Una flauta de vaso es un tipo de flauta con un cuerpo que actúa como un resonador de Helmholtz . El cuerpo tiene forma de vaso, no de tubo ni de cono; es decir, el extremo más alejado está cerrado.
La mayoría de las flautas tienen un orificio cilíndrico o cónico (por ejemplo, la flauta de concierto o la chirimía ). Las flautas de vaso tienen cuerpos huecos más esféricos.
El aire en el cuerpo de una flauta de vaso resuena como uno solo , con el aire moviéndose alternativamente dentro y fuera del vaso, y la presión dentro del vaso aumentando y disminuyendo. Esto es diferente a la resonancia de un tubo o cono de aire , donde el aire se mueve de un lado a otro a lo largo del tubo, con la presión aumentando en una parte del tubo mientras disminuye en otra.
Al soplar por la abertura de una botella vacía se obtiene una flauta de vaso con el borde soplado. Entre las flautas de vaso de notas múltiples se encuentra la ocarina . [1]
Un resonador de Helmholtz es inusualmente selectivo a la hora de amplificar una sola frecuencia. La mayoría de los resonadores también amplifican más armónicos . [2] Como resultado, las flautas de vaso tienen un sonido distintivo sin armónicos.
Estas flautas tienen una boquilla para dirigir el aire hacia un borde.
Un silbato de árbitro es técnicamente una flauta de pico, aunque sólo toca una nota.
Estas flautas se soplan por el borde . No tienen boquilla y dependen de la boca del intérprete para dirigir el aire hacia el borde.
El silbato de pastor es una flauta de vaso inusual; la boquilla consta de dos agujeros consecutivos y la boca del intérprete actúa como un resonador de vaso afinable . Un silbato de nariz también utiliza la boca como cavidad resonante y, por lo tanto, puede variar su tono.
El sonido se genera por oscilaciones en una corriente de aire que pasa por un borde, al igual que en otras flautas . La corriente de aire se alterna rápidamente entre el lado interior y el exterior del borde.
La abertura en la que esto ocurre se llama sonorización . [ 3]
Algunas flautas de vaso tienen una boquilla para dirigir el aire hacia el borde del labio, como una flauta dulce . Otras dependen de los labios del intérprete para dirigir el aire contra el borde, como una flauta de concierto . Las flautas sin boquilla se denominan flautas sopladas por el borde .
El tono de una flauta de vaso se ve afectado por la fuerza con la que sopla el intérprete. La fuerza de la respiración puede cambiar el tono en varios semitonos, [4] [5] aunque demasiado o muy poco aire también dañará el tono, [6] por lo que el rango utilizable de tonos es mucho menor. La fuerza de respiración óptima depende del tono que se esté tocando (según la curva de respiración del instrumento ). [7] Por eso es difícil aprender a tocar una flauta de vaso afinada.
Las flautas de vaso generalmente no tienen mecanismo de afinación, en parte porque dependen de variaciones en la presión de la respiración y en parte porque el volumen de la cámara y el tamaño de la entonación deben coincidir para producir un buen sonido. Algunas tienen émbolos que cambian el volumen de la cámara. [7]
Los agujeros para los dedos y los dedos que están demasiado cerca del labio alteran la oscilación de la corriente de aire y perjudican el tono.
Al principio, el sonido es un "ruido" de amplio espectro (es decir, "chiff"), pero las frecuencias que coinciden con la frecuencia de resonancia de la cámara de resonancia se amplifican selectivamente. La frecuencia de resonancia es el tono de la nota que se escucha. Las flautas de vaso utilizan el aire de un vaso para la amplificación; el vaso actúa como un resonador de Helmholtz .
En igualdad de condiciones, las flautas de vasija suenan más fuertes cuando utilizan más aire [6] y cuando se tocan a presiones más altas.
La frecuencia de resonancia de una flauta de vaso se da mediante esta fórmula: (muy simplificada, ver simplificaciones) [8]
De esto se desprende que los instrumentos más pequeños tienen un tono más agudo. Esto también significa que, en teoría, al abrir un orificio específico en un instrumento, el tono siempre aumenta en la misma cantidad. No importa cuántos otros orificios estén abiertos; al abrir el orificio, el área total de los orificios abiertos siempre aumenta en la misma cantidad.
Una flauta de vaso con dos orificios de digitación del mismo tamaño puede emitir tres notas (ambas cerradas, una abierta, ambas abiertas). Una flauta de vaso con dos orificios de digitación de diferentes tamaños puede emitir cuatro notas (ambas cerradas, solo el orificio más pequeño abierto, solo el orificio más grande abierto, ambas abiertas). El número de notas aumenta con el número de orificios:
En teoría, si el orificio más pequeño fuera lo suficientemente grande como para elevar el tono en un semitono , y cada orificio sucesivo fuera el doble del tamaño del anterior, entonces una flauta de vaso podría tocar una escala de 1024 notas completamente cromáticas . La digitación equivaldría a contar en binario de dedos .
En la práctica, el tono de una flauta de vaso también se ve afectado por la fuerza con la que el intérprete sopla. Si hay más agujeros abiertos, es necesario soplar más fuerte, lo que eleva el tono. Las notas altas tienden a volverse agudas, mientras que las notas bajas, bemoles. [5] Para compensar, las tablas de digitación pronto se apartan de la progresión binaria simple.
Se puede lograr el mismo tono con distintas formas de recipiente, siempre que la cavidad resuene como un resonador de Helmholtz. Por eso las flautas de recipiente vienen en distintas formas. Sin embargo, la forma de la cámara afecta la acústica y la ergonomía; no es completamente arbitraria. [9]
El resonador de la ocarina puede crear armónicos , pero debido a la forma común de "huevo", estos armónicos están muchas octavas por encima de la escala de notas clave. [2] En instrumentos similares con una forma de cono estrecho, como el Gemshorn o el Tonette , se pueden obtener algunos armónicos parciales. En la ocarina es posible soplar con más fuerza para obtener una gama de notas más agudas, pero no se hace de manera generalizada, porque las notas resultantes no son lo suficientemente "limpias". [ cita requerida ]
Algunas ocarinas tienen dos o tres cámaras, a menudo con las cámaras afinadas con una diferencia de una octava o una décima. Esto permite al músico tocar acordes, pero también permite un mayor rango. [ cita requerida ]
Una cámara con un rango más pequeño puede estar más afinada para obtener mejores características en todo su rango; una cámara con un rango más grande, por razones físicas básicas, tendrá características más limítrofes en los extremos de su rango. Dividir un rango grande en varias cámaras hace que cada cámara tenga un rango más pequeño. Por lo tanto, para el mismo rango, las cámaras múltiples pueden tener un mejor tono. La presión de aire óptima también puede ser más constante entre notas (una curva de respiración más plana), lo que hace que las cámaras múltiples sean más fáciles de tocar, especialmente para música rápida con grandes saltos de tono. [10]
Una fórmula menos simplificada para la frecuencia de resonancia de un resonador de Helmholtz es: [8]
Donde f es la frecuencia de resonancia, v es la velocidad del sonido, A es el área total de aberturas en el recipiente y V es el volumen de aire encerrado en el recipiente.
El tono de un resonador de Helmholtz también se ve afectado por la distancia que debe recorrer el aire para entrar o salir del resonador; en otras palabras, el grosor del material en el que están cortados los agujeros.
La velocidad del sonido , que se supone constante arriba, es de hecho algo variable.
La velocidad del sonido en el aire varía con la temperatura, lo que significa que el tono de una flauta de vaso cambiará en aire caliente o frío. Sin embargo, variar la velocidad del aire al tocar puede cambiar el tono en varios semitonos. [4] Desafortunadamente, la mayor parte de este rango no es utilizable, solo alrededor de un tercio de semitono / 30 centésimas (para música con transiciones de notas rápidas o complejas, el límite práctico es solo 5-10 centésimas). [5] [7] Esto es suficiente para cancelar los efectos de tono esperados de los cambios moderados de temperatura (± 20-30 Celsius para música simple, ± 4-5 Celsius para música compleja). Las notas bajas se pueden hacer sonar bien y afinadas a una variedad de presiones, pero los tonos más altos son sustancialmente menos sensibles a los cambios de presión. A bajas temperaturas, las notas altas pueden chirriar antes de que el intérprete pueda soplar lo suficientemente fuerte como para afinarlas; a altas temperaturas, las notas altas requerirán tan poco aire que sonarán demasiado aireadas. Los fabricantes de ocarinas pueden brindar información sobre la temperatura para la que fue afinada una ocarina específica, la temperatura que le dará el tono diseñado. [5] [7]
Las variaciones de presión del aire no afectan el tono. La relación entre la presión y la densidad del aire en un gas ideal es constante. Por lo tanto, los cambios de presión y densidad del aire se cancelan y no tienen efecto sobre la velocidad del sonido; el aire es casi un gas ideal, por lo que casi no hay efecto.
La humedad tiene un efecto comparativamente pequeño en la velocidad del sonido. Pasar de cero a 100% de humedad relativa debería cambiar la frecuencia en menos de un cambio de dos grados Celsius en la temperatura ambiente. [11] Como el aliento del jugador tiene aproximadamente 100% de humedad relativa, la humedad no puede variar tanto de todos modos.
