Cenefa

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Cithara hispanica

"Ay triste que vengo" Pieza para vihuela de Juan del Encina (1468-1529)

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DETENER LA MUSICA
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Solo un cuaderno de notas. Un "Blog" sin más pretensiones.
La guitarra, pequeña orquesta íntima e individualista como sus creadores hispanos, solicita tiempo y atenciones.
Sobre el eje del ocho que conforma su femenino cuerpo, giran muchos conceptos que incluyen varias disciplinas, científicas , técnicas y artísticas.
Conocimientos inabarcables que deben recogerse en un cuaderno para tenerlos siempre presentes.
Prueba de materiales, ensayos prácticos compartidos,... aún sabiendo que no serán leídos.
¿Por qué entonces?
Por la guitarra y el mundo que puede descubrirse alrededor de ella, y para como ella, ofrecer mis individualistas notas al vacío.

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viernes, 4 de septiembre de 2015

Las cuerdas suenan más fuerte en días húmedos

Alta temperatura veraniega con  elevada humedad es una combinación que invita a conectar el aire acondicionado de nuestras casas.
Es difícil ser consciente del efecto que produce sobre el sonido de nuestra guitarra, si no realizamos un par de experimentos.

Advierto que ese conocimiento cambia la conducta. Si hay que elegir entre tocar la guitarra o pasar calor, suele prevalecer la materia.

Imprescindible un higrómetro, (no sirven los comercializados aunque estén concebidos para instrumentos musicales), en la sala en la que se manejan cuerdas de guitarra.

Aunque se habla de ventajas de un material respecto a otro lo cierto es que hay poca diferencia entre monofilamento de nylon, fluorocarbono, bordonas, composites, etc…

En mayor o menor medida disminuyen de forma importante ( 6 a 26%) su tensión de afinación con el decremento de la humedad y de 2 a 14 db si mantenemos el aire acondicionado durante 1 hora.

Afortunadamente es un fenómeno reversible.

Apagarlo incrementa la Hr del 47 al 52%. Este incremento del 11% en la Hr aumenta 0,94% el valor de la tensión de una prima de nylon.(E1).

Estos valores de humedad con temperaturas de  28ºC se dan en Agosto en las viviendas de una ciudad próxima al mar como Barcelona.

Veamos las evidencias:



¿Qué tiempo hará mañana?
El Fraile te lo dirá.
Su varita atentamente
cada día observarás.
Si a lo alto se encamina,
tiempo seco encontrarás.
Si hacia abajo se dirige,
lluvia segura tendrás.
Y mira bien su capucha,
no te vayas a mojar.

Este misterioso juguete de cartón, hizo aparición en nuestro país a principios de 1900. 

Hace ya demasiados años alguien me comento que se podía construir un medidor de humedad ambiental por dilatación de una crin de caballo. Esta es la base científica que mueve la mano y capucha del sabio franciscano.

El aire que respiramos es húmedo o tiene humedad porque arrastra vapor de agua procedente de la evaporación de los mares, océanos, y en menor medida de ríos, lagos, respiración de plantas y otros seres vivos. 

La cantidad de vapor de agua que puede absorber el aire depende de su temperatura. El aire caliente admite más vapor de agua que el aire frío.

Medir la humedad de la sala de guitarras
Proliferan los aparatos económicos que miden la temperatura (termómetros) con ±3-4%. de precisión.  Los higrómetros con precisiones inferiores al ±5% cuestan 10 veces más.

Este termo higrómetro calibrado, apto para laboratorio, “made in germany”, pesa 168g. 

Mide temperatura en el rango de  -10 hasta +70 °C con una exactitud de ±0,5 °C (a +25 °C) Incluye un higrómetro capacitivo que determina la humedad relativa en un rango de 2 hasta 98 %Hr con exactitud de ±2 %Hr en ese intervalo. La resolución es en ambos casos de 1 dígito decimal. 

Hemos utilizado el Humidi beat HB1 de Korg y PW- HTS de Planet Waves (J. D´Addario)  que anunciábamos en la sección de accesorios. Al cabo de 1 o 2 años las lecturas son dispares y han perdido la calibración y sensibilidad original.

Donde el Testo 608 H2 marca 56,8% de Hr y 27,80C, el PW-HTS de Planet Waves marca 24,6ºC y 47,4ºC.


El Humidi Beat HB1 de Korg marca 50% Hr y 26,7ºC. 
Lecturas contradictorias que nos engañan .

Efecto de la humedad en las cuerdas de guitarra

La alta sensibilidad de las cuerdas de guitarra al contenido de vapor de agua del aire se detecta por dos vías diferentes. 
  • Efecto de humedad y temperatura en la medición de tensión directa en un monocordio
El monocordio reproduce las condiciones del mástil de una guitarra española. 
Para medir  la tensión de las cuerdas de guitarra, se requiere una estructura rígida realizada con material inerte, inalterable por humedad y temperatura, de moderada dificultad de mecanización. 

La elasticidad de un material queda definida por el módulo elástico. Cuanto más rígido, mayor valor. 
El módulo elástico del aluminio es de alrededor de 65.000 N/mm2, 
La madera con la que se construye el diapasón (ébano africano-Diospyros crassiflora ) o el mástil (Cedro de Brasil ) tienen módulos elásticos de 12.400-17.700 N/mm2 y  7.420-7.930 N/mm2 respectivamente. 
En comparación el módulo elástico del acero, se encuentra en los 200.000 N/mm2.
El Coeficiente de Dilatación térmica Lineal es bajo 2,3.10-5 ºC-1 en el aluminio. Un incremento de 10ºC aumentará la longitud inicial de 100mm a 100,023 mm, ( o sea  23 micras). Es aún menor en el acero 1,2. 10-5ºC-1.

La madera de pino tiene un coeficiente de dilatación térmico similar al aluminio. Es de 5,4.10-5 ºC-1 en el roble (y el PVC).

La madera es higroscópica, absorbe humedad del aire. Una pieza de haya (o de ébano) de 100mm secada en un horno hasta que tenga un 8% de agua, aumentará 4,6 mm su longitud si el ambiente tiene una humedad del 20%. Sólo 2,76 mm si la pieza es de caoba de honduras, por ese motivo utilizada en mástiles.
El aluminio en contacto con la humedad, se pasiva, crea una capa muy superficial que impide que progrese la oxidación, común en hierro y acero.

La mayoría de mediciones, programadas inicialmente, se realizaron en el suave invierno de Barcelona.

No podía sospechar el efecto que exhibe, humedad y temperatura, sobre hilos de material plástico sintético sometidos al  “potro de tortura”.
Verificamos si la célula de carga del dinamómetro se veía influido por la temperatura o la humedad y pudimos descartar la variación de cero del equipo que determina la tensión

Después de 24h bajo carga mido la tensión hasta afinación estable (cuerda E1 de nylon vibrando a en su punto de tono a 329,6 Hz  según indican tres afinadores electrónicos) . 
La lectura de 8,020 Kgs a 22ºC y una Humedad relativa del 47,3%  pasa ,tras apagar el aire acondicionado,  a 8,095 (un 0,94% superior) en una hora, siendo 24,3ºC la temperatura y 52,6% la Humedad relativa en la habitación.

El nylon 6,6 absorbe un 1,6% de agua en 24h a 23ºC (condiciones de la norma ASTM D670). Extrapolando sería absorber aproximadamente 0,06 %  de su peso en agua, en 1 hora. 

La E1 Agustine Blue Alta tensión, tiene un diámetro de 0,721mm y pesa 0,455 g. Pasa a 0,45527 g al mantenerla 1 hora a 23ºC en un ambiente húmedo.. Más si la temperatura sube.

 El fluorocarbono mejora esta cualidad ya que está por debajo de un 0,04% de absorción de agua en 24h.
La E1 Alliance Alta tensión, tiene un diámetro de 0,634mm y pesa 0,620grs. En 24h a 23ºC absorbe 25 miligramos de agua pasando a pesar 0,62025grs

De todas las formas en las que se suministra industrialmente un material, el hilo, y el film, ofrece una elevada superficie por unidad de longitud. Otorga una mayor exposición a los factores ambientales.

 Más importante que el pequeño aumento de masa por absorción de agua, es el cambio interno que produce en la cuerda. 

El agua tiene un efecto plastificante produciendo una pérdida en la resistencia que ofrece el material a ser estirado. Estira lo mismo aplicando menos tensión. Con un incremento de sólo el 5% en la humedad del aire necesitamos aplicar menos tensión a la cuerda para alcanzar el tono exacto. La amplitud de la vibración, y con ella el nivel sonoro, varía, igual que el módulo elástico, con la tensión la humedad y temperatura 
 Al tensar la cuerda con el clavijero, va pasando por todas las frecuencias, de Mi a Mi, desde los 82,4 Hz de la bordona 6 a los 329,6 Hz de la prima. La frecuencia de vibración se incrementa al aumentar la tensión.
 Con una humedad más baja hemos de girar menos veces la clavija para alcanzar la tensión de afinación.  Los puentes de hidrógeno que unen, una con otra, las cadenas lineales del polímero son más fuertes y la rigidez de la cuerda es mayor y su elasticidad menor. La cuerda ejerce mayor resistencia a ser deformada. 

 Añadamos agua en forma de aire con mayor contenido en vapor y la situación cambia radicalmente.

Dejas la cuerda afinada con una tensión de 5,905Kgs y al apagar el aire acondicionado, al cabo de 1,5 horas, la tensión asciende sola a 5,940, y la cuerda afina a 5,960. ¿Qué fuerza parece haber contraído  la longitud efectiva de la cuerda?¿Que ha sucedido que ha aumentado, visiblemente,(un 3,5%), la tensión entre extremos? 
Los plastificadores son aditivos, que dan flexibilidad a plásticos duros como el PVC. Ttrabajan incrustándose entre las cadenas de polímeros espaciándolas (incrementando el "volumen libre"), disminuyendo su densidad, dureza y rigidez, además su porcentaje de elongación disminuye de forma drástica.
Los enlaces secundarios de las moléculas son mucho más débiles que su movimiento térmico, por ello el polímero se torna gomoso y adquiere cierta elasticidad y capacidad de deformación plástica 
  • Efecto en el nivel sonoro de las cuerdas de una guitarra
Medir, con Cubase, el nivel de presión sonora (en decibelios) utilizando el nivel de pico de una grabación microfónica es otra manera de visualizar el efecto del vapor de agua sobre las cuerdas.

Dado que lo que nos interesa son los valores relativos, con igual ganancia microfónica, el nivel de pico Np, (por ejemplo -3,5),  se puede convertir en presión sonora PS (db) usando la siguiente ecuación:


Para poder realizar la comparativa grabamos 15 pulsaciones, realizadas frente al borde inferior de la boca, de máxima fuerza (pulgar y técnica apoyando) para cada cuerda.

 Establecemos la ganancia del micrófono en un valor que evite la saturación de la señal con la cuerda más sonora. 
Al cabo de 1 hora después de conectar el aire acondicionado, repetimos la experiencia,
En este intervalo, según muestra la gráfica,  la humedad baja del 56,8% y 27,8ºC a 47,4% y 24,6ºC de temperatura
No debemos mover la posición del potenciómetro de ganancia, de la interface microfónica, durante todo este tiempo.

Todas ellas fueron afinadas y utilizadas diariamente durante un mes