La afinación de un piano es el proceso de ajustar la tensión de las cuerdas de un piano acústico para que los intervalos musicales entre las cuerdas estén afinados . El significado del término "afinado", en el contexto de la afinación de un piano, no es simplemente un conjunto fijo particular de tonos . La afinación fina de un piano requiere una evaluación de la interacción de vibración entre las notas, que es diferente para cada piano, por lo que en la práctica requiere tonos ligeramente diferentes de cualquier estándar teórico. [ cita requerida ] Los pianos suelen estar afinados a una versión modificada del sistema llamado temperamento igual . (Véase Frecuencias de las teclas del piano para la afinación teórica del piano.)
En todos los sistemas de afinación, cada tono puede derivarse de su relación con un tono fijo elegido, que normalmente es A440 (440 Hz), la nota A por encima del Do central. Para un piano clásico y la teoría musical, el Do central suele etiquetarse como C 4 (como en la notación de tono científica ); sin embargo, en la definición estándar MIDI, este Do central (261,626 Hz) se etiqueta como C 3 . En la práctica, un software MIDI puede etiquetar el Do central como C 3 - C 5 , lo que puede causar confusión, especialmente para principiantes.
La afinación de pianos la realizan una amplia variedad de técnicos de piano independientes, reparadores de pianos, personal técnico de tiendas de pianos y aficionados. Se puede obtener formación y certificación profesional a través de organizaciones o gremios, como el Gremio de Técnicos de Piano . Muchos fabricantes de pianos recomiendan afinar los pianos dos veces al año.
Muchos factores pueden hacer que los pianos se desafinen, en particular los cambios atmosféricos. Por ejemplo, los cambios de humedad afectarán el tono de un piano; la humedad alta hace que la tabla sonora se hinche, estirando las cuerdas y haciendo que el tono se agudice, mientras que la humedad baja tiene el efecto opuesto. [1] Los cambios de temperatura también pueden afectar el tono general de un piano. En los pianos más nuevos, las cuerdas se estiran gradualmente y las partes de madera se comprimen, haciendo que el piano se desafine, mientras que en los pianos más antiguos, las clavijas de afinación (que mantienen las cuerdas afinadas) pueden aflojarse y no mantener el piano afinado tan bien. [2] Tocar con frecuencia y fuerza también puede hacer que un piano se desafine. [2] Por estas razones, muchos fabricantes de pianos recomiendan que los pianos nuevos se afinen cuatro veces durante el primer año y dos veces al año a partir de entonces. [3]
Un piano desafinado suele identificarse por el característico " honky tonk " o sonido de golpeteo que produce. Esta fluctuación en la intensidad del sonido es el resultado de dos (o más) tonos de frecuencias similares que se tocan juntos. Por ejemplo, si una cuerda de piano afinada a 440 Hz (vibraciones por segundo) se toca junto con una cuerda de piano afinada a 442 Hz, el tono resultante late a una frecuencia de 2 Hz, debido a la interferencia constructiva y destructiva entre las dos ondas sonoras. Del mismo modo, si una cuerda afinada a 220 Hz (con un armónico a 440 Hz) se toca junto con una cuerda afinada a 442 Hz, se oye el mismo pulso de 2 Hz. [4] Debido a que los pianos suelen tener varias cuerdas para cada tecla del piano, estas cuerdas deben estar afinadas a la misma frecuencia para eliminar los pulsos.
El tono de una nota está determinado por la frecuencia de las vibraciones. En el caso de una cuerda vibrante, la frecuencia está determinada por la longitud, la masa y la tensión de la cuerda . [5] Las cuerdas del piano están enrolladas alrededor de clavijas de afinación, que se giran para ajustar la tensión de las cuerdas.
La afinación de pianos se convirtió en una profesión a principios del siglo XIX, cuando el "pianoforte" se convirtió en algo común. [6] Anteriormente, los músicos poseían clavicordios , que eran mucho más fáciles de afinar y que los músicos generalmente afinaban ellos mismos. Los primeros afinadores de pianos se capacitaban y empleaban en fábricas de pianos y, a menudo, realizaban un aprendizaje de aproximadamente 5 a 7 años. Los primeros afinadores se enfrentaron a desafíos relacionados con una gran variedad de pianos nuevos y cambiantes y tonos no estandarizados.
Históricamente, los instrumentos de teclado se afinaban utilizando la entonación justa , la afinación pitagórica y el temperamento medio, lo que significa que dichos instrumentos podían sonar "afinados" en una o algunas tonalidades, pero tendrían más disonancia en otras tonalidades. [7] El desarrollo del buen temperamento permitió que los instrumentos de tono fijo tocaran razonablemente bien en todas las tonalidades. El famoso " Clave bien temperado " de Johann Sebastian Bach aprovechó este avance, con preludios y fugas escritos para las 24 tonalidades mayores y menores. [8] Sin embargo, aunque se evitaron los intervalos desagradables (como el intervalo de lobo ), los tamaños de los intervalos todavía no eran consistentes entre las tonalidades, por lo que cada tonalidad todavía tenía su propio carácter distintivo. Durante el siglo XIX, esta variación condujo a un aumento en el uso del temperamento cuasi-igual , en el que la relación de frecuencia entre cada par de notas adyacentes en el teclado era casi igual, lo que permitía que la música se transpusiera entre tonalidades sin cambiar la relación entre las notas. [9]
Los pianos suelen estar afinados según un estándar de tono A440 que se adoptó a principios del siglo XX en respuesta a una amplia variedad de estándares. [10] Anteriormente, los estándares de tono habían aumentado gradualmente desde aproximadamente A415 durante finales del siglo XVIII y principios del siglo XIX hasta A435 durante finales del siglo XIX. Aunque A440 es generalmente el estándar, algunas orquestas, particularmente en Europa, utilizan un estándar de tono más alto, como A442. [11]
Una cuerda estirada puede vibrar en diferentes modos, o armónicos , y cuando un martillo de piano golpea una cuerda, excita múltiples armónicos al mismo tiempo. El primer armónico (o frecuencia fundamental) suele ser el más fuerte y determina el tono que se percibe. [12] En teoría, los armónicos más altos (también llamados armónicos o parciales) vibran en múltiplos enteros de la frecuencia fundamental. (por ejemplo, una cuerda con una frecuencia fundamental de 100 Hz tendría armónicos a 200 Hz, 300 Hz, 400 Hz, etc.) En realidad, las frecuencias de los armónicos se desplazan ligeramente hacia arriba, debido a la inarmonicidad causada por la rigidez de las cuerdas. [13]
La relación entre dos tonos, llamada intervalo , es la razón de sus frecuencias absolutas. Los intervalos más fáciles de identificar y afinar son aquellos en los que las frecuencias de las notas tienen una razón de números enteros simple (por ejemplo, una octava con una razón de 2:1, una quinta perfecta con una razón de 3:2, etc.) porque los armónicos de estos intervalos coinciden y late cuando están desafinados. (Para una quinta perfecta, el tercer armónico de la nota más baja coincide con el segundo armónico de la nota más alta).
El término temperamento se refiere a un sistema de afinación que permite que los intervalos se afinen en lugar de afinar intervalos puros o " solo intervalos ". En el temperamento igual , por ejemplo, una quinta se templaría estrechándola ligeramente, lo que se logra aplanando ligeramente su tono superior o elevando ligeramente su tono inferior.
Al templar un intervalo, se produce un latido. Debido a que el tono real de una cuerda de piano vibrante no es solo un tono, sino un complejo de tonos dispuestos en una serie armónica , dos cuerdas que están cerca de una relación armónica simple, como una quinta perfecta, se pulsan en tonos más altos (en sus armónicos coincidentes), debido a la diferencia de tono entre sus armónicos coincidentes. Cuando se pueden calcular estas frecuencias, se puede afinar un temperamento auditivamente cronometrando los latidos de los intervalos temperados.
Un método común para afinar el piano comienza con la afinación de todas las notas en la octava de "temperamento" en el rango medio inferior del piano, generalmente F3 a F4. Un afinador comienza utilizando una referencia externa, generalmente un diapasón A440 (o comúnmente un diapasón C523.23) para afinar un tono inicial y luego afina las otras notas en el "temperamento" utilizando relaciones de intervalos temperados. Durante la afinación, es común evaluar quintas y cuartas perfectas, terceras mayores y menores, y sextas mayores y menores, a menudo tocando los intervalos en un patrón ascendente o descendente para escuchar si se ha logrado una progresión uniforme de frecuencias de pulso.
Una vez establecidas las 12 notas de la escala cromática, el técnico replica el temperamento en todo el piano afinando octavas y comprobando con otros intervalos, para alinear cada nota con otras que ya han sido afinadas.
También se utilizan comúnmente dispositivos electrónicos para afinar pianos. Están diseñados para ajustar las mismas complejidades tonales que encuentra el afinador auditivo. Los dispositivos utilizan algoritmos sofisticados para probar continuamente la composición armónica de cada cuerda a medida que suena y aplican la información derivada para determinar su tono óptimo dentro del contexto de todo el instrumento.
La siguiente tabla muestra las frecuencias de pulsación teóricas entre notas en una octava de temperamento igual. La fila superior indica las frecuencias absolutas de los tonos; por lo general, solo A440 se determina a partir de una referencia externa. Cada dos números indica la frecuencia de pulsación entre dos tonos cualesquiera (que comparten la fila y la columna con ese número) en la octava de temperamento. Las frecuencias de pulsación más lentas se pueden cronometrar cuidadosamente con un metrónomo u otro dispositivo similar. Para las terceras en la octava de temperamento, es difícil afinar tantas pulsaciones por segundo, pero después de establecer el temperamento y duplicarlo una octava más abajo, todas estas frecuencias de pulsación están presentes a la mitad de la frecuencia indicada en esta octava más baja, lo que es excelente para verificar que el temperamento es correcto. Una de las pruebas más fáciles del temperamento igual es tocar una sucesión de terceras mayores, cada una un semitono más alta que la anterior. Si se ha logrado el temperamento igual, la frecuencia de pulsación de estas terceras debería aumentar de manera uniforme en la región del temperamento. [14]
La siguiente tabla indica el tono en el que debe producirse el latido más fuerte para obtener intervalos útiles. Como se ha descrito anteriormente, al afinar una quinta perfecta, por ejemplo, el latido no se puede oír en ninguno de los tonos fundamentales de las teclas tocadas, sino más bien una octava y una quinta (doceava perfecta) por encima de la más baja de las dos teclas, que es el tono más bajo en el que se superponen sus series armónicas. Una vez que se puede oír el latido, el afinador debe templar el intervalo, ya sea de forma amplia o estrecha a partir de una afinación que no tiene latidos.
La afinación descrita en el plan de pulsaciones anterior proporciona una buena aproximación del temperamento igual en todo el rango de la octava del temperamento. Sin embargo, si se extiende más, la afinación real del instrumento se vuelve cada vez más imprecisa debido a la desviación de los parciales reales de los armónicos teóricos ; los parciales de los pianos se vuelven ligeramente más agudos a medida que se alcanzan órdenes cada vez más altos de la serie armónica . Este problema se mitiga "estirando" las octavas a medida que se afina por encima (y hasta cierto punto por debajo) de la región del temperamento. Cuando se estiran las octavas, no se afinan al sobretono coincidente más bajo (segundo parcial) de la nota inferior, sino a un sobretono más alto (a menudo el cuarto parcial). Esto ensancha todos los intervalos por igual, manteniendo así la consistencia interválica y tonal.
Toda la música occidental, pero la literatura clásica occidental en particular, requiere esta desviación del temperamento igual teórico porque la música rara vez se toca dentro de una sola octava. Un pianista toca constantemente notas distribuidas en tres y cuatro octavas, al menos, por lo que es fundamental que el rango medio y superior de los agudos se estiren o ensanchen para que coincidan mejor con los armónicos de los registros más bajos. Dado que el estiramiento de las octavas se percibe y no se mide, el afinador determina qué octava necesita más o menos estiramiento de octava "de oído". Una buena afinación requiere un compromiso entre el brillo tonal, la entonación precisa y la conciencia de la gradación del timbre a través del compás del instrumento. El nombre de esta modificación del ancho de la escala se llama octava de los afinadores de piano , en oposición a la simple octava 2:1 esperada de un oscilador armónico (teórico) .
La cantidad de estiramiento necesaria para lograr el compromiso deseado es una determinación complicada descrita teóricamente como una función del escalado de cuerdas . El escalado de cuerdas considera la tensión, longitud, diámetro, peso por unidad de longitud y elasticidad de la cuerda, ya sea en los alambres del núcleo de las cuerdas o en cualquier sobrebobinado utilizado para modificar el peso del alambre. Los sobrebobinados normalmente están hechos de un metal más denso, más pesado, pero menos "elástico" que el acero utilizado para el núcleo. La " elasticidad " imperfecta en cualquier parte del alambre de la cuerda hace que sus parciales se desvíen ligeramente de los armónicos matemáticamente puros , y ningún material real utilizado para generar tonos musicales es perfectamente elástico. La curva Railsback es el resultado de medir las frecuencias fundamentales de afinaciones estiradas y trazar sus desviaciones con respecto al temperamento igual sin estirar.
En los pianos pequeños, la inarmonicidad es tan extrema que establecer un estiramiento basado en una octava triple hace que las octavas individuales latan notablemente y que los intervalos de pulsación amplios y rápidos en los agudos superiores latan de forma descontrolada, especialmente las semicorcheas mayores (dos octavas + una tercera mayor). Por necesidad, el afinador intentará limitar el estiramiento. En los pianos grandes, como los de cola de concierto, una menor inarmonicidad permite un estiramiento de cuerdas más completo sin afectar negativamente a las octavas cercanas y otros intervalos. Por lo tanto, si bien puede ser cierto que el piano más pequeño recibe un mayor estiramiento en relación con la nota fundamental, solo las octavas del piano de cola de concierto se pueden ensanchar por completo para que las octavas triples no tengan pulso. Esto contribuye a la respuesta, la brillantez y la calidad de "canto" que ofrecen los pianos de cola de concierto.
Una ventaja de estirar las octavas es la corrección de la disonancia que el temperamento igual imparte a la quinta perfecta. Sin el estiramiento de las octavas, el latido lento y casi imperceptible de las quintas en la región del temperamento (que va desde poco más de un latido cada dos segundos hasta aproximadamente uno por segundo) duplicaría cada octava ascendente. En la parte superior del teclado, entonces, la quinta pura teóricamente (e idealmente) estaría latiendo más de ocho veces por segundo. Los oídos occidentales modernos toleran fácilmente el latido rápido en intervalos no justos (segundas y séptimas, terceras y sextas), pero no en octavas o quintas perfectas. Afortunadamente para los pianistas, el estiramiento de las cuerdas que se adapta a la inarmonía en un piano de cola también mitiga casi exactamente la acumulación de disonancia en la quinta perfecta.
Otros factores, físicos y psicoacústicos , afectan la capacidad del afinador para lograr un temperamento. Entre los factores físicos se encuentran los efectos inarmónicos debidos a la resonancia de la tabla armónica en las cuerdas graves, cuerdas mal fabricadas o peculiaridades que pueden causar "pulsaciones falsas" (falsas porque no están relacionadas con la manipulación de las pulsaciones durante la afinación). El principal factor psicoacústico es que el oído humano tiende a percibir las notas más altas como planas en comparación con las del rango medio. Estirar la afinación para tener en cuenta la inarmonía de las cuerdas a menudo no es suficiente para superar este fenómeno, por lo que los afinadores de pianos pueden estirar aún más la octava superior del piano.
Las herramientas comunes para afinar pianos incluyen la palanca de afinación o "martillo", una variedad de sordinas y un diapasón o dispositivo de afinación electrónico . [15] La palanca de afinación se utiliza para girar y "fijar" las clavijas de afinación, aumentando o disminuyendo la tensión de la cuerda. Las sordinas se utilizan para silenciar las cuerdas que no se están afinando. Mientras se afina la octava de temperamento, normalmente se coloca una tira de fieltro dentro de la sección de temperamento (medio) del piano; se inserta entre el tricordio de cada nota, silenciando sus dos cuerdas externas de modo que solo la cuerda del medio esté libre para vibrar. Una sordina Papps realiza la misma función en un piano vertical y se coloca a través del mecanismo del piano para silenciar las 2 cuerdas izquierdas (de un tricordio) o las 2 cuerdas derechas de manera similar. Después de que todas las cuerdas centrales estén afinadas (o derechas si se utiliza una sordina Papps), la tira de fieltro se puede quitar nota por nota, afinando las cuerdas externas a las cuerdas centrales. Los silenciadores en forma de cuña se insertan entre dos cuerdas para silenciarlas, y el silenciador Papps se usa comúnmente para afinar las notas altas en pianos verticales porque se desliza más fácilmente entre los mangos de los martillos.
En una afinación auditiva, se utiliza un diapasón para afinar la primera nota (generalmente A4) del piano, y luego se afina una octava de temperamento entre F3 y F4 utilizando una variedad de intervalos y comprobaciones, hasta que el afinador esté satisfecho de que todas las notas en la octava están afinadas correctamente. [16] Luego, el resto del piano se afina a la octava de temperamento, utilizando octavas y otros intervalos como comprobaciones.
Si se utiliza un dispositivo de afinación electrónico, se puede omitir el paso de temperamento, ya que es posible que el afinador ajuste las notas directamente con el dispositivo de afinación en cualquier orden razonable.