¿Qué tipo de ondas de sonido produce un piano?

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El piano, un instrumento común pero extraordinario, produce ondas de sonido ricas y complejas que no sólo puedes oír, sino sentir e incluso ver. Los físicos han descubierto mucho sobre las ondas sonoras que el piano puede hacer. Pero no tienes que ser un físico para aprender más acerca de estas ondas de sonido. Sólo tendrás que averiguar algunos datos científicos básicos sobre dichas ondas musicales y las formas en las que el piano las produce.

Propiedades de las ondas sonoras musicales

Las ondas sonoras musicales tienen propiedades específicas que dan lugar a su tono, timbre y a la dinámica. El tono se debe a la frecuencia de una onda de sonido, el número de veces por segundo que hace vibrar el aire circundante. La frecuencia se mide a menudo en hercios, o Hz. El timbre de un instrumento musical se crea por las frecuencias a las que naturalmente tiende a vibrar. La dinámica, suavidad o sonoridad, se relaciona directamente con la intensidad, la concentración de energía que transporta una onda de sonido. La intensidad se mide en decibelios.

Producción del tono de un piano

El piano es un cruce entre un instrumento de percusión y uno de cuerda. Cuando pulsas una tecla, activas un martillo que golpea las cuerdas correspondientes a ese tono de tecla específico. Las longitudes o pesos mayores tienden a bajar los tonos de las cuerdas. Longitudes más cortas y pesos más livianos o tensiones mayores tienden a crear tonos más altos. El piano de 88 teclas tiene una gama de frecuencias de A0 en 27,5 Hz a C8 ​​en 4186 Hz.

El timbre y la serie de tonos armónicos y parciales

Porque dan una frecuencia a la vez, instrumentos como la flauta tienen un timbre "puro". Instrumentos como el piano tienen un timbre "rico" porque suenan simultáneamente en frecuencias múltiples con relaciones matemáticas agradables al oído entre ellas. Cuando el martillo golpea la cuerda de piano, esta vibra en toda su longitud, produciendo el tono fundamental o tono parcial primero. La cuerda también vibra a una mitad, un tercio, un cuarto, un quinto y a fracciones más pequeñas de su longitud total, produciendo una serie de tonos cada vez más altos llamados armónicos.

Dinámica de regulación

Una sola cuerda de piano es demasiado estrecha para irradiar sus ondas de sonido hacia el exterior con la intensidad necesaria. La caja de resonancia ayuda a realizar esta tarea. Este es el caso de las cuerdas múltiple, que tienen un conjunto de dos o tres cadenas en lugar de sólo una sintonizada a una frecuencia en particular. Mediante la aplicación o eliminación de las almohadillas de fieltro llamadas amortiguadores de cuerdas, los pedales pueden hacer que el sonido del piano sea más fuerte o más suave o mantenerlo. Debido a todas estas características, muchos pianos tienen un rango dinámico de alrededor de 60 decibelios en pianissimo hasta 95 decibelios en fortissimo.

Sonido reverberante

El sonido reverberante que ocurre cuando las ondas sonoras del piano se reflectan en las paredes, pisos, techos y contenidos de la habitación. Un piano en una sala de concierto bien diseñada suena tan lleno y resonante debido a la gran cantidad de espacio y a las muchas superficies reflectantes que generan un tiempo de reverberación de 1,5 a 2,0 segundos. El tiempo de reverberación es el tiempo que tarda un sonido en una sala para disminuir a una millonésima parte de su intensidad original. En un espacio más pequeño, con muchas superficies que absorben el sonido, como una sala de estar, el tono de un piano puede ser "seco", porque el tiempo de reverberación más corto no le permite a la onda de sonido "acumularse" e interactuar.