Una flauta de vaso es un tipo de flauta con un cuerpo que actúa como resonador de Helmholtz . El cuerpo tiene forma de vaso, no de tubo ni de cono; es decir, el otro extremo está cerrado.
La mayoría de las flautas tienen un orificio cilíndrico o cónico (ejemplos: flauta de concierto , chirimía ). Las flautas vasculares tienen cuerpos huecos más esféricos.
El aire en el cuerpo de la flauta de un recipiente resuena como uno solo , con el aire moviéndose alternativamente dentro y fuera del recipiente, y la presión dentro del recipiente aumenta y disminuye. Esto es diferente a la resonancia de un tubo o cono de aire , donde el aire se mueve hacia adelante y hacia atrás a lo largo del tubo, con la presión aumentando en una parte del tubo mientras que disminuye en otra.
Soplar a través de la abertura de una botella vacía produce una flauta de recipiente básica con bordes soplados. Las flautas de vasijas de notas múltiples incluyen la ocarina . [1]
Un resonador de Helmholtz es inusualmente selectivo al amplificar sólo una frecuencia. La mayoría de los resonadores también amplifican más armónicos . [2] Como resultado, las flautas de vasija tienen un sonido distintivo y sin matices.
Estas flautas tienen una boquilla para dirigir el aire hacia un borde.
El silbato de un árbitro es técnicamente una flauta de vaso, aunque solo toca una nota.
Estas flautas están sopladas . No tienen boquilla y dependen de la boca del jugador para dirigir el aire hacia el borde.
El silbato del pastor es una flauta de vasija inusual; la boquilla consta de dos agujeros consecutivos y la boca del jugador actúa como un resonador de vaso sintonizable . Un silbido nasal 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 alterna rápidamente entre el lado interior y exterior del borde.
La apertura en la que esto ocurre se llama sonorización . [3]
Algunas flautas vasculares tienen una boquilla para dirigir el aire hacia el borde del labio, como una flauta dulce . Otros confían en los labios del intérprete para dirigir el aire contra el borde, como una flauta de concierto . Las flautas sin filo se llaman flautas de borde soplado .
El tono de una flauta de vasija 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 suene (según la curva de respiración del instrumento ). [7] Por eso es difícil aprender a tocar una flauta de vasija 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 sonoridad deben coincidir para producir un buen tono. Algunos tienen émbolos que cambian el volumen de la cámara. [7]
Los agujeros para los dedos y los dedos demasiado cerca del labio interrumpen la oscilación de la corriente de aire y dañan el tono.
Al principio el sonido es un "ruido" de amplio espectro (es decir, "chiff"), pero aquellas 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 recipiente utilizan el aire de un recipiente para amplificación; el vaso actúa como resonador de Helmholtz .
En igualdad de condiciones, las flautas de vasija son más ruidosas cuando usan más aire [6] y cuando se tocan a presiones más altas.
La frecuencia de resonancia de la flauta de una vasija viene dada por esta fórmula: (muy simplificada, ver simplificaciones) [8]
De esto se desprende que los instrumentos más pequeños tienen tonos más agudos. También significa que, en teoría, abrir un agujero específico en un instrumento siempre eleva el tono en la misma cantidad. No importa cuántos otros agujeros haya abiertos; abrir el agujero siempre aumenta el área total de los agujeros abiertos en la misma cantidad.
Una flauta de vasija con dos orificios para digitación del mismo tamaño puede hacer sonar tres notas (ambas cerradas, una abierta y ambas abiertas). Una flauta de vasija con dos agujeros para digitación de diferentes tamaños puede hacer sonar cuatro notas (ambas cerradas, sólo el agujero más pequeño abierto, sólo el agujero más grande abierto, ambas abiertas). El número de notas aumenta con el número de agujeros:
En teoría, si el agujero más pequeño fuera lo suficientemente grande como para elevar el tono en un semitono , y cada agujero sucesivo fuera dos veces más grande que el anterior, entonces una flauta de vasija podría tocar una escala de 1024 notas completamente cromáticas . Digitar sería equivalente a contar en binario con los dedos .
En la práctica, el tono de una flauta de vasija también se ve afectado por la fuerza con la que sopla el intérprete. Si hay más agujeros abiertos, es necesario soplar más fuerte, lo que eleva el tono. Las notas altas tienden a ser agudas; las notas bajas, bemoles. [5] Para compensar, las tablas de digitación pronto se desvían de la simple progresión binaria.
Se puede lograr el mismo tono con diversas formas de vasos, siempre que la cavidad resuene como un resonador de Helmholtz. Es por eso que las flautas de vasija vienen en una variedad de formas. Sin embargo, la forma de la cámara influye en la acústica y la ergonomía; no es del todo arbitrario. [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 forma de cono estrecho, como el Gemshorn o el Tonette , están disponibles algunos sobretonos parciales. Es posible soplar demasiado para obtener una gama de notas más agudas en la ocarina, pero no se hace de manera generalizada, porque las notas resultantes no son lo suficientemente "limpias". [ cita necesaria ]
Algunas ocarinas tienen dos o tres cámaras, a menudo con las cámaras afinadas con una octava o una décima de diferencia. Esto permite al intérprete tocar acordes, pero también permite un mayor rango. [ cita necesaria ]
Una cámara con un rango más pequeño se puede ajustar mejor para obtener mejores características en todo su rango; una cámara con un gran alcance tendrá, por razones físicas básicas, características más límite en los extremos de su alcance. Dividir un rango grande en varias cámaras genera un rango más pequeño por cámara. Entonces, para el mismo rango, las multicámaras pueden tener un mejor tono. La presión de aire óptima también puede ser más consistente 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 las aberturas del 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 espesor del material en el que se cortan los agujeros.
La velocidad del sonido , que antes se suponía constante, es en realidad algo variable.
La velocidad del sonido en el aire varía con la temperatura, lo que significa que el tono de la flauta de una vasija cambiará en el aire frío o caliente. 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, sólo alrededor de un tercio de semitono / 30 cents (para música con transiciones de notas rápidas o complejas, el límite práctico es sólo 5-10 cents). [5] [7] Esto es suficiente para cancelar los efectos de tono esperados de cambios moderados de temperatura (±20-30 Celsius para música simple, ±4-5 Celsius para música compleja). Se puede hacer que las notas graves suenen bien y afinadas con 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 con suficiente fuerza para afinarlas; a altas temperaturas, las notas altas requerirán tan poco aire que suenan demasiado aireadas. Los fabricantes de ocarina pueden dar información sobre la temperatura a la que se afinó una ocarina específica, la temperatura que 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 ningún efecto sobre la velocidad del sonido; El aire es casi un gas ideal, por lo que casi no tiene ningún efecto.
La humedad tiene un efecto comparativamente pequeño sobre la velocidad del sonido. Pasar de cero a 100% de humedad relativa debería cambiar la frecuencia en menos de dos grados centígrados en la temperatura ambiente. [11] Como la respiración del jugador tiene ~100% de humedad relativa, la humedad no puede variar tanto de todos modos.
