Curiosidades sobre afinación y otros aspectos del piano

En esta sección intentaré haceros llegar información para que conozcais un poco más el mundo del piano, de su comportamiento y de su mantenimiento, así como consejos sobre su conservación.

Tres cosas importantes que debes conocer sobre esta profesión

   Un afinador de pianos es el que se encarga de ajustar la tensión de las cuerdas de un piano, alineando armoniosamente los intervalos entre los tonos.

 

   Sin embargo el proceso de afinación requiere otra serie de cuidados del instrumento musical, su regulación e incluso si fuese necesaria su reparación.

El Piano

    El piano (palabra que en italiano significa «suave», y en este caso es apócope del término original, «pianoforte», que hacía referencia a sus matices suave y fuerte) es un instrumento musical clasificado como instrumento de teclado de cuerdas percutidas por el sistema de clasificación tradicional, y según la clasificación de Hornbostel-Sachs es un cordófono simple.

 

    El músico que toca el piano recibe el nombre de pianista.

 

   Está compuesto por una caja de resonancia, a la que se ha agregado un teclado mediante el cual se percuten las cuerdas de acero con macillos forrados de fieltro, produciendo el sonido.

 

   Las vibraciones se transmiten a través de los puentes a la tabla armónica, que los amplifica.

 

   Está formado por un arpa cromática de cuerdas múltiples, accionada por un mecanismo de percusión indirecta, a la que se le han añadido apagadores.

 

  Fue inventado en torno al año 1700 por el paduano Bartolomeo Cristofori.

 

   Entre sus antecesores se encuentran instrumentos como la cítara, el monocordio, el dulcémele, el clavicordio y el clavecín.

 

   A lo largo de la historia han existido diferentes tipos de pianos, pero los más comunes son el piano de cola y el piano vertical o de pared.

 

   La afinación del piano es un factor primordial en la acústica del instrumento y se realiza modificando la tensión de las cuerdas de manera que éstas vibren en las frecuencias adecuadas.

 

   En la música occidental, el piano se puede utilizar para la interpretación solista, para la música de cámara, para el acompañamiento, para ayudar a componer y para ensayar.

 

 Las primeras composiciones específicas para este instrumento surgieron alrededor del año 1732; entre ellas destacan las 12 sonatas para piano de Lodovico Giustini tituladas Sonate da cimbalo di piano e forte detto volgarmente di martelletti.

 

    Desde entonces, muchos han sido los compositores que han realizado obras para piano y en muchos casos esos mismos compositores han sido pianistas.

 

   Destacan figuras como Frédéric Chopin, Franz Liszt, Wolfgang Amadeus Mozart, Ludwig van Beethoven o Piotr Ilich Chaikovski.

 

   Fue el instrumento representativo del romanticismo musical y ha tenido un papel relevante en la sociedad, especialmente entre las clases más acomodadas de los siglos XVIII y XIX. 

Primeros Pianos

     La invención del piano se acredita a Bartolomeo Cristofori.
 

    La invención del piano moderno se acredita a Bartolomeo Cristofori, de Padua, perteneciente por aquel entonces a la República de Venecia (Italia), que fue contratado por el príncipe Fernando II de Médici como conservador de instrumentos. Fue un experto fabricante de clavicémbalos y fue así como pudo familiarizarse con las técnicas de fabricación de instrumentos de cuerda con teclado.

 

   No se sabe con exactitud la fecha en la que Cristofori construyó el primer piano pero en un inventario hecho por sus mecenas, la familia Médici, se indica la existencia de un piano en el año 1700.

 

   Como instrumento de cuerda con teclado, el piano es similar al clavicordio, desde el punto de vista organológico, y al clavecín, en términos estético-musicales.

 

    Estos tres instrumentos se diferencian en sus mecanismos de producción del sonido.

 

     En un clavecín, las cuerdas son pulsadas por plectros.

 

    En un clavicordio, las cuerdas son percutidas por pequeñas púas de metal (tangentes) que continúan en contacto con la cuerda hasta que se deja de presionar la tecla.

 

   En un piano, las teclas son percutidas por macillos, que rebotan inmediatamente dejando a la cuerda vibrar libremente.


   El gran éxito de Cristofori fue hallar la solución, sin ejemplos previos, al problema fundamental mecánico del diseño del piano: el macillo de madera cubierto de cuero debía golpear la cuerda, pero no permanecer en contacto con ella porque amortiguaba el sonido, como ocurría con las tangentes que se mantenían en contacto con las cuerdas del clavicordio.

 

   Por otra parte, el macillo debía volver a su posición de descanso sin rebotar violentamente y, a ser posible, debía permitir repetir una nota rápidamente.

 

   El mecanismo de percusión de Cristofori sirvió como modelo para los numerosos enfoques diferentes para las acciones de piano posteriores.

 

    Si bien los primeros instrumentos de Cristofori se hicieron con cuerdas delgadas y fueron mucho más silenciosos que el piano moderno, en comparación con el clavicordio (el único instrumento de teclado anterior capaz de controlar mínimamente los matices dinámicos a través del teclado) fueron considerablemente más fuertes y podían mantener mejor la potencia del sonido.


    El piano no tenía un sonido estridente y metálico como el clavicordio o el clave, sino que era un sonido mucho más suave y sostenido.

 

   Además, los macillos estaban dotados de un sistema de escape mediante el cual era posible variar tanto el volumen como el tono del sonido.

 

  Con él se incrementaba notablemente la capacidad expresiva musical del instrumento, ya que además de producir un determinado sonido siempre al mismo volumen y tono, como ocurría con los instrumentos antecesores, era posible producir sonidos con más o menos volumen que otros y producir una muy ligera variación tonal.

 

    Todo esto dependía de la forma de ejecutar el teclado del piano: con movimientos rápidos y bruscos de las teclas se producían sonidos de gran volumen y brillantes; y con movimientos lentos y apaciguados se generaban sonidos de menor volumen y con un tono más dulce.

 

   Cristofori lo llamó gravicembalo col piano e forte. Este nombre hacía referencia a la capacidad del instrumento de producir sonidos con diferentes intensidades, dependiendo de la presión ejercida sobre las teclas: si apretabas fuerte el sonido era mayor y si apretabas más suavemente el sonido era menor; de aquí viene el nombre que le puso primariamente, pianoforte (derivado del italiano: piano: suave y forte: fuerte).

 

    Cristofori construyó cerca de una veintena de pianos a lo largo de su vida, de los que sólo se conservan tres, el más antiguo de los cuales se encuentra en el Museo Metropolitano de Arte de Nueva York y data de 1720.

 

    El nuevo instrumento construido por Cristofori se mantuvo relativamente desconocido hasta que el escritor italiano Francesco Scipione escribió un entusiasta artículo sobre el piano en 1711, incluyendo un diagrama de su mecanismo.

 

    Este artículo fue distribuido ampliamente y la mayor parte de la siguiente generación de fabricantes de pianos inició su trabajo debido a su lectura.

 

    Uno de estos fabricantes fue Gottfried Silbermann, más conocido como fabricante de órganos, que tenía su taller en Freiberg (Sajonia, Alemania).

 

    Los pianos de Silbermann son prácticamente copias directas del piano inventado por Cristofori pero con una importante adición: Silbermann inventó el precursor del pedal de resonancia moderno, que elevaba todos los apagadores de las cuerdas a la vez.

 

     Hacia 1726 Cristofori introdujo en sus pianos el sistema una corda que daba al intérprete la posibilidad, mediante un comando especial, de desplazar el mecanismo de tal modo que cada macillo golpeara sobre una cantidad de cuerdas menor de lo habitual para lograr un sonido muy suave.

 

   Este mecanismo se sigue manteniendo en los pianos modernos actuales y el una corda permite que el macillo del piano golpee sobre una única cuerda de cada grupo. Las primeras composiciones específicas para pianos aparecieron alrededor de 1732, entre las que destacan las 12 sonatas para piano de Lodovico Giustini tituladas Sonate da cimbalo di piano e forte detto volgarmente di martelletti.

 

    Silbermann mostró a Johann Sebastian Bach uno de sus primeros instrumentos en la década de 1730, pero a Bach no le gustaba ese instrumento, alegando que las octavas superiores eran demasiado suaves para permitir un completo registro dinámico, lo que le granjeó cierta hostilidad con Silbermann.

 

     Al parecer las críticas fueron atendidas y en 1747 Bach dio su aprobación al instrumento e incluso actuó como agente en la venta de pianos fabricados por Silbermann.

 

     Desde el taller de Gottfried Silbermann se desarrollaron las famosas escuelas de fabricación de pianos: la «Escuela inglesa» que surgió a partir de dos discípulos de Silbermann, llamados Johannes Zumpe y Americus Backers, que emigraron a Londres, donde desarrollaron un piano que poseía el mismo mecanismo que el de Cristofori aunque con notables modificaciones, que más tarde sería denominado «mecanismo inglés»; y la «Escuela alemana», surgida a partir de otro discípulo de Silbermann llamado Johann Andreas Stein, que realizó otras modificaciones al mecanismo original de un diseñador llamado Schroter, denominado «mecanismo alemán o vienés».

Caja de Resonancia

    La caja de resonancia, también denominada mueble, es el recinto cerrado del piano, que tiene la finalidad de amplificar o modular elsonido.

 

   Es una parte primordial del piano, ya que, además de amplificar y modular el sonido, es un factor decisivo en el timbre del instrumento, siendo importante la calidad de la madera con la que está fabricada, el número de piezas con las que esté construida y su estructura.

   La caja está formada por una tapa superior, una tapa inferior, denominada tabla armónica, y una «faja», que es una sección de madera que une ambas tapas, con formas curvadas mediante un proceso de prensado con calor.

 

    En el interior se encuentra el bastidor, que es una estructura de refuerzo de las tapas y sirve para controlar la vibración, y el alma.

Piano de Cola

     Un piano de cola es un tipo de piano en el que las cuerdas y la caja de resonancia se encuentran en posición horizontal.

 

    Los pianos de cola tienen una tapa superior que se puede abrir, de manera que los sonidos producidos por las cuerdas salen al exterior sin barreras de ningún tipo.

 

    Su tamaño puede variar dependiendo del fabricante y tipo de piano de cola fabricado, pero suelen oscilar entre los siguientes valores:

  • piano de cola mignon: hasta 130 cm de longitud.

  • piano de un cuarto de cola: de 131 hasta 189 cm de longitud.

  • piano de media cola: de 190 hasta 225 cm de longitud.

  • piano de tres cuartos de cola: de 226 hasta 255 cm de longitud.

  • piano de gran cola: superiores a 256 cm de longitud.

 

 Todas las fábricas de pianos producen pianos excepcionales artcase.

 

  Algunos sólo poseen decoraciones o modificaciones espectaculares de los pianos ordinarios como pies trabajados, marquetería, pintura o revestimiento.

 

  Otros son modificaciones radicales como el Pegasus de Schimmel o M. Liminal diseñado por NYT Line y fabricado por Fazioli.

Afinación
 

   Con el transcurso del tiempo las cuerdas, que producen sonidos gracias a su vibración, pierden tensión y modifican el sonido que emiten.

 

    La humedad, las temperaturas muy altas o muy bajas o el propio paso del tiempo son otros factores que pueden modificar la afinación de un piano.

 

    El afinador debe calibrar y corregir la tensión de las cuerdas del piano para equilibrar las notas del instrumento.

 

   Cada piano tiene una afinación temperada propia así que deben tratarse individualmente, por lo que es imposible hacer una estimación media de cuanto lleva afinar un piano.

Temperamento y Batimiento

  La relación entre dos alturas, llamada intervalo, es la proporción de sus frecuencias absolutas.

 

   Dos intervalos diferentes son percibidos como el mismo cuando los pares de alturas implicados comparten la misma proporción de frecuencia.

 

   Los intervalos más fáciles de identificar y los más fáciles para afinar, son aquellos que están afinados en el sistema justo, es decir, que tienen una proporción de número entero sencillo.

 

  El término temperamento se refiere a un sistema de afinación que atenúa los intervalos justos (por lo general la quinta justa tiene una proporción 3:2) para satisfacer alguna otra propiedad matemática; en el temperamento igual, una quinta estaría atenuada ligeramente, alcanzando un ligero agravamiento del tono superior, o incrementando levemente el tono inferior.

 

    La atenuación de un intervalo causa batimiento, que es una fluctuación en la intensidad debido a la interferencia entre tonos cercanos pero desiguales.

 

   La tasa de batimiento es igual a las diferencias de frecuencia de cualquier armónico que están presentes para ambos tonos y que coinciden o están cerca de coincidir.

 

   Se escucha claramente cuando la diferencia entre los tonos de estos armónicos coincidentes es pequeña (menor de 20 cents de Hz).

 

   El tono real de una cuerda de piano al vibrar no es sólo un tono, sino que es una disposición de tonos compleja denominada serie armónica.

 

   Por ello, dos cuerdas que están cercanas a una proporción de un armónico simple, como una quinta justa, producirán batimiento en los tonos más altos (en su armonía coincidente), debido a la diferencia de altura entre sus armónicos coincidentes.

 

   En el caso de un intervalo que está cerca de una quinta justa, se escucha un fuerte batimiento que triplica la frecuencia fundamental de la cuerda más grave (una octava más una quinta justa por encima), y duplica la frecuencia de la cuerda más aguda (una octava por encima).

 

   En caso de que estas frecuencias se puedan calcular, un temperamento puede ser afinado auditivamente por la sincronización del batimiento de los intervalos temperados.

 

    Un método práctico de afinación del piano comienza con el ajuste de un conjunto de cuerdas en el registro medio del piano a una octava temperada.

 

    Una vez que estas cuerdas son ajustadas, el afinador puede continuar ajustando los demás tonos comparando intervalos de octava con esa octava temperada.

 

   Esto es conveniente, porque la octava es el intervalo más fácil de afinar porque tiene la proporción más simple (2:1) después del unísono (1:1).

 

    Estas octavas son afinadas sin batimiento

Inarmonía y tamaño del piano

   Cualquier objeto que vibra lo hará en un número de frecuencias por encima de la fundamental, llamados sobretonos.

 

      Cuando los sobretonos son múltiplos de un número entero (por ejemplo x2 ó x6) de la frecuencia fundamental (llamada armónico), entonces la oscilación es periódica, es decir, vibra exactamente del mismo modo muchas veces.

 

  Los seres humanos parecen disfrutar del sonido de oscilaciones periódicas.

 

     Por esta razón, muchos instrumentos musicales, incluyendo al piano, son diseñados para producir oscilaciones casi periódicas, es decir tener sobretonos tan cerca como sea posible de la armonía del tono fundamental.

 

    En una cuerda ideal que vibra, cuando la longitud de onda sobre una cuerda extendida es mucho mayor que el grosor de la cuerda, la velocidad de la onda de la cuerda es constante y los sobretonos son los armónicos.

 

    Es por eso por lo que tantos instrumentos son construidos con cuerdas o delgadas columnas de aire.

 

   Sin embargo, para los sobretonos altos con longitudes de onda muy corta, la cuerda delgada se comporta más como una gruesa barra de metal.

 

    La resistencia mecánica de la cuerda a la flexión se convierte en una fuerza adicional.

 

    A menos que esta fuerza de flexión sea mucho menor que la tensión de la cuerda, provocará un aumento de la velocidad de la onda.

 

    Esto incrementa la frecuencia de los sobretonos por encima de los armónicos de la frecuencia fundamental, produciendo un desagradable efecto llamado inarmonía.

 

    Algunas estrategias básicas para reducir la inarmonía son la disminución del grosor o el aumento de la longitud de onda de la cuerda, la elección de un material flexible con una fuerza de flexión baja y el aumento de la fuerza de tensión de modo que sea mucho mayor que la fuerza de flexión.

 

    El entorchado de la cuerda permite una disminución eficaz en el grosor de la misma.

 

     En una cuerda entorchada, sólo el núcleo interno se opone a la flexión mientras que las cuerdas funcionan sólo para aumentar la densidad lineal de la cuerda.

 

     El grosor del núcleo interno está limitado por su fuerza y por su tensión; materiales más fuertes permiten núcleos más delgados para tensiones altas, con lo que se reduce la inarmonía.

 

     Por lo tanto, los diseñadores de pianos escogen el acero de alta calidad para sus cuerdas.

 

  Un piano más grande permite cuerdas mayores con longitudes de onda más largas. Los diseñadores de pianos se esfuerzan para encajar cuerdas lo más largas posibles dentro de la caja de resonancia del instrumento.

 

     Además, si todo lo demás es igual, un comprador experto de pianos tratará de obtener el instrumento más grande compatible con el presupuesto y el espacio.

 

     La inarmonía afecta en gran parte a las notas más bajas y más altas del piano y es uno de los límites para el registro total de un piano.

 

     Las cuerdas más bajas, que tendrían que ser las más largas, están más limitadas por el tamaño del piano.

 

  Fuerzan al diseñador de un piano corto a usar cuerdas gruesas para aumentar la densidad de masa y, por tanto, provocan inarmonía.

 

   Las cuerdas más altas tienen que estar sometidas a una mayor tensión, pero también deben ser delgadas para permitir una baja densidad de masa.

 

    La escasa resistencia del acero obliga al diseñador de pianos a usar cuerdas muy cortas con longitudes de onda cortas, dando lugar a la inarmonía.

 

    La inarmonía natural de un piano es usada por el afinador para hacer ajustes leves en la afinación de un piano.

    El afinador extenderá las notas, retocando ligeramente las notas agudas y bajando las notas graves de modo que los sobretonos de las notas graves tengan la misma frecuencia que las notas agudas fundamentales.

Grosor y longitud de las cuerdas

    Las cuerdas de un piano varían en longitud y grosor, tanto que se pueden producir varias octavas en la caja de resonancia del instrumento.Las cuerdas de un piano pueden variar de longitud y grosor, siendo más largas y gruesas para las notas graves que para las agudas.

 

     Como medida estándar las cuerdas de las notas agudas más altas suelen tener 1/30 pulgadas de ...grosor y 1/3 de pulgada para las cuerdas de las notas más graves. De estas diferencias de grosor de la cuerda se puede deducir las propiedades acústicas bien entendidas de las mismas.

 

   Al comparar dos cuerdas, igualmente tensadas y con el mismo grosor y una de ellas dos veces más larga que la otra, la cuerda más larga vibra con un tono una octava más baja que la cuerda más corta.

 

    Sin embargo, si se empleara este principio para diseñar un piano sería imposible incluir las cuerdas de las notas graves en cualquier marco de tamaño razonable.

 

   Además, con ese gigantesco piano hipotético, las cuerdas más graves deberían hacer tal recorrido vibrando que se golpearían unas a otras.

 

     En lugar de ello, los fabricantes de pianos se aprovechan del hecho de que una cuerda gruesa vibra más lentamente que una delgada de idéntica longitud y tensión, por lo tanto, las cuerdas más graves del piano son mucho más gruesas que las demás.

Frecuencia de afinación del piano

    La frecuencia de afinación del piano se consigue partiendo como base del sonido la 440, elegido por convención.

 

  Esta distribución de las frecuencias se conoce como temperamento igual, es decir, la octava está dividida en 12 semitonos perfectamente iguales (desde el punto de vista logarítmico).

 

    Cada tono se obtiene multiplicando el anterior por la raíz duodécima de dos.

 

    Por ejemplo, normalmente el la de la octava central del piano (la3 según la notación franco-belga) es sintonizado a 440 Hz. Para obtener el siguiente semitono (la♯), es necesario multiplicar 440 Hz por la raíz duodécima de 2.

 

     Para pasar de la a si (es decir, dos semitonos), es necesario multiplicar 440 por la raíz duodécima de 2 elevado al cuadrado.

 

     Estas frecuencias corresponden a un piano teórico ideal.

 

    En un piano real, la relación entre semitonos es ligeramente mayor, especialmente en los extremos inferior y superior, debido al espesor de cuerda que causa inarmonía por la fuerza requerida para doblar la cuerda de piano de acero, incluso en ausencia de tensión.

 

    Este efecto es conocido a veces como octava extendida y el patrón de desviación se llama curva de Railsback.

Afinación electrónica
o aural

   Dentro de la afinación suele hablarse de afinación electrónica o aural dependiendo de si se utiliza un aparato para medir las frecuencias o si nos basamos en el oído para reconocer los intervalos.

 

  La ventaja de la afinación electrónica es alcanzar una frecuencia exacta que se desee y la ventaja de afinar de oído es que tenemos en consideración las inharmonicidades propias del piano.

 

    También pueden combinarse la afinación electrónica con la de oído. Hay que remarcar que para utilizar un afinador electrónico hay que saber calibrarlo con precisión.

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