinada. La posibilidad de desafinación que se 5
puede alcanzar en estos instrumentos es probablemente menor a la de un violín donde todo depende de la posición exacta de los dedos. INSTRUMENTOS ELECTRÓNICOS El desarrollo tecnológico ha llevado al nacimiento de nuevos tipos de música y de instrumentos musicales, apareciendo la denominada música electrónica, que es aquella en la que los sonidos se producen por medios electrónicos. Originalmente estos instrumentos reprodujeron el teclado y la forma de afinación del piano. Pero las posibilidades de programación hicieron muy sencillo que el mismo teclado pudiera afinarse con otras premisas. Actualmente es muy frecuente encontrar en un software la posibilidad de elegir distintas afinaciones. Observación: Un error frecuente es confundir la justeza fina de las frecuencias (desafinación) con la ejecución de una nota equivocada. sabemos que ciertas notas no tienen una combinación agradable o feliz con algunas otras, o que a veces un ejecutante en forma no intencional toca una nota que no corresponde a la escala usada para esa pieza o fragmento musical. En este caso decimos que la nota está equivocada (o vulgarmente dicho: pifiada) que es muy distinto a decir que está desafinada, ya que esto implicaría que el ejecutante tocó la nota correcta en su instrumento pero que esa nota no está ajustada en la frecuencia correcta. En el caso de un piano esto podría darse porque la cuerda que corresponde a esa tecla está mal tensada. En el caso de la guitarra esto podría darse porque la cuerda está mal tensada, porque el ejecutante estiró o presionó mal la cuerda o porque su instrumento está mal calibrado. En el caso de un instrumento de viento puede ser por la presión de aire, la temperatura del instrumento o la fabricación del mismo. En el caso de un violín porque la cuerda está mal tensada y al ejecutante le cuesta encontrar la posición o porque simplemente ubica mal sus dedos. En el caso de un cantante sería porque no está ubicando la frecuencia correcta en su sistema fonatorio. Cuando un instrumento suena desafinado en todas sus notas puede que esté referido a otra frecuencia. También puede darse que un instrumentista esté tocando en otra tonalidad o escala, esto podría no sonar bien pero no precisamente porque el instrumento se encuentra desafinado. 3) Clasificación Emplearemos el sistema de afinación con el cual se construye cada instrumento (que da lugar al modo de tocarlo, afinarlo y calibrarlo) como forma de clasificación. La relación que existe entre el ejecutante y la afinación será el siguiente criterio de agrupación. 6
) Instrumentos de temperamento fijo y cuya afinación/desafinación no depende del ejecutante Teclados electrónicos: Actualmente permiten ser afinados mediante software. Una vez seteado no se desafina. Algunos permiten asignarle al teclado afinaciones diferentes referidas a otro tipo de escala (diatónica, hindú, etc), o cambiar su frecuencia de referencia. Piano / órgano de tubos: Se afinan las cuerdas del piano (los tubos en el caso del órgano) mediante procedimientos técnicos (habitualmente lo realiza un afinador experto). Puede ocurrir que se requiera bajar o subir todo el instrumento (a LA = 442, por ejemplo). O puede ocurrir que una nota/tecla no esté bien afinada. Bandoneón: Se requiere de un técnico especializado que lo abra y lo afine. Habitualmente están un poco altos (La = 442) lo que provoca problemas con los pianos. Como en un piano pero con otro principio de funcionamiento, cada nota tiene su propio sistema de calibración o afinación. Podría tener desafina una sola nota. Guitarras y bajos con trastes: Si están bien construidos, y bien calibrados (longitud correcta de las cuerdas, mango en posición adecuada, trastes parejos a lo largo del diapasón), su afinación se realiza girando las clavijas correspondientes a cada cuerda. A mayor tensión de la cuerda más altas las notas correspondientes a dicha cuerda. Se utilizan generalizadamente los afinadores electrónicos, pero cualquier músico experimentado puede afinarlos mediante sencillas técnicas auditivas. Son bastante estables. Puede ocurrir que una cuerda se desafine, es muy habitual con cuerdas nuevas. ii) Instrumentos con temperamento fijo y cuya afinación/desafinación depende del ejecutante Maderas y saxos (que se incluyen en la familia de las maderas por la forma en que producen el sonido): Flauta, Clarinete, Oboe, Fagot, etc. Se construyen siguiendo el temperamento igual, pero la columna de aire que envía el ejecutante así como la posición de sus labios influyen decisivamente en la afinación. Algunas llaves y posiciones sirven para más de una nota pero en general poseen las 12 notas diferenciadas. Se los puede subir o bajar en forma general aflojando o apretando la boquilla. Bronces: trompetas, trombones, trompas, tubas. Con una misma llave o pistón y posición se obtienen varias notas distintas dependiendo de la manera en que ingresa el aire. Tienen pocas llaves o pistones (trompeta) o una sola vara (trombón). Son de difícil afinación para el ejecutante. Cuerdas: violín, viola, violoncello, contrabajo. No poseen trastes y se construyen siguiendo la escala diatónica. La afinación depende de la tensión de la cuerda y de la posición específica del dedo del ejecutante. Las cuerdas se afinan por medio de clavijas y es vital el correcto armado del puente. 7
QUÉ ES SER ENTONADO? Si uno piensa en que la escala occidental apenas toma un mínimo porcentaje de las frecuencias posibles de emitir por la voz humana, surge la pregunta Por qué razón un cantante logrará emitir las frecuencias que se correspondan con la escala temperada? Esto nos conduce inevitablemente al proceso por el cual el sistema musical occidental de afinación o, en todo caso el sistema tonal, queda registrado en la memoria auditiva de una persona. Las personas que han sido expuestas desde muy pequeñas al estímulo musical a la manera occidental (ya sea por los cantos maternos o por exposición a la música en general) fijan inmediatamente los sonidos entonados en su memoria, y a partir de allí les resulta sencillo emitir sonidos que coincidan con ese engrama, corrigiendo las desviaciones producidas por la emisión vocal de lo que oyen según lo que saben que debería oírse. Técnicamente se trata de establecer un bucle audiofonatorio con el entrenamiento auditivo y fonatorio (educación de la voz). A medida que pasa el tiempo, a las células cerebrales conocidas como neuronas les lleva más trabajo establecer los circuitos adecuados para controlar la entonación, y por ende si una persona no tuvo el estímulo desde pequeña, el bucle audiofonatorio tarda más en establecerse. Cuando una persona no puede reproducir cantando entonadamente una melodía simple, no puede saberse en forma directa si reconoce adecuadamente que una melodía está entonada, y suele decirse que esta persona no tiene oído. Ciertamente la capacidad humana de registrar y percibir valores de frecuencias, alturas o notas con mayor o menor precisión es un tema que tiene muchísimas variantes y muy distintos enfoques. Por el momento podemos decir que en la categoría de personas que se dice que tienen oído, ser entonado implicaría ejecutar las notas correctas por aproximación relativamente admisible y ser afinado sería entonar con una aproximación más fina. También encontramos personas que pueden entonar con una afinación no muy convincente pero que pueden apreciar perfectamente cuando otro está cantando sutilmente desafinado o cuando un instrumento esta desafinado. En ciertos casos el individuo posee una capacidad especial para detectar la afinación y esta suele mostrarse cuando es aún un niño. Algunas otras personas no están en condiciones de apreciar auditivamente que otras personas son afinadas al ejecutar un instrumento o cantar, ya que carecen del entrenamiento auditivo. Esto da lugar a innumerables anécdotas y opiniones, pero como primer paso debe evaluarse si quien emite una opinión acerca de la afinación de otro tiene elementos para fundamentarla. 8
De donde vienen los nombres de las notas.... ut re mi fa sol la si ut... Los nombres de las notas, empleadas en Francia, fueron propuestas por Gui, fraile de la Abadía de Pomposa, nacido en Arezzo en Toscana, hacia el fin del siglo X. Son las primeras sílabas de medio versos de un salmo a San Juan Bautista que se canta precisamente sobre las notas correspondientes. Ut queant laxis resonare fibras Mira gestorum famuli tuorum Solue polluti labili réatum Sancti Johannes Domine La palabra Si (iniciales de San Juan) es atribuido al compositor francés Le Maire. Se reemplazó Ut por Do que es más fácil de cantar. En Alemania y en Inglaterra, las notas son designadas por letras: A para la, B para si, C para do, D para re, E para mi, F para fa y G para sol. La deformación de la letra G dio nacimiento a la clave de sol. Habrán advertido que en los instrumentos los nombres de las notas se repiten cada una octava. En un instrumento veamos: Sonido 1 - Ejemplo con fundamental en 440 Hz Lo llamamos LA Armónico nº 1 (fundamental) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 etc Frecuencia en Hz 440 880 1320 1760 2200 2640 3080 3520 3960 4400 Sonido 2 - Ejemplo con fundamental en 880 Hz (el doble, coincide con la octava) También lo llamamos LA Armónico nº 1 (fundamental) 2 3 4 5 6 etc Frecuencia en Hz 880 1760 2640 3520 4400 5280 9
Observemos que el Sonido 2 está presente en el Sonido 1, ya que todos los armónicos del Sonido 2 coinciden con el 50% de los armónicos del Sonido 1. Es como sí al tocar el Sonido 1 también estuviéramos tocando el sonido 2. Aunque estos dos LA no se perciben de manera idéntica, de alguna manera uno contiene al otro y es por eso que los llamamos con el mismo nombre. El grado de consonancia entre notas de un mismo nombre es perfecto. Es común que uno descubra que en un grupo de gente cantando algunos estén haciéndolo en una octava y otros en otra como sí realmente se trataran de las mismas notas. Esta relación física y psicoacústica entre estos sonido justifica definitivamente su nombre común. Distribución aproximada del registro de diferentes instrumentos dentro de las octavas musicales y sus correspondientes frecuencias fundamentales para cada nota. (no se indica su alcance en sus armónicas) 10