Las válvulas de los instrumentos de viento metal son válvulas que se utilizan para cambiar la longitud de los tubos de un instrumento de viento metal, lo que permite al músico alcanzar las notas de varias series armónicas . Cada válvula que se presiona desvía la corriente de aire a través de tubos adicionales, de forma individual o en combinación con otras válvulas. Esto alarga la columna de aire vibrante, lo que reduce el tono fundamental y la serie armónica asociada producida por el instrumento. Las válvulas de los instrumentos de viento metal requieren un mantenimiento y una lubricación regulares para garantizar un movimiento rápido y fiable.
Los primeros instrumentos musicales con válvulas de pistón se desarrollaron poco después del comienzo del siglo XIX.
El primero de estos tipos fue la válvula Stölzel, que lleva el nombre de su inventor Heinrich Stölzel , quien aplicó por primera vez estas válvulas a la trompa en 1814. Hasta ese momento, no había habido ningún diseño de válvula exitoso, y los trompetistas tenían que tapar la campana del instrumento, comprometiendo en gran medida la calidad del tono para lograr una escala cromática parcial . [1]
En una válvula Stölzel, el aire entra por la parte inferior de la carcasa de la válvula, sube por el extremo inferior hueco del pistón y, a través de un puerto, llega al circuito de la válvula. Luego, el aire se conduce a través de un puerto oblicuo en el pistón hasta un tubo corto que conecta las válvulas, desde donde se dirige a través de la segunda válvula y sale por la parte inferior. Sin embargo, este tipo de válvula tenía problemas inherentes. Obligaba al aire a retroceder sobre sí mismo y los giros de 90 grados interrumpían el orificio, lo que causaba una contrapresión no deseada significativa. Estos problemas se solucionaron más tarde con la válvula de doble pistón. [2]
La válvula de doble pistón , también llamada válvula de Viena o pumpenvalve , es un tipo de válvula que precedió a la moderna válvula Périnet de un solo pistón. Fue producida por primera vez en una trompeta en 1821 por Christian Friedrich Sattler de Leipzig . [3] En este tipo de válvula, el movimiento simultáneo de dos pistones dobla el flujo de aire en dos ángulos rectos para introducir un bucle de válvula adicional. Estos giros causan constricciones en el orificio , que hacen que el instrumento sea más difícil de tocar. Al principio, los dos pistones se operaban mediante una palanca conectada con tirantes, pero el modelo de Viena posterior de estas válvulas se operaba mediante varillas largas que conectaban los pistones a teclas accionadas por resorte en el otro lado del instrumento.
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Aunque han caído en desuso en comparación con las válvulas modernas en casi todos los lugares, a menudo se las llama "válvulas de Viena" porque todavía se usan casi exclusivamente en Viena , Austria, donde los músicos prefieren el legato suave y el timbre natural similar al de la trompa. El sistema de Viena era de uso común en Alemania en muchos instrumentos de viento metal, incluidas las trompetas hasta 1850, y como Système Belge en trombones de válvulas en Bélgica hasta principios del siglo XX.
La válvula de pistón moderna que se encuentra en la mayoría de los instrumentos de viento metal con válvulas actuales fue inventada por François Périnet en 1838 y patentada en 1839. A veces se las llama válvulas Périnet en honor al inventor. [4] Funcionan desviando el aire de manera oblicua a través de los puertos en el tubo de la válvula, de modo que se incluye un bucle de tubo en la corriente de aire, lo que reduce el tono. El tubo de la válvula es cilíndrico y se mueve hacia arriba y hacia abajo a través de una carcasa cilíndrica más grande.
Una pequeña válvula Périnet integrada en la boquilla del trombón, perpendicular a la caña para cambiar el diámetro de la garganta y facilitar el registro superior, fue patentada por Charles E. Stacy en 1924. [5] [6]
Adolph Sax inventó instrumentos con seis válvulas de pistón independientes (tres para cada mano), pero sólo los músicos más diestros eran capaces de tocarlos. Las largas longitudes de tubos adicionales que utilizaba cada una de las seis válvulas también hacían que los instrumentos fueran pesados y difíciles de tocar. [7]
Los instrumentos de viento metal modernos que no utilizan válvulas rotatorias ni vienesas utilizan este tipo de válvulas en un conjunto de tres configuradas para bajar el tono del instrumento en dos, uno y tres semitonos respectivamente, que en combinación bajan el tono del instrumento hasta un tritono . Algunos instrumentos (por ejemplo, la tuba y el bombardino) añaden una cuarta válvula que baja aún más el tono en una cuarta perfecta.
Al músico e inventor alemán Joseph Riedlin se le atribuye el primer uso de válvulas rotativas en instrumentos de viento metal en 1832. [2] La válvula rotativa funciona utilizando un rotor circular corto (también conocido como culata o "tapón") alojado en una carcasa de válvula cilíndrica más grande y que gira sobre un husillo. Los puertos en forma de codo o "nudillos" en el rotor dirigen el flujo de aire hacia una longitud adicional de tubo de válvula cuando el rotor gira 90° y, por lo tanto, baja el tono. Los puertos se pueden cortar o perforar a partir de un rotor hecho de una pieza sólida de latón, o, a veces, pueden ser piezas cortas de tubo soldadas a un rotor ensamblado o fundido.
Desde finales del siglo XX se han producido muchas otras innovaciones en el diseño y la fabricación de válvulas rotativas tradicionales para mejorar su resistencia y otras características de ejecución. Las válvulas Willson Rotax y CAIDEX y las válvulas Greenhoe utilizan respiraderos entre los puertos para permitir que el aire escape a través del rotor cuando este cambia de posición. Esto elimina el "pop" que se escucha o se siente con una válvula rotativa tradicional. Otros diseños utilizan un rotor de mayor diámetro para acomodar tubos de puerto con una sección transversal circular o de área constante, lo que ayuda a reducir la "congestión" percibida de las válvulas; los diseños anteriores utilizaban tubos elípticos estrechos para adaptarse a un rotor de diámetro más pequeño. El fabricante alemán Meinlschmidt ha patentado un rotor "Open Flow" con canales espirales autolubricantes en el eje del rotor y puertos circulares abiertos. [8]
Las trompas casi siempre tienen válvulas rotatorias y se encuentran en la mayoría de las tubas y cimbassos en fa y do . En la mayoría de las orquestas europeas, particularmente en Alemania, también se utilizan para trompetas, trompetas bajas y tubas de Wagner .
Las válvulas de conexión del trombón F suelen ser rotativas, aunque el deseo de mantener la "apertura" a través de la sección de la válvula eliminando las curvas de 90° en la válvula y los tubos ha llevado a muchos diseños de válvulas radicales desde la década de 1970, como la válvula de flujo axial Thayer y la válvula Hagmann .
Las válvulas de flujo axial son una alternativa a la válvula rotatoria tradicional que se encuentra en los trombones con accesorios de válvula. Patentada por Orla Ed Thayer en 1978, utiliza un rotor cónico con el eje del husillo paralelo al tubo y desvía la dirección del flujo de aire solo 28° o menos. Varias patentes posteriores intentaron abordar su confiabilidad y problemas de fugas utilizando tensores de resorte y materiales de rotor más livianos, y una patente de 2011 mejoró en gran medida la acción, la estabilidad y la confiabilidad de la válvula al montar cojinetes en ambos extremos del husillo del rotor. [9] Vincent Bach utilizó este diseño para su "válvula infinita" en sus trombones "AF", reemplazando el diseño más antiguo de Thayer en sus trombones con designación "T" ahora discontinuados. [10]
Varios otros diseños de válvulas rotativas han surgido a partir de intentos de crear vías de aire a través de la válvula que eviten las torceduras apretadas en la tubería causadas por los puertos de rotor tradicionales. En la más ampliamente adoptada de estas, la válvula Hagmann, el rotor tiene tres puertos: uno directo y dos cuando la válvula está activada, que se doblan solo 45° y surgen a través de la parte superior de la carcasa de la válvula, en lugar de a través del plano del rotor. La válvula SE Shires "Tru-Bore" es similar pero utiliza una vía completamente recta en la posición predeterminada, así como una fabricación más simple y una confiabilidad mejorada. [11] Los diseños de válvulas de tres puertos anteriores, como la válvula Miller y la válvula Selmer "K", utilizan un cilindro más alto para desviar el aire a través de dos nudillos en forma de S, en lugar de emerger a través de la parte superior de la carcasa de la válvula. [12]