Un tubo de órgano es un elemento que produce sonido en el órgano de tubos y que resuena en un tono específico cuando se le hace pasar aire presurizado (comúnmente llamado viento ). Cada tubo está afinado con una nota de la escala musical . Un conjunto de tubos de órgano de timbre similar que comprende la escala completa se conoce como rango ; uno o más rangos constituyen un registro .
Los tubos de los órganos suelen estar hechos de metal o madera . Muy raramente se pueden ver tubos de vidrio , porcelana , plástico , papel , papel maché o incluso piedra . Un órgano histórico de Filipinas tiene tubos hechos exclusivamente de bambú .
Las tuberías de metal suelen estar hechas de plomo ; para aumentar la rigidez, se alea con estaño junto con trazas de antimonio y cobre . El porcentaje de cada metal en la aleación influye en las características de la tubería resultante. Una alta proporción de estaño da como resultado un color ligeramente más brillante (color óptico, no timbre). Además, las altas cantidades de estaño dan un pulido brillante y duradero, que puede ser deseable si la tubería es claramente visible. El costo de cada metal también es un factor, ya que el estaño es más caro que el plomo. Las consideraciones de costo también pueden llevar al uso del zinc laminado de inferior calidad , especialmente para los tonos más bajos que requieren mucho material. Además, las tuberías se han fabricado de muchos metales, incluidos cobre , aluminio , oro galvanizado , plata , latón y hierro .
Los tubos de metal se fabrican generalmente fundiendo primero la aleación de plomo deseada sobre una superficie plana y alargada. Una vez que el metal se enfría, se corta en trozos, que luego se enrollan en moldes llamados mandriles y se sueldan entre sí. Por lo tanto, la sección transversal de un tubo de metal suele ser circular. El bajo punto de fusión, la soldabilidad y la maleabilidad del metal de los órganos hacen que la construcción de tubos sea relativamente fácil.
El cuerpo de una pipa de madera puede estar hecho de madera de coníferas (madera blanda) o de madera dura, aunque la sección inferior de la pipa (que comprende el pie de metal (en algunas pipas), la tapa, el bloque y la boca) casi siempre estará hecha de madera dura para proporcionar un borde preciso para la boca de la pipa. Con tornillos y pegamento, las pipas se ensamblan a partir de piezas de madera de varias formas y tamaños. A diferencia de la sección transversal circular de una pipa de metal, la sección transversal de una pipa de madera suele ser cuadrada o rectangular.
Xaver Wilhelmy ha creado tubos de vidrio utilizando técnicas de vidrio templado y vitral . Existen tres tubos de vidrio Wilhelmy en los Estados Unidos, dos en una colección privada en Virginia Occidental y uno en una colección privada en Virginia. La imagen de la izquierda muestra el órgano de tubos de vidrio con la bandera estadounidense de Wilhelmy que se creó como parte de una propuesta conmemorativa para la Zona Cero después de los eventos del 11 de septiembre de 2001. [1]
Los cuerpos de los tubos de órgano se fabrican generalmente en tres formas: cilíndricos, cónicos o rectangulares. Los tubos cilíndricos son cilindros simples , mientras que los tubos cónicos tienen la forma de un cono que se estrecha o se expande . Los tubos rectangulares forman formas cuboides con una sección transversal cuadrada o rectangular cuando se ven desde arriba. También hay algunas formas irregulares: la flauta triangular, por ejemplo, tiene una sección transversal triangular cuando se ve desde arriba. Además, un tubo cilíndrico o rectangular puede ser cónico : es decir, puede hacerse más ancho en la parte inferior que en la superior. La forma interna del tubo es un factor importante en el color del tono.
El extremo del tubo opuesto a la lengüeta o boca puede ser abierto o cerrado (también conocido como tapado ). Un tubo de humos cerrado con una sección transversal uniforme suena una octava más baja que un tubo abierto similar de la misma longitud. Además, un tubo abierto de este tipo produce un tono en el que están presentes tanto los parciales pares como los impares , mientras que un tubo tapado, como un gedackt , produce un tono con parciales impares. El tono de un tubo tapado tiende a ser más suave y dulce que el de un tubo abierto, aunque esto depende en gran medida del afinador.
Algunos tubos de órgano también se montan horizontalmente en forma de trompeta para proyectar el sonido más lejos. Estos tubos se conocen como en chamades . Sin embargo, cuando se desea un tono tan imponente pero es imposible montar un en chamade en la caja, se utiliza una lengüeta con capucha. Este tipo de tubo se coloca verticalmente y tiene una curva de 90 grados en la parte superior que actúa para proyectar el sonido hacia afuera de la misma manera que lo hace un en chamade, pero se puede colocar en el interior de un órgano. [2]
El tono producido por un tubo de órgano se determina de dos maneras fundamentalmente diferentes. Para un tubo de lengüeta, se determina principalmente por las propiedades mecánicas de la lengüeta y la longitud de la parte saliente. Para los tubos de humos, se determina por la forma de la columna de aire dentro del tubo y si la columna está abierta en el extremo. Para estos tubos, el tono es una función de su longitud, la longitud de onda del sonido producido por un tubo abierto es aproximadamente el doble de su longitud. Un tubo de la mitad de la longitud de otro sonará una octava más alto. Si el tubo más largo, C, tiene 8 pies (2,4 m) de longitud, el tubo una octava más alto tendrá 4 pies (1,2 m) de largo, y dos octavas más arriba (C central) tendrá 2 pies (0,61 m) de largo. Un tubo cerrado (tapado) produce un sonido una octava más bajo que un tubo abierto. Por ejemplo, un tubo tapado de 4 pies (1,2 m) de largo producirá el mismo tono que un tubo abierto de 8 pies de largo: dos octavas por debajo de C central.
La nomenclatura de un rango de tubos se basa en el tamaño de un tubo abierto que produciría el mismo tono, independientemente del tipo o tamaño de los tubos reales en el rango. Por ejemplo, un rango de tubos abiertos etiquetado como 8 ′ (pronunciado "ocho pies") tendría un tubo para C dos octavas por debajo del C central que tiene aproximadamente 8 pies de largo. Se dice que un registro de 8 ′ suena en "tono unísono": las teclas en la consola del órgano producen el tono esperado (por ejemplo, la tecla para C central hace que un tubo de C central hable), como un piano. En un rango de tubos tapados, el tubo más bajo tiene 4 pies de largo pero suena en tono unísono, es decir, en el mismo tono que un tubo abierto de 8 ′ , por lo que se conoce como registro de 8 ′ . Los tubos de lengüeta también se etiquetan de la misma manera que un tubo abierto con el mismo tono, independientemente de la longitud real del tubo.
El sonido de un tubo de humos se produce sin partes móviles, únicamente a partir de la vibración del aire, de la misma manera que una flauta dulce o un silbato . El viento del "tubo" o conducto de aire se impulsa sobre una ventana abierta y contra un borde afilado llamado Labium . Según el principio de Bernoulli, esto produce una región de menor presión justo debajo de la ventana. Cuando el vacío debajo de la ventana es lo suficientemente grande, la corriente de aire es atraída hacia abajo por el borde del Labium. Luego, el proceso funciona a la inversa, con una región de baja presión que se forma sobre el Labium que atrae la corriente de aire hacia el otro lado nuevamente. Este flujo de aire "revoloteante" crea ondas de alta y baja presión dentro de la columna de aire del tubo. Una onda de alta y una de baja presión forman un solo "ciclo" del tono del tubo. (Ver Instrumento de viento .)
Los tubos de humos pertenecen generalmente a una de tres familias tonales: flautas , diapasones (o principales ) y cuerdas . El sonido básico "fundamental" (del término francés fonds ) de un órgano se compone de diversas combinaciones de estos tres grupos tonales, según el órgano en particular y la literatura que se esté interpretando.
Los diferentes sonidos de estas familias tonales de tubos surgen de su construcción individual. El tono de un tubo de humos se ve afectado por el tamaño y la forma de los tubos, así como por el material del que está hecho. Un tubo con un diámetro amplio tenderá a producir un sonido de flauta, un tubo con un diámetro medio un sonido de diapasón y un tubo con un diámetro estrecho un sonido de cuerda. Un tubo de gran diámetro favorecerá el sonido fundamental y restringirá los armónicos de alta frecuencia, mientras que un diámetro más estrecho favorece los armónicos altos y suprime el fundamental. La ciencia de medir y decidir sobre los diámetros de los tubos se conoce como escala de tubos , y las mediciones resultantes se conocen como la escala del tubo.
El sonido de un tubo de lengüeta se produce mediante el golpeteo de una lengüeta : el viento se dirige hacia una pieza curva de latón (la lengüeta). Se crea un vacío parcial mediante el aire a mayor velocidad que fluye debajo de la lengüeta, lo que hace que se cierre contra una superficie dura llamada chalote . Esto cierra el vacío y permite que la lengüeta se abra de nuevo. Un resonador afinado se extiende por encima de este conjunto y refuerza el sonido producido. El principio es el mismo que el del clarinete de orquesta . El tono de un tubo de lengüeta está determinado principalmente por la longitud de la lengüeta, pero el volumen de aire en el resonador soporta esa frecuencia. La mayoría de los tubos de lengüeta tienen una corredera para ajustar la longitud de vibración de la lengüeta para afinarla. Debido a la precisión requerida en la fabricación de la lengüeta vibrante, el tubo resonador y sus piezas complementarias, los tubos de lengüeta son más complicados de fabricar que los tubos de humos.
Al alterar cualquiera de varios parámetros (incluyendo la forma y el volumen del resonador, así como el grosor y la forma de la lengüeta), un tubo de lengüeta puede producir una amplia variedad de colores tonales. Esto permite que los registros de lengüeta imiten instrumentos musicales históricos, como el krumhorn o el regal . Debido a que el resonador está parcialmente tapado/cerrado por la lengüeta, los parciales/armónicos impares son dominantes (en los tonos huecos de los registros de Krumhorn y Clarinete, por ejemplo). Si el tubo resonador se expande hacia afuera hasta convertirse en cónico, la geometría permite la producción de parciales tanto pares como impares, lo que da como resultado los tonos más completos de los registros de Trompeta y Oboe.
Son bastante poco comunes; consulte "Lengüetas libres" en el artículo "Flauta de lengüeta" .
El diáfono es un tubo de órgano único. No es común en los órganos de tubos de iglesia y de concierto, pero es bastante común en los órganos de teatro. Inventado por Robert Hope-Jones alrededor de 1900, tiene características tanto de los tubos de humos como de los tubos de lengüeta. El tubo habla a través de un resonador, muy parecido a un tubo de lengüeta, pero una paleta accionada por resorte inicia la vibración en lugar de una lengüeta. Posee un tono de fondo grave potente, el tubo generalmente está hecho de madera y puede sonar a varias presiones de viento. El diáfono se encuentra generalmente en tonos de 16' y 32', sin embargo, hay algunos ejemplos de diáfonos de 8'. Hay dos diáfonos de 32' en el órgano Wanamaker de Filadelfia , y un diafono-Dulzian de 64' de longitud completa está instalado en el órgano del auditorio Boardwalk Hall en Atlantic City .
Los tubos Diaphone se utilizan para las 12 o 18 notas más bajas del rango de Diapasón de 16', y también para su octava más baja de 32', en esos pocos órganos de teatro que llegan tan bajo.
Hope-Jones también desarrolló una versión imitativa del diáfono llamada trompa diafónica , que tenía una calidad más parecida a la de una lengüeta que el diáfono y se sonorizaba con presiones de viento más bajas. Wurlitzer construyó una versión de la trompa diafónica para sus órganos de teatro en tonos de 32' y 16' con enormes resonadores de madera como extensiones de su diapasón diafónico, y en 16' con resonadores de metal como una extensión de su diapasón abierto de menor escala. La Austin Organ Company también desarrolló un diáfono de metal en un tono de 16' conocido como Magnaton. Debido a su tono penetrante, una trompa tipo diáfono también se ha utilizado en sirenas de niebla y señales de incendio.