TEMA 6 Acustica
TEMA 6 Acustica
TEMA 6 Acustica
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Oposiciones 2006. Resúmenes temas Master y Magíster.
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Tema 6.- Acústica. .Fundamentos físicos y su repercusión musical.
Frecuencia. (f) Número de veces que en la unidad de tiempo el cuerpo pasa por
una misma posición en el mismo sentido, es decir, el número de veces que realiza el ciclo
en la unidad de tiempo.
El movimiento oscilatorio es el caso más importante de movimiento periódico, en el que el
móvil se desplaza siguiendo una trayectoria rectilínea o curvilínea recorriéndola
alternativamente en un sentido y en sentido contrario. Por tanto, el movimiento oscilatorio
tiene dos tipos: rectilíneo y curvilíneo.
En cuanto al movimiento oscilatorio rectilíneo, como ejemplo, tenemos el caso de una bola
colgada de un muelle o resorte. La bola, fuera del estado de reposo realiza un movimiento de
subida y bajada, siguiendo una trayectoria recta vertical. La velocidad en cada punto de la
trayectoria no es la misma, tratándose de un movimiento acelerado. La velocidad es máxima al
pasar por el punto de reposo y es mínima en los extremos. El movimiento oscilatorio
curvilíneo es propio de movimientos pendulares.
Otro tipo de movimiento que encontramos es el movimiento vibratorio armónico simple,
que es un caso particular del movimiento oscilatorio rectilíneo. Cuando las oscilaciones son
muy pequeñas, se las denomina vibraciones, dando lugar al movimiento vibratorio. Además,
como hemos dicho, es un movimiento armónico, es decir, los desplazamientos del cuerpo son
directamente proporcionales a las fuerzas que provocan dichos desplazamientos.
Cuando el cuerpo vibra siguiendo una sola trayectoria se denomina simple y en caso
contrario, complejo o compuesto.
Características generales del movimiento vibratorio. Se llama
vibración al rápido movimiento oscilatorio que se realiza en determinados cuerpos elásticos
cuando actúa sobre ellos una fuerza que los saca de su posición de equilibrio o reposo. La
magnitud oscilación ahora recibe el nombre de vibración. Este movimiento vibratorio es un
caso particular del movimiento periódico.
Cuando un cuerpo sonoro realiza un número determinado de vibraciones por segundo, se
dice que la frecuencia es de tantas vibraciones por segundo o Hertzios. Ej: LA tiene una
frecuencia de 440 Hz, lo que supone que el cuerpo que genera este sonido está realizando 440
vibraciones por segundo.
Se denominan vibraciones libres a las que da libremente un cuerpo sonoro cuando es
excitado a hacerlo y vibraciones forzadas a las que da bajo la acción de otro cuerpo que le
impone su movimiento vibratorio.
Por último, cabe hablar del movimiento vibratorio complejo. Prácticamente todos los
sonidos son producidos por movimientos vibratorios complejos, con composición de
movimientos en diferentes direcciones. Jean Baptiste Joseph Fourier enunció un teorema
donde relaciona los movimientos vibratorios, cualquiera sea su grado de complejidad, con
movimientos armónicos simples. A este teorema se le conoce como Teorema de Fourier: un
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Los cuerpos sonoros utilizados en música pertenecen, por su estado físico, a los sólidos y a
los gases. Los cuerpos sólidos tienen variados orígenes: madera, metal, plástico y son: cuerdas,
varillas, láminas y membranas. El aire es un cuerpo sonoro de enorme importancia,
interviniendo de diversas maneras en casi todos los fenómenos sonoros. La electricidad es una
de las fuentes sonoras más utilizadas recientemente. Así, pasamos a explicar los diferentes
cuerpos sonoros: cuerdas, tubos sonoros (abiertos y cerrados) y varillas y membranas
vibrantes.
4.1.- La producción sonora en las cuerdas.
Son cuerpos sonoros flexibles cuya longitud es mayor que las de las otras dos dimensiones,
siendo su sección aproximadamente circular y uniforme. Deben estar tendidas entre dos puntos
que limitan al mismo tiempo su longitud vibrante. La tensión a la que se les somete debe
hallarse entre ciertos límites, fuera de los cuales no se producirán sonidos musicales. Los
modos de vibración son de dos tipos: generalmente son transversales su dirección es
perpendicular a la de la cuerda), pero también hay longitudinales (su dirección es paralela a la
de la cuerda).
Las vibraciones de las cuerdas se producen como ondas estacionarias, pues las vibraciones
se reflejan en los extremos. Se llama nodo al punto donde la amplitud de las vibraciones es
nula y vientre a los puntos donde es máxima. Cuando la cuerda vibra en toda su longitud
produce un sonido llamado fundamental o primer armónico y es el sonido más grave que
puede producir la cuerda, teniendo éste y nodo y dos vientres. Si apoyamos levemente el dedo
en el centro de la cuerda y la hacemos vibrar, se obtiene el segundo armónico, con 3 nodos y 2
vientres.
Las cuerdas tienen una serie de leyes de vibración, que fueron enunciadas en el siglo XVII
por Mersenne:
La frecuencia del sonido emitido por una cuerda musical es inversamente
proporcional a su longitud.
La frecuencia del sonido emitido por una cuerda musical es inversamente
proporcional a su diámetro.
La frecuencia del sonido emitido por una cuerda musical es inversamente
proporcional a la raíz cuadrada de su densidad.
La frecuencia del sonido emitido por una cuerda musical es directamente
proporcional a la tensión a que está sometida.
La frecuencia del sonido emitido por una cuerda musical es inversamente
proporcional a la temperatura a la que está sometida.
Una cuerda produce, al menos teóricamente, infinitos armónicos. El límite
viene impuesto por el espacio físico de la cuerda con respecto a su punto de apoyo y por la
finura de los dedos del ejecutante.
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la distancia, por ejemplo, del cuarto al quinto grado, será igual que la distancia tónica-
dominante menos tónica-subdominante. Existen dos clases de tono: el tono grande y el tono
pequeño, además de un semitono diatónico. Esta escala está perfectamente afinada con
respecto a la escala del principio físico-armónico, ya que todos los intervalos se han formado a
partir de esta escala. Pero solo se puede aplicar esta escala a los instrumentos de afinación
libre.
Escala de Pitágoras o de los instrumentos de cuerda. El
procedimiento seguido por Pitágoras para construir su escala diatónica, está basado en la
sucesión de 5as justas, dadas por la serie armónica y cuyo intervalo es 3/2. Para hallar los
intervalos se suman quintas (3/2). La escala pitagórica solo tiene una clase de tono, igual al
tono grande de Aristógenes y solo tiene un semitono diatónico, llamado Hemitono. En cuanto
a las ventajas e inconvenientes, se precisan 31 notas por cada octava y al no estar tan afinada
con respecto al sistema físico-armónico, presenta pulsaciones entre los armónicos de distintos
sonidos.
Escala de Holder o de los cantantes. Es una adaptación del sistema
pitagórico. La unidad de medida de esta escala está contenida un número exacto de veces en la
octava justa. El procedimiento seguido por Holder es dividir la octava en 53 comas, de tal
forma que el tono contenga 9 comas, el semitono cromático 5 comas y el diatónico 4 comas.
Así, el intervalo generador es la coma. Los intervalos no vendrán expresados por una fracción
sino por una cantidad entera o decimal. El valor de la coma se obtiene dividiendo el intervalo
de octava (2) en 53 partes. El valor de la octava lo igualaremos al valor de la coma elevado a
53, obteniendo que vale 1.013164143. El tono es igual al valor de la coma elevado a 9, el
semitono cromático es igual al valor de la coma elevado a 5 y el semitono diatónico es igual al
valor de la coma elevado a 4. La escala de Holder elimina las molestias que supone operar con
el sistema pitagórico con decimales. Como inconveniente, requiere un excesivo número de
notas para dividir la 8ª y es un sistema arbitrario, ya que no se apoya en ninguna base física.
El temperamento. Es una fórmula intermedia entre la escala de Aristógenes-Zarlino
y la de Pitágoras. Nació para resolver los inconvenientes de orden práctico de los sistemas
anteriores para la aplicación a los instrumentos de sonido fijo y se baja en la igualación de los
sonidos enarmónicos. En el sistema temperado no existen comas.
En el temperamento encontramos dos tipos: temperamento desigual y temperamento igual:
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oyente percibe la onda directa y todas las sucesivas reflexiones que produce. Controlada
adecuadamente sirve para mejorar las condiciones acústicas de una sala de conciertos.
Resonancia. Es el fenómeno que se produce cuando un cuerpo vibra al ser excitado por
las vibraciones de otro: para que esto ocurra, deben coincidir la frecuencia de ambos cuerpos.
Con el fin de que en una sala se produzca una buena acústica diremos que estos son los
elementos más usuales:
Materiales absorbentes de sonidos: madera, tela.
Paneles reflectantes de sonido: destinados a reverberar el sonido producido en
el escenario y que se colocan en diagonal al patio de butacas, de forma que el rebote sea
siempre triangular, puesto que así se produce la mejor audición.
Altura variable. En toda sala se produce una modificación de la altura que suele
ir en relación con la inclinación tanto de las butacas como de los pisos superiores.
Elementos tecnológicos amplificadores. Normalmente no son usados en una
sala de conciertos de música clásica, pero de ser usados, ya existen aparatos capaces de
modificar las condiciones que por su naturaleza no da la sala.
Aislamiento del exterior. Con el fin de que no haya perturbaciones en la
audición interior, suele usarse la madera.
Todos estos elementos han sido tenidos en cuenta desde siempre. Así, ya en la antigua
Grecia clásica y en Roma ya se empleaban vasijas rellenas de arena y colocadas
estratégicamente en el teatro con el objeto de servir de resonadores.
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Timbre. Cualidad que permite diferenciar dos sonidos de igual altura e intensidad, pero
de diversa procedencia. Depende del grado de complejidad del movimiento vibratorio que
origina dicho sonido. En el timbre influyen los armónicos.
Duración. Posee gran importancia, ya que determina el ritmo. Depende de la duración
del movimiento vibratorio que origina el sonido.
Volumen. Sensación que aumenta al aumentar la amplitud y disminuye al crecer la
frecuencia.
Densidad. Sensación que producen ciertos sonidos de ser más compactos, más “densos”
que otros. Depende de la frecuencia y aumenta con ella.
8.- BIBLIOGRAFÍA.
Para componer este tema nos hemos basado en las siguientes obras:
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