Última actualización el 29 de febrero de 2020
Tiempo de lectura aproximado: 13 minutos14 de octubre de 2014
¿Por qué utilizar un tono más bajo que el estándar de A4=440HZ?
Habría varias razones subjetivas que podría dar, como que suena y se siente mejor para mí, pero eso podría ser sólo una cuestión de gusto … También podría citar a varios autores que compartieron el punto de vista filosófico y / o «espiritual», pero se podría dejar de lado como una forma de creencia, la superstición o la religión … o incluso «pseudociencia» … ¿no?
Así que en este artículo del blog compartiré alguna información general sobre el sonido, la vibración y la resonancia y trataré de explicar cuáles pueden ser los posibles resultados al cambiar el tono, tanto en el sonido del instrumento como en el entorno (acústica de la sala).
En este artículo se tratan los siguientes temas:
- SONIDO, VIBRACIÓN, RESONANCIA Y AUDICIÓN – INFORMACIÓN
- VIBRACIÓN Y RESONANCIA DE LOS INSTRUMENTOS DE CUERDA ACÚSTICOS Y ELÉCTRICOS – INFORMACIÓN
- VIBRACIÓN DE LAS CUERDAS VOCALES – INFORMACIÓN
- VIBRACIÓN Y RESONANCIA DE LOS INSTRUMENTOS DE VIENTO – INFORMACIÓN
- INSTRUMENTOS ELECTRÓNICOS Y CAMBIO DE TONO – INFORMACIÓN
- ENTONCES, ¿POR QUÉ BAJAR EL TONO DEL CONCIERTO? – CONCLUSIÓN
SONIDO, VIBRACIÓN, RESONANCIA Y OÍDO
El oído humano puede oír nominalmente sonidos en el rango de 20Hz a 20.000Hz (20kHz). El límite superior tiende a disminuir con la edad; la mayoría de los adultos son incapaces de oír por encima de los 17 kHz. La frecuencia más baja que se ha identificado como tono musical es de 12 Hz (en condiciones ideales de laboratorio). Los tonos entre 4 y 16 Hz pueden percibirse a través del «sentido del tacto» del cuerpo.
Las frecuencias más altas tienden a ser más direccionales que las bajas. Las frecuencias bajas, debido a la mayor distancia entre los picos y los valles de la onda, tienden a «doblarse» alrededor de los objetos que se encuentran en su camino (a veces mantienen su forma). Las frecuencias altas tienen distancias más pequeñas entre los picos y los valles de la onda, están muy apretadas y tienen la tendencia a «rebotar» o ser «reflejadas» por los objetos en su camino.
La resolución de frecuencia del oído es de 0,9Hz dentro de la octava de C4=256Hz y C5=512Hz. En otras palabras, los cambios de tono superiores a 0,9 Hz pueden ser percibidos por la mayoría. Los músicos y los ingenieros de sonido («oídos entrenados») pueden captar cambios de tono más pequeños que eso. Las diferencias de tono más pequeñas también se pueden percibir a través de otros medios, la interferencia de dos tonos a menudo se puede escuchar como golpes.
El sonido viaja a través del aire, el agua y la materia sólida, todos ellos ejemplos de medios para el sonido. Sin un medio (el vacío: el espacio) no hay partículas que transporten las ondas sonoras. Las partículas vibran a una frecuencia específica para cada fuente, llamada su frecuencia natural. El acero, el latón, la madera, etc., tienen diferentes frecuencias naturales. Los objetos que vibran a sus frecuencias naturales causan resonancia. La mayoría de los objetos que vibran tienen múltiples frecuencias de resonancia.
La frecuencia de una onda se refiere a la frecuencia con la que las partículas del medio vibran cuando una onda pasa por el medio. La frecuencia de una onda se mide como el número de vibraciones completas de ida y vuelta de una partícula del medio por unidad de tiempo. Cuando una onda sonora atraviesa un medio, cada partícula del medio vibra a la misma frecuencia. Esto es razonable ya que cada partícula vibra debido al movimiento de su vecino más cercano.
Cuando un objeto es forzado a vibrar en resonancia a una de sus frecuencias naturales, vibra de tal manera que se forma una onda estacionaria dentro del objeto. Las frecuencias naturales de un objeto son simplemente las frecuencias armónicas en las que se establecen patrones de ondas estacionarias dentro del objeto. Los objetos se ven forzados más fácilmente a entrar en vibraciones de resonancia cuando son perturbados en frecuencias asociadas a estas frecuencias naturales.
La resonancia acústica es importante para la audición. Por ejemplo, la resonancia de un elemento estructural rígido llamado membrana basilar dentro de la cóclea del oído interno, permite a las células ciliadas de la membrana detectar el sonido. La audición no es un fenómeno puramente mecánico de propagación de ondas, sino que también es un acontecimiento sensorial y perceptivo; en otras palabras, cuando una persona oye algo, ese algo llega al oído como una onda sonora mecánica que viaja por el aire, pero dentro del oído se transforma en potenciales de acción neural. Estos impulsos nerviosos viajan entonces al cerebro, donde son percibidos.
La velocidad del sonido en el aire es mucho menor que en el agua (y el cuerpo humano contiene una gran parte de agua). Cuando el sonido cambia de medio, o entra en un material diferente, se desvía de su dirección original. Este cambio de ángulo de dirección se llama refracción. Debido a este ángulo, parte de la onda entra primero en el nuevo medio y cambia de velocidad. La diferencia de velocidades hace que la onda se doble. Esto significa que hay una diferencia de impedancia acústica entre el aire y el cuerpo.
La cantidad de energía que se transporta a través de un área determinada del medio por unidad de tiempo se conoce como intensidad de la onda sonora. Cuanto mayor sea la amplitud de las vibraciones de las partículas del medio, mayor será la velocidad a la que se transporta la energía a través de él, y más intensa será la onda sonora. La sonoridad (intensidad) depende principalmente de la amplitud de la onda, pero también puede depender de la frecuencia. Si el sonido no es de una sola frecuencia (onda sinusoidal), entonces la «sonoridad» depende también de la distribución de los sobretonos de la fundamental (el «tono»).
Todo, incluso el aire, absorbe el sonido. Un ejemplo de que el aire absorbe las ondas sonoras ocurre durante una tormenta. Cuando se está muy cerca de una tormenta, se oye el trueno como un fuerte crujido. En cambio, cuando la tormenta está más lejos, se oye un ruido sordo. Esto se debe a que el aire absorbe más fácilmente las frecuencias altas que las bajas. Cuando el trueno ha llegado hasta ti, todos los tonos altos se han perdido y sólo se oyen los bajos. El desplazamiento en un medio de una onda de alta frecuencia es mayor que el de una onda de baja frecuencia, se pierde más energía con la frecuencia más alta. Con esa energía perdida, la amplitud total de la onda de mayor frecuencia habría disminuido mucho más que la de una onda de menor frecuencia.
VIBRACIÓN Y RESONANCIA DE LOS INSTRUMENTOS DE CUERDA ACÚSTICOS Y ELÉCTRICOS
Cuando punteamos o golpeamos una cuerda de un instrumento de cuerda esta cuerda (fuente) comienza a vibrar. Las ondas de energía sonora se mueven entonces hacia afuera en todas las direcciones desde la cuerda. La cuerda vibra en todas las frecuencias presentes en el impulso (una función impulsiva contiene teóricamente «todas» las frecuencias). Las frecuencias que no son una de las resonancias se filtran rápidamente -se atenúan- y sólo quedan las vibraciones armónicas que escuchamos como nota musical. Normalmente, una cuerda que vibra produce un sonido cuyas frecuencias, en la mayoría de los casos, son constantes.
Parte de las vibraciones generadas por la cuerda se transferirán a través del «puente», «cordal» y «clavijero» o «clavijero» al cuerpo del instrumento. En otras palabras: el propio instrumento vibrará y resonará junto con las cuerdas que vibran. La tendencia de un objeto a forzar el movimiento vibratorio de otro objeto contiguo o interconectado se denomina «vibración forzada». En el caso de la cuerda de la guitarra montada en la caja de resonancia, el hecho de que la superficie de la caja de resonancia sea mayor que la superficie de la cuerda significa que más partículas de aire circundantes serán forzadas a vibrar. Esto provoca un aumento de la amplitud y, por tanto, de la intensidad del sonido.
La «resonancia del aire» también desempeña un papel en los instrumentos de cuerda acústicos. Los agujeros en Fa de un violín, por ejemplo, forman la apertura de una cavidad resonadora (cámara de sonido de un instrumento) que en la curva de resonancia del Stradivarius mostrada realza las frecuencias cercanas a la cuerda abierta D4 a 294Hz. Cuanto mayor sea la apertura de la cavidad, mayor será la frecuencia (el aire puede entrar y salir más rápido). Una cavidad de aire mostrará una única frecuencia de resonancia. Un volumen más grande da una frecuencia más baja (más aire necesita salir para aliviar el exceso de presión).
Usar un sistema de afinación diferente no es raro entre los guitarristas. Una de las alternativas más utilizadas es la llamada «afinación E♭ (mi bemol) o D♯ (re sostenido)». Todas las cuerdas se bajan un semitono (100 céntimos). Aquí es donde confluyen el actual estándar de afinación A4=440Hz y la «afinación barroca» de A4=415Hz (la diferencia entre 440Hz y 415Hz es de 101 céntimos). La razón por la que varios guitarristas afinan de esta manera es un tono más pesado / cambio de timbre, la posibilidad de utilizar cuerdas más pesadas sin que disminuya la capacidad de ejecución y/o una mayor flexibilidad de las cuerdas (para los «pull-ups») sin perder la compatibilidad con los instrumentos afinados a 440Hz. Algunos de los guitarristas más famosos afinaron su guitarra de esta manera, como Jimi Hendrix y Stevie Ray Vaughan.
Un cambio de tono de un semitono (o incluso de un tono entero) no es lo que trata este artículo del blog, pero es una información útil para una mejor comprensión de los efectos del cambio de tono.
VIBRACIÓN DE LOS PLIEGOS VOCALES
Los pliegues vocales, también conocidos comúnmente como cuerdas vocales o lengüetas de voz, se componen de pliegues gemelos de membrana mucosa que se extienden horizontalmente, de atrás hacia adelante, a través de la laringe. Vibran, modulando el flujo de aire que se expulsa de los pulmones durante la fonación. El tono percibido de la voz de una persona viene determinado por una serie de factores diferentes, entre los que destaca la frecuencia fundamental del sonido generado por la laringe.
Algunos vocalistas -que han experimentado con varios tonos- parecen preferir tonos inferiores a 440Hz. Para mantener un tono estable, las cuerdas vocales (músculos) tienen que «mantener» la tensión necesaria para ese tono concreto. Cuanto mayor sea la tensión requerida en las cuerdas vocales, más difícil será mantener esa tensión. Cuando se baja el tono, la tensión de las cuerdas vocales también disminuye.
VIBRACIÓN Y RESONANCIA DE LOS INSTRUMENTOS DE VIENTO
Un instrumento de viento contiene algún tipo de resonador (normalmente un tubo), en el que una columna de aire es puesta en vibración por el músico que sopla en (o sobre) una boquilla colocada en el extremo del resonador. Las frecuencias de resonancia de las columnas de aire de los instrumentos de viento dependen de la velocidad del sonido en el aire, así como de la longitud y la geometría de la columna de aire.
Los instrumentos de viento madera utilizan sólo las primeras resonancias de las columnas de aire y dependen de la apertura de agujeros en los lados de las columnas de aire para ascender en el tono.
Los instrumentos de metal emplean un gran número de resonancias (armónicas) de sus columnas de aire y hacen uso de válvulas o correderas para alargar las columnas de aire para una progresión descendente de los tonos.
Una columna de aire cilíndrica con ambos extremos abiertos vibrará con un modo fundamental tal que la longitud de la columna de aire es la mitad de la longitud de onda de la onda sonora. La columna de aire abierta puede producir todos los armónicos. Los cilindros abiertos se emplean musicalmente en la flauta, la flauta dulce y el tubo de órgano abierto.
Una columna de aire cilíndrica cerrada producirá ondas estacionarias resonantes en la frecuencia fundamental y en los armónicos impares. La restricción del extremo cerrado impide que la columna produzca los armónicos pares. El clarinete consiste en un cilindro cerrado aproximado, y esto hace que la acústica del clarinete sea bastante diferente de la de otros instrumentos de viento-madera.|
Una columna de aire cónica producirá la misma frecuencia fundamental que un cilindro abierto de la misma longitud y también producirá todos los armónicos. Las columnas de aire cónicas se emplean en varios instrumentos musicales de viento-madera: oboe, fagot, saxofón y otros.
INSTRUMENTOS ELECTRÓNICOS Y CAMBIO DE TONO
El cambio de tono de los instrumentos musicales electrónicos como los sintetizadores (software) y los samplers (software) tiene un efecto menor en comparación con el de los instrumentos acústicos (e instrumentos musicales eléctricos). Las características físicas (masa, peso, volumen y densidad, naturaleza vibratoria del medio, etcétera) de los instrumentos electrónicos (el hardware) no juega un papel en la creación de su sonido en sí, los sonidos «sintéticos» o «muestreados» de los instrumentos serán generados con exactamente los mismos algoritmos.
El único efecto que el cambio de tono puede tener para los instrumentos electrónicos, es cuando el sonido se convierte en «aire», comienza a flotar alrededor y «choca» e «interactúa» con la habitación y los objetos en ella. ¡¡¡
!!! Sin embargo, es importante tener en cuenta que es bastante inútil cambiar el tono con exactamente un semitono (a 415 Hz, el «tono barroco») si se utilizan instrumentos electrónicos. Al fin y al cabo, no hay cambio de timbre -como ya se ha dicho- y las frecuencias que responden a las teclas siguen siendo las mismas (simplemente han subido o bajado una tecla) y, por tanto, la «respuesta» en frecuencia de los 12 tonos, la resonancia y la «reflexión» del sonido con la sala es prácticamente la misma.
POR QUÉ BAJAR EL TONO DE CONCIERTO? (CONCLUSIÓN)
«¿Qué cambia en la fuente?» y «¿Cómo afectan estos cambios en la fuente al espacio circundante?».
Cambios en la fuente
Para algunos instrumentistas un tono más bajo podría facilitar una actuación. Un tono más bajo significaría menos tensión en las cuerdas de un instrumento (y también en las cuerdas vocales), por lo que se requiere menos «energía» para poner la fuente «en movimiento». Una menor tensión en una cuerda también significaría que podrías tirar de una cuerda más arriba, con otras palabras, tienes más flexibilidad para afinar un tono.
Un tono más bajo también significaría una posible diferencia en la respuesta de frecuencia natural, generando una diferencia en la resonancia del propio instrumento. Debido al cambio de resonancia del instrumento el «timbre» podría cambiar también (también dependiendo del material del que esté hecho el instrumento y la naturaleza vibratoria de ese material).
Las frecuencias bajas no desplazan tanta energía como las altas, pero contienen mejor la energía. Al bajar el tono, la vibración y la resonancia (dentro del instrumento y el aire en los resonadores) podrían durar más tiempo (más sustain / mayor tiempo de decaimiento).
Los efectos en el espacio circundante
Como se ha mencionado anteriormente en este artículo, sabemos que las frecuencias altas tienden a «rebotar» en cualquier cosa que se encuentre en su camino, mientras que las frecuencias bajas tienden a «doblarse alrededor» de esos objetos. Aunque la diferencia entre usar Concert Pitch 440Hz o 432Hz es relativamente pequeña, el «reflejo» del sonido de los objetos que lo rodean y de la habitación (donde está la fuente) es un poco menor. Esto es más claro con las frecuencias de alta gama como, por ejemplo, los hi-hats y las salpicaduras de los platillos. En particular, en lugares con muchas superficies duras (hormigón, vidrio, etc.) se puede escuchar una (pequeña) diferencia en la reflexión/absorción y la resonancia. Sin embargo, al aire libre, la diferencia de reflexión y resonancia entre el uso de Concert Pitch 440Hz y 432Hz no es realmente detectable.
Cuando se utilizan sistemas de sonido potentes o instrumentos acústicos fuertes, una parte de las vibraciones generadas con ese sistema de sonido o instrumentos puede encontrar resonancia en la sala donde se genera el sonido. Las frecuencias naturales de la materia de esta sala podrían resonar de forma diferente. Al fin y al cabo, las frecuencias más bajas generan menos desplazamiento de energía que las altas, por lo que la respuesta en resonancia de las frecuencias naturales de la sala es algo menor.
¿CUÁNTO MÁS BAJO SE DEBE IR?
Bueno, puede que quiera probar con 435Hz (Diapasón Normal) o 432Hz… o más bajo? Te sugiero que empieces a explorar las opciones por ti mismo, al final la música se trata de que te expreses de la manera que más te convenga, ¿no? Sin embargo, voy a resumir algunos tonos bajos utilizados en la historia de la música, usted puede comenzar su propia «investigación» a partir de ahí …
EL TONO MÁS BAJO MENCIONADO HISTÓRICAMENTE UTILIZADO PARA A4 (A 360HZ)
Si echamos un vistazo a los últimos dos siglos nos damos cuenta de tonos tan bajos como A4=360Hz (órganos ingleses pitchpipe) se han utilizado. Para ponerlo en perspectiva: 370Hz es exactamente a 3 semiciones (300 céntimos) por debajo de 440Hz.
EL «TONO BARROCO» (A4=415HZ)
Este tono fue comúnmente utilizado durante el «período barroco» (1600-1760). 415Hz es 101 céntimos o 1,01 semitono por debajo del estándar actual de 440Hz. En otras palabras, el tono de concierto 440Hz es 415Hz transpuesto un semitono hacia arriba. A4=415Hz como tono de concierto puede ser una opción cuando se utilizan instrumentos acústicos (debido a las diferencias de resonancia y timbre). Cuando se utilizan instrumentos electrónicos este cambio de tono es inútil (véase la información anterior en este artículo).
EL «TONO CIENTÍFICO» C4=256HZ (A4=430,5-432HZ)
También conocido como tono filosófico, tono Sauveur o afinación Verdi, fue propuesto por primera vez en 1713 por el físico francés Joseph Sauveur, promovido brevemente por el compositor italiano Giuseppe Verdi en el siglo XIX, y luego defendido por el Instituto Schiller a partir de la década de 1980. Todas las octavas de Do son un número redondo exacto en el sistema binario. El tono exacto de A4 depende del temperamento que utilice. Si utilizas el Temperamento de Tono Igual encontramos A4 a 430,5Hz, pero si utilizas el Temperamento Pitagórico encontrarás A4 a 432Hz. Otros Temperamentos podrían generar diferentes resultados para el tono exacto de A4 cuando se utiliza C4=256Hz como Tono de Concierto.
EL «DIAPASON NORMAL» (A4=435HZ)
En 1859 (16 de febrero), el gobierno francés aprobó una ley para establecer el Estándar Nacional a A4=435Hz, el único tono de concierto Nacional oficial (obligatorio por ley) en la historia registrada.
¿Hay alguna desventaja en el uso de un tono más bajo?
Desgraciadamente SÍ, la hay…
La mayor desventaja de utilizar un tono más bajo (o más alto) que el estándar actual A4=440Hz son las dificultades/problemas de afinación que se producen al utilizar determinados instrumentos. ¡¡¡No todos los instrumentos pueden cambiar el tono de concierto!!! Es importante tener esto en cuenta a la hora de componer y producir música.
- Si tienes intención de actuar en directo utilizando un tono de concierto diferente, asegúrate de que los instrumentos de los músicos que invitas al concierto pueden soportar un cambio de tono. En el artículo del blog «Instrumentos & Afinación» puedes leer más sobre esto.
- Si sólo compones y produces para publicar música, entonces es posible cambiar el tono (y el temperamento) en la postproducción para aquellos instrumentos que no manejan bien el cambio de tono, si todos los instrumentos fueron grabados en pistas separadas. Más información sobre esto en los artículos «Cómo: Cambiar la afinación de concierto» y «Cómo: Cómo cambiar el tono de concierto + el temperamento».
Otra desventaja sobre el uso de un tono de concierto diferente es una para los DJ’s. La mezcla de pistas que utilizan diferentes Tonos de Concierto suena horrible, la disonancia puede matar el estado de ánimo. Naturalmente, los DJ pueden volver a afinar todo su repertorio (lo que lleva mucho tiempo), o tocar sólo las pistas producidas con el mismo Concert Pitch (lo que limita el repertorio). Arreglar la diferencia de Concert Pitch en tiempo real no es en la actualidad (2014) una solución adecuada, ni siquiera con equipos de DJ modernos como «Traktor» o «Serato».
AFTERWORD
Ahora bien, me gustaría dejar claro que la diferencia entre el actual estándar de afinación A4=440Hz y el A4=435Hz («Diapason Normal») o A4=432Hz & C4=256Hz como Concert Pitch no será una diferencia de «noche y día».
Utilizar otro Tono de Concierto (más bajo) como A4=432Hz no es como un «truco de magia» que hará que una pieza musical suene de repente genial que si se toca y se graba de la misma manera pero 8Hz más alto (a 440Hz) no sonaría muy bien. La «intención» (pasión, energía, etcétera) de los intérpretes y la «maestría» tanto de los músicos como de los ingenieros de sonido siguen jugando el mayor papel cuando se trata de que algo suene bien.
Un tono diferente puede crear una «perspectiva» diferente … Un tono más bajo (entonces A4=440Hz) puede ampliar la sensación de una «dimensionalidad» extendida en el mejor de los casos, pero sólo si esa dimensionalidad estaba allí para empezar. La afinación 432 ni ningún otro tono de concierto o temperamento puede «crear» lo que no está ahí para empezar … y eso empieza con la composición en sí, la historia que se va a contar, y se mantiene o cae con los logros del total de artistas involucrados.
El tono de concierto 432Hz es quizás más algo que se podría llamar «fingerspitzengefühl» … es decir, para aquellos que tienen «oído» para ello.
Lo que realmente cambia la forma en que una pieza musical suena es el cambio de Temperamento …