Maderas - principios básicos de funcionamiento
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Resonadores
La primera definición que podemos encontrar de resonador, nos dice que se trata de un cuerpo sonoro que entra en vibración cuando recibe ondas de determinada frecuencia y amplitud. "Cualquier dispositivo o sistema que es capaz de entrar en resonancia o que tiene la capacidad de comportarse de manera resonante, lo cual quiere decir que oscila a unas determinadas frecuencias con una amplitud más grande que a las otras".
Cavidad resonante
"La cavidad presenta una superficie interior que refleja las ondas de una frecuencia específica, cuando la onda que es resonante con la cavidad entra, rebota con pequeñas pérdidas (véase onda estacionaria). Cuanta más energía en forma de ondas entra a la cavidad, más se recombina y refuerza con las ondas que ya están dentro, incrementando su intensidad".
"El espectro sonoro de un instrumento de cuerda no es igual al de las vibraciones de las cuerdas. La razón de esto radica en la eficiencia, dependiente de la frecuencia, del resonador (Tabla armónica del piano, cuerpo del violín) cuya función principal es extraer energía de la cuerda vibrante y convertirla más eficientemente en potencia de onda sonora. Como lo mencionamos antes, las vibraciones de la cuerda son convertidas en vibraciones del resonador mediante un proceso en el cual se permite a los punto extremos de la cuerda (especialmente el que está sobre el puente) vibrar en una medida muy pequeña. Esta vibración residual es tan pequeña que, desde el punto de vista de la cuerda, estos puntos siguen actuando como nodos vibratorios. Sin embargo, estas vibraciones involucran una considerable transferencia de energía.(...) Debido a que un resonador típico tiene una superficie relativamente amplia, la conversión de la energía de sus vibraciones a energía de ondas es muy eficiente; miles o incluso millones de veces más eficiente que la conversión directa de la energía de la cuerda vibrante a sonido." "Tal como una cuerda de extremos fijos, la compleja estructura elástica de una tabla armónica de piano o la del cuerpo de un violín tiene modos de oscilación preferidos. En este caso, sin embargo, no hay más una simple relación de múltiplos enteros entre las frecuencias asociadas. Lo que es más, hay tantos modos con frecuencias prácticamente superpuestas, que lo que se obtiene es un `continuum`de frecuencias de vibración preferidas, en vez de una serie de valores discretos. Veamos brevemente cómo surgen estos modos de vibración. Para ello, en lugar de considerar el cuerpo de un violín entero, examinemos cómo vibra sólo la tapa o el fondo del instrumento. Para averiguar los modos de vibración posibles es necesario excitar la tapa con un vibrador mecánico sinusoidal, de una sola frecuencia, en un punto determinado (por ejemplo, en el punto donde está en contacto con el puente). Las ondas elásticas se propagan en dos dimensionas alejándose del punto de excitación y se reflejan en los bordes de la tapa. Los únicos modos de vibración estables serán ondas estacionarias compatibles con las condiciones particulares del contorno de la tapa. Es muy difícil visualizar el tratamiento matemático de este proceso. En el laboratorio, sin embargo, es posible hacer visibles las vibraciones a través de una moderna técnica de láser llamada `holografí`(Reinicke y Cremer, 1970). El modo de oscilación más simple (llamado `modo en anillo` o `ring mode`) es uno en el cual la región central de la tapa se mueve sinusoidalmente para arriba y para abajo, con el borde actuando como línea nodal. Los modos de anillo de las tapas del cuerpo de un violín determinan la altura del `tono de golpeteo`(tap tone), que es el tono que surge al dar palmaditas al cuerpo del instrumento. LAS FIGURAS 4.13 Y 4.14 muestran hologramas de cuatro modos de vibración sucesivos de la tapa (con oídos y alma, pero sin mango) y del fondo respectivamente. Cada una de las curvas oscuras representa un contorno de igual amplitud de deformación instantánea. La diferencia en amplitud entre franjas vecinas es de alrededor de 2x10(-5)cm. En el instrumento armado, los modos de vibración de la tapa prácticamente no cambian, pero nuevos modos de vibración aparecen en el rango de frecuencias bajas. La respuesta vibratoria de un resonador a una determinada señal de amplitud fija (sea de un vibrador mecánico o de una cuerda vibrando montada sobre ese resonador) depende mucho de la frecuencia de las oscilaciones primarias. Por esa razón, una tabla armónica reacciona de manera distinta a vibraciones de distintas frecuencias. Algunas frecuencias serán realzadas de modo preferencial, mientras que otras no serán amplificadas en absoluto. Una frecuencia para la cual la conversión de energía es particularmente eficiente se llama "Frecuencia de Resonancia del resonador. Un resonador puede tener varias frecuencias de resonancia: ellas pueden estar bien definidas (resonancia angosta) o esparcidas en una ancha gama de frecuencias. El gráfico que se obtiene trazando la
Por esta última definición, podemos empezar a deducir que, en el caso de los primeros instrumentos de cuerda (no eléctricos), la tensión a la que está sometida la cuerda en combinación con el movimiento que se produce al aplicarle frotado o pulsación, produce una vibración, la cual viaja por los nodos (cejilla y puente) hacia la caja; una vez en la caja la vibración se acumula y...?
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