Historia y asimetría en Varetados por Daniel Friederich - En español

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Javier
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Re: Historia y asimetría en Varetados por Daniel Friederich - En español

Mensaje por Javier » Jue Ene 11, 2018 7:14 pm

Hola Kike:

Kike dijo:
Como decía, no es que 'la ciencia' no considere de gran interés el funcionamiento de las guitarras y otros instrumentos musicales, sino que actualmente apenas les dedica recursos porque se da por hecho que en este tema ya es todo bien conocido ...
No siempre vamos a estar estudiando lo mismo. Cuando algo ya se domina, se pasa a otra cosa.
No puedo hablar en nombre de la Ciencia. Me limito a observar lo que ocurre y sacar mis propias conclusiones. Y lo que percibo es que la guitarra está evolucionando y mas recientemente a buena velocidad. Evoluciona en el uso de nuevos materiales, nuevas disposiciones de los mismos, nuevas estructuras, herramientas, etc. sin mencionar otros aspectos como la ergonomia.
Y en la mayor parte de esa evolución observo que la Ciencia no está presente sino que se debe principalmente al esfuerzo de guitarreros, con mayor o menor preparación, pero con inquietudes y sentido del riesgo.

Kike dijo:
Aunque en el lenguaje coloquial suele hablarse de teoría en el sentido que indicas, en ciencia a eso se le llama hipótesis. Y precisamente a la palabra teoría se le da el sentido contrario: una teoría científica es un conjunto de conocimientos (conceptos, comprobaciones, leyes, etc.) rigurosos, confiables y completos que explican todos los fenómenos observados, dentro de una área del saber.
Extraigo del diccionario de la RAE el significado de la palabra teoría:
1ª Acepción:
1. f. Conocimiento especulativo considerado con independencia de toda aplicación.
3ª Acepción
 f. Hipótesis cuyas consecuencias se aplican a toda una ciencia o a parte muy importante de ella.
Y mas adelante amplía:
1. loc. Adv. En teoría: Sin haberlo comprobado en la práctica.
Esto no es lenguaje coloquial ni científico, es simplemente lenguaje.
Pero el sentido preciso que realmente aplico a estas palabras, tal y como me las transmitieron y las incorporé a mi vocabulario personal, concuerda mas exactamente con la siguiente definición, también extraída de Internet:

Teoría es un término que proviene del griego theoria que en el contexto histórico significaba observar, contemplar o estudiar y se refería más bien a un pensamiento especulativo.
En su evolución, el término pasó a designar el conjunto de ideas base de un determinado tema, que busca transmitir una visión general de algunos aspectos de la realidad. Está constituido por un conjunto de hipótesis.

Es decir, usar la palabra hipótesis cuando la idea a transmitir es unitaria o simple y reservar la palabra teoría cuando la idea a expresar es mas compleja o está compuesta por otras mas básicas. Pero conservando en ambos casos la esencia de pensamiento especulativo, y necesitada de una comprobación experimental para convertirla en verdad científica (tesis, principio, ley, teorema, o comoquiera que sea su expresión mas correcta).
Pero todo esto para mi no tiene ninguna importancia. Lo importante es que al expresar mis palabras pudiste entender perfectamente su sentido.

Kike dijo:
La existencia de las ondas estacionarias no es ni una hipótesis ni una teoría. Es un hecho muy observado en fenómenos espontáneos y en fenómenos provocados en el laboratorio. Está perfectamente explicado por una gran teoría del movimiento, que es la mecánica. En concreto, por una parte de ésta conocida como mecánica ondulatoria.
Espero no haberte causado la impresión de que no creía en la existencia de trenes de onda estacionarios porque, la verdad, me apenaría bastante.

Kike dijo:
Las ondas estacionarias pueden visualizarse con experimentos de muy fácil realización, incluso en casa. Por ejemplo, las producidas en placas rígidas (como es el caso de la tapa de una guitarra) pueden ponerse de manifiesto tal como enseñó el físico alemán Ernst Chladni hacia 1780.
Es curioso observar como se asignan significados a las expresiones, incluyendo a los científicos, porque en sentido estricto la transmisión de ondas mecánicas en placas rígidas no se realiza por su condición de rígidas sino por su condición de elásticas.
En una situación ideal (no realizable pero si imaginable), una placa absolutamente rígida (totalmente indeformable si prefieres) no podría transmitir este tipo de ondas, ya sean estacionarias o no.
Tampoco tiene ninguna importancia, pero lo señalo unicamente como punto de reflexión.

Kike dijo:
Hay muchos experimentos como el que relatas. Y efectivamente, con ellos se demuestra que las frecuencias de las ondas estacionarias no dependen del punto de excitación.
Yo hablaba fundamentalmente del timbre de la nota forzada, es decir de su composición armónica.

Kike dijo:
Pero te equivocas al suponer que ello implica que el sonido no cambiará. El sonido depende de las frecuencias de las vibraciones, pero también (y mucho) de sus respectivas amplitudes y fases.
Equivocarse implica no contemplar de antemano la posibilidad de que la realidad sea distinta de las expectativas. Sin embargo este no es el caso.

Pero en resumen, por clarificar un poco la cuestión, y aunque no me la hayas pedido, puedo resumirte mi opinión a día de hoy:
En determinadas familias de instrumentos de cuerda, entre las que se incluyen algunos tipos de guitarras, creo que las ondas estacionarias no son las causantes del sonido.
En otras, entre las que se encuentran las guitarras clásicas, francamente no lo se, pero diría que hay indicios que apuntan en la misma dirección.
Pero estas opiniones se basan solamente en la observación y la deducción lógica, y se que en una ciencia tan positiva como es la Física eso no basta. Se necesita la experimentación predictiva para convertir lo que solo es una opinión (hipótesis por utilizar tus palabras) en una certeza científica.
Y esa experimentación lo que tiene que probar es que, en una guitarra montada y terminada, los trenes de onda estacionarios que se producen en la tapa son los causantes de los cambios de presión en el interior de la caja que generan los movimientos de partículas de aire que salen por la boca y se transmiten a una distancia considerable, percibiéndose como sonido.
Esto es lo que hay que probar y no otra cosa.
Quizás algún día pueda conocer los resultados de este tipo de experiencias.
Un saludo.

Kike
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Re: Historia y asimetría en Varetados por Daniel Friederich - En español

Mensaje por Kike » Vie Ene 12, 2018 12:36 am

Javier escribió:
Jue Ene 11, 2018 7:14 pm
Y lo que percibo es que la guitarra está evolucionando y mas recientemente a buena velocidad.
La 'buena velocidad' es algo subjetivo.

Yo opino que si Torres viese una de nuestras actuales guitarras españolas, la reconocería perfectamente. Y nosotros hacemos lo mismo con las suyas. Así que no han debido evolucionar tanto desde entonces.
Las guitarras anteriores a Torres son consideradas por nosotros guitarras románticas o barrocas. Luego a finales del s. XIX sí se produjo una gran evolución hacia la guitarra actual.
Si Torres viese una guitarra eléctrica, probablemente no sabría cómo funciona ni como suena. Entonces podemos decir que en la primera mitad del s.XX también evolucionó la guitarra hacia un instrumento nuevo.

Pero ahora, ¿qué evolución importante está sufriendo si la mayor parte de los guitarreros sólo hacen réplicas y los guitarristas apenas aceptan los cambios internos (los que no se ven)?

El tiempo terminará aclarándonos si realmente estamos viviendo una época de profundos cambios o sólo de cambios superficiales. Y si tu visión es más acertada que la mía o viceversa. O si de repente aparece 'una mutación', que sea aceptada, y que suponga por tanto un salto importante en la evolución del instrumento.
Javier escribió:
Jue Ene 11, 2018 7:14 pm
Teoría ... está constituido por un conjunto de hipótesis.

Es decir, usar la palabra hipótesis cuando la idea a transmitir es unitaria o simple y reservar la palabra teoría cuando la idea a expresar es mas compleja o está compuesta por otras mas básicas. Pero conservando en ambos casos la esencia de pensamiento especulativo, y necesitada de una comprobación experimental para convertirla en verdad científica (tesis, principio, ley, teorema, o comoquiera que sea su expresión mas correcta).
Hay palabras que tienen varios significados que pueden llegar a ser antagónicos. Por eso hay que tener cuidado al interpretar lo que se ha querido expresar con ellas y hay que tener muy en cuenta el contexto. La palabra teoría es una de ellas.

En el sentido habitual que se da a la palabra teoría en el ámbito científico internacional (también en el hispanohablante) no hay carácter especulativo. Es un conjunto coherente de conocimientos que explican los fenómenos observados y los datos empíricos. La teoría relaciona y unifica fenómenos aparentemente diferentes, independientes o dispersos.

Lo anterior no impide que alguien -muy osado- pueda proponer una teoría (conjunto de saberes) especulativa. Pero el método científico sirve precisamente para eliminar el carácter especulativo, mediante comprobación empírica o descarte. Por tanto, las 'teorías científicas' están compuestas por conocimientos (abstractos, empíricos, leyes, etc.) previamente contrastados con la realidad. Antes de tal comprobación se conocen como hipótesis.

Tampoco impide que un científico utilice la palabra teoría con el significado común de hipótesis, incluso en el mismo documento en que la utiliza con el significado específico.
Javier escribió:
Jue Ene 11, 2018 7:14 pm
Es curioso observar como se asignan significados a las expresiones, incluyendo a los científicos, porque en sentido estricto la transmisión de ondas mecánicas en placas rígidas no se realiza por su condición de rígidas sino por su condición de elásticas.
En una situación ideal (no realizable pero si imaginable), una placa absolutamente rígida (totalmente indeformable si prefieres) no podría transmitir este tipo de ondas, ya sean estacionarias o no.
En la realidad no suele existir nada absolutamente puro. La física estudia las cosas reales mediante modelos 'puros' o abstractos que simplifican el estudio. Y luego, si es necesario, se añaden factores de corrección para minimizar los desajustes entre la teoría y la realidad.

Cuando alguien estudia la ondulación de una placa rígida lo primero que aprende es que no se está refiriendo a una placa 'absolutamente rígida', sino 'suficientemente rígida'.

En cualquier caso, la rigidez no es opuesta a la elasticidad, sino a la flexibilidad. De forma que la rigidez mide la dificultad para deformar un cuerpo elástico y es opuesta a la flexibilidad o facilidad para deformar un cuerpo elástico.

De la misma forma que definimos la rapidez admitiendo que no existe ningún cuerpo absolutamente rápido, así definimos la rigidez sabiendo que no existe ningún cuerpo absolutamente rígido.
Javier escribió:
Jue Ene 11, 2018 7:14 pm
En determinadas familias de instrumentos de cuerda, entre las que se incluyen algunos tipos de guitarras, creo que las ondas estacionarias no son las causantes del sonido.
En otras, entre las que se encuentran las guitarras clásicas, francamente no lo se, pero diría que hay indicios que apuntan en la misma dirección.
Yo sólo conozco dos tipos de ondulaciones mecánicas: las viajeras y las estacionarias. Las viajeras van a la velocidad del sonido, que en la madera es de varios kilómetros por segundo. A esa velocidad, en las primeras fracciones de milisegundo ya están lejos de nuestros oídos. Por tanto, pueden tener algo de influencia en los primerísimos instantes de la producción de una nota, pero enseguida desaparecerán y para el cerebro habrán quedado enmascaradas por los sonidos producidos por fenómenos más duraderos y más intensos como son los debidos a la resonancia por ondas estacionarias. Las ondas estacionarias, al no moverse de su sitio, provocan en nuestro oído un sonido continuado hasta que su energía se agota, lo cual es un intervalo de tiempo miles de veces más largo que el provocado por la onda viajera. Una onda viajera pasa ante nuestros oídos como una bala, mientras que una onda estacionaria produce el efecto de una larga ráfaga de metralleta con miles de disparos.

Además, prácticamente siembre que un elemento tiene un borde o límite, se produce en él la reflexión total o parcial de la vibración y ello da lugar necesariamente a ondas estacionarias. Es prácticamente imposible construir un instrumento musical de tamaño finito (limitado) en el que no se produzcan ondas estacionarias, que suelen ser más intensas y duraderas que las ondas viajeras.

Es precisamente este fenómeno el que permite que el sonido se amplifique de forma natural, concentrando la energía en las cercanías de unas pocas frecuencias de resonancia con mayor intensidad y duración. Y esto es lo que se aprovecha en un instrumento diseñado para producir música. Si no se hiciese así tendríamos instrumentos que producirían ruido de baja intensidad. Prueba por ejemplo a intentar tocar una melodía con unas gafas, un lapicero o una hoja de papel. Son objetos poco musicales porque en ellos no predomina el efecto resonante.

Por tanto, no veo cómo puede haber instrumentos mecánicos diseñados para producir música en los que las ondas estacionarias no sean 'las causantes' del sonido. Ni cuáles son dichos instrumentos. Tampoco los indicios a los que te refieres, que hacen pensar que la guitarra (no eléctrica) pueda ser uno de ellos.

Cualquier información que tengas al respecto será bienvenida.

Un saludo
Para estudiar y conocer los instrumentos con la razón por encima de la emoción y con la evidencia por encima de la opinión.

Javier
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Re: Historia y asimetría en Varetados por Daniel Friederich - En español

Mensaje por Javier » Sab Ene 13, 2018 7:08 pm

Hola Kike:

Kike escribió:
La 'buena velocidad' es algo subjetivo.
Estoy de acuerdo.

Kike escribió:
Pero ahora, ¿qué evolución importante está sufriendo si la mayor parte de los guitarreros sólo hacen réplicas y los guitarristas apenas aceptan los cambios internos (los que no se ven)?
También puedo estar de acuerdo en eso. Unicamente te hago notar que las expresiones “mayor parte” y citar a “los guitarristas” sin especificar numero o porcentaje también es algo subjetivo.
En realidad la frase entera es subjetiva. Pero es imposible mantener una conversación sin usar expresiones subjetivas, pues al fin y al cabo hablamos desde nuestras propias convicciones, ideas o sentimientos. Así que yo aceptaré tus expresiones subjetivas si tu también aceptas las mías.
Afortunadamente la “mayor parte” no son todos y hay guitarreros que están utilizando materiales compuestos en sus tapas: como el nomex y otras fibras sintéticas, resinas antes no usadas. Maderas naturales distintas de las tradicionales como la madera de balsa en varetajes. Contrachapados de mas de un centímetro de gruesos en fondos o aros para impedir su vibración. Geometría y dimensiones de varetas (cada día sale una nueva). Últimamente hemos intervenido ambos en un hilo donde se citaban guitarras hechas con fibra de carbono, etc.
No puedo ser exhaustivo porque no sigo en detalle esa evolución pero mi apreciación es que son bastante numerosas y concentradas en estas últimas décadas.
Veremos, como tu dices, lo que el tiempo consolide y lo que descarte.

Kike escribió:
En el sentido habitual que se da a la palabra teoría en el ámbito científico internacional (también en el hispanohablante) no hay carácter especulativo.
No se Kike, hace ya mucho tiempo que abandoné el ámbito científico. He escrito mis palabras con el sentido que habitualmente las utilizo y que están de acuerdo con los significados atribuidos por las autoridades lingüísticas. Pero no veo ninguna pugna entre tu posición y la mía.
Es normal que en determinados ámbitos especializados se utilice con preferencia una denominación específica sobre otra, pero partiendo de la base de que ambas son correctas.

Kike escribió:
Cuando alguien estudia la ondulación de una placa rígida lo primero que aprende es que no se está refiriendo a una placa 'absolutamente rígida', sino 'suficientemente rígida'.
Si, pero no me negarás que resulta paradójico calificar a las placas precisamente por la característica, que llevada a su extremo, impediría la transmisión de esas ondas. A mi me resulta chocante, o cuando menos curioso.

Kike escribió:
En cualquier caso, la rigidez no es opuesta a la elasticidad, sino a la flexibilidad. De forma que la rigidez mide la dificultad para deformar un cuerpo elástico y es opuesta a la flexibilidad o facilidad para deformar un cuerpo elástico.
Creo que no leíste mis comentarios con atención, porque nunca dije que la rigidez fuese opuesta a la elasticidad. Muchos consideran que lo opuesto a la elasticidad es la plasticidad aunque en realidad es la fase en la que entra un cuerpo elástico cuando las deformaciones que sufre ya no son reversibles.

Kike escribió:
... Por tanto, no veo cómo puede haber instrumentos mecánicos diseñados para producir música en los que las ondas estacionarias no sean 'las causantes' del sonido. Ni cuáles son dichos instrumentos. Tampoco los indicios a los que te refieres, que hacen pensar que la guitarra (no eléctrica) pueda ser uno de ellos.
Cualquier información que tengas al respecto será bienvenida.
No tengo información. Eso precisamente es lo que demando.
Lo que tengo, como ya explicité en mi mensaje anterior son: observaciones, deducciones lógicas y, a falta de pruebas, conclusiones a confirmar e indicios.
Y eso es lo que te haré llegar, no te quepa la menor duda.
Seguramente necesitaré mas de un mensaje pues la exposición requiere detalle y no conviene saltarse etapas intermedias para no perder la ordenación de pasos lógicos.
Pero comenzaré de inmediato su redacción y te la enviaré tan pronto como esté lista.
Saludos.

Kike
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Re: Historia y asimetría en Varetados por Daniel Friederich - En español

Mensaje por Kike » Sab Ene 13, 2018 8:43 pm

Javier escribió:
Sab Ene 13, 2018 7:08 pm
Así que yo aceptaré tus expresiones subjetivas si tu también aceptas las mías.
Hola Javier
¡Por supuesto que acepto tus apreciaciones subjetivas (y las del resto de intervinientes)! Qué otra cosa puede ser una conversación.

Aunque a veces escribo cuando no estoy de acuerdo, el hecho de contestar a tus comentarios no significa necesariamente que no esté de acuerdo, sino simplemente que me parece oportuno hacer una matización según mi percepción para propiciar el intercambio de opiniones, que es lo que nos enriquece a todos, sobre todo cuando nuestro interlocutor puede saber más o tener una opinión más acertada que uno mismo.
Javier escribió:
Sab Ene 13, 2018 7:08 pm
... hay guitarreros que están utilizando materiales compuestos en sus tapas: como el nomex y otras fibras sintéticas, resinas antes no usadas. Maderas naturales distintas de las tradicionales como la madera de balsa en varetajes. Contrachapados de mas de un centímetro de gruesos en fondos o aros para impedir su vibración. Geometría y dimensiones de varetas (cada día sale una nueva). Últimamente hemos intervenido ambos en un hilo donde se citaban guitarras hechas con fibra de carbono, etc.
Admito que se hacen intentos de cambio. Lo que quería decir es que no sé si con estos cambios se obtienen ventajas que son apreciadas por los usuarios de estos instrumentos. O si son modificaciones efímeras.
Javier escribió:
Sab Ene 13, 2018 7:08 pm
Creo que no leíste mis comentarios con atención...
Es posible que no lo haya entendido bien. Pero te aseguro que me interesa lo que dices y que pongo atención al leerte.

Llevo mucho tiempo defendiendo que la guitarra y sobre todo su construcción debe estudiarse de una forma objetiva y racional. En ciertos ámbitos, como es el caso de este foro, prácticamente me paso todo el tiempo desmintiendo todo tipo de bulos y mitos sobre los instrumentos musicales, que la gente repite como mantras.

Por eso, es más que probable que tenga tendencia a interpretar cualquier cosa de una forma sesgada, presuponiendo que todos van a defender una opinión poco fundamentada en hechos objetivos. Lo siento, trataré de contestar menos 'en caliente'.
Javier escribió:
Sab Ene 13, 2018 7:08 pm
Y eso es lo que te haré llegar, no te quepa la menor duda.
Te lo agradezco sinceramente. Me resulta muy gratificante intercambiar información interesante y opiniones inteligentes.

Un saludo.
Para estudiar y conocer los instrumentos con la razón por encima de la emoción y con la evidencia por encima de la opinión.

Kike
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Re: Historia y asimetría en Varetados por Daniel Friederich - En español

Mensaje por Kike » Lun Ene 15, 2018 4:02 pm

Andres Cagigas Rojas escribió:
Sab Ene 13, 2018 9:19 pm
Yo sigo por aquí.....pero solo como oyente :D :D :D intentando aprender. algo...
Se ha desviado un poco el tema (me confieso culpable), pero seguro que acabaremos retomándolo y aprendiendo todos, unos de otros, sobre este interesante tema de la óptima disposición de las varetas.

Un saludo
Para estudiar y conocer los instrumentos con la razón por encima de la emoción y con la evidencia por encima de la opinión.

Javier
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Re: Historia y asimetría en Varetados por Daniel Friederich - En español

Mensaje por Javier » Lun Ene 15, 2018 6:51 pm

Hola Kike (y Andrés):
Tratando de cumplir mi compromiso contigo comenzaré a describir como creo que funciona una guitarra, por lo menos algunos tipos de ellas, y algún instrumento de cuerda mas.
Pero iniciaré la descripción dando un rodeo y tratando de ver previamente que es lo que sucede en un altavoz cuando está en funcionamiento.
Me conviene hacerlo así pues es fácil deducir, en este caso, cual es el papel de cada uno de los elementos que entran en el juego (porqué se construyen de una forma y no de otra) y posteriormente, una vez descrito esto, extrapolar su papel a instrumentos musicales.
Así que comienzo de inmediato:
Un altavoz produce sonidos porque la fuerza del núcleo de un electroimán, situado en el centro de una membrana móvil con forma cónica (es decir en el vértice), la desplaza hacia adelante y hacia atrás en la dirección del eje.
En una situación ideal, con un cono infinitamente rígido, esto sería todo. No habría ninguna deformación. Todas las partículas de ese cono se moverían con trayectorias rectilíneas de igual longitud y paralelas a su eje, empujarían el aire próximo y nosotros recibiríamos esa secuencia de pulsos de presión percibiéndola como sonido (en caso de caer dentro del rango de frecuencias que seamos capaces de percibir).
Pero sabemos que esto no es así (ya lo hemos comentado antes). En el mundo real ese cono se va a deformar, y gracias a que es en parte flexible y en parte elástico, la deformación va a viajar en forma de onda transversal desde las proximidades del vértice, donde se origina, hasta su base.
Una vez llegada a la base, dependiendo de las características de la superficie limite, se va a reflejar, en todo o en parte, y retrocederá como onda reflejada, interfiriendo con la onda original y generando lo que se llama tren de ondas estacionario.
(aprovecho la ocasión para decir que los puntos principales de una onda estacionaria se llaman nodos, que son los que permanecen inmóviles y los que llegan al máximo de amplitud se llaman vientres no antinodos, palabra que me produce tal repelús que me ha impedido seguir leyendo cada vez que intentaba entender esa teoría).
Entonces nos encontramos con que el cono del altavoz realiza dos movimientos: el primero de adelante a atrás al ser empujado por el electroiman y el segundo, inducido, que es la transmisión de ondas estacionarias a lo largo de su superficie.
Es importante destacar aquí que ambos movimientos coexisten y son simultáneos pues el primero genera necesariamente al segundo, y el segundo desaparece tan pronto como cesa el primero ya que las inercias son mínimas (lo veremos a continuación).
Llegados hasta aquí, lo que hay que deducir es cual de estos movimientos es el causante del sonido que produce el altavoz, o cual es la importancia relativa de cada uno de ellos en el caso de que ambos participasen.
Para ello creo que lo que hay que hacer es examinar la naturaleza de ese cono, tratar de averiguar la función que desempeña cada una de sus partes y sus características:
Lo primero examinar el material del que está hecho. No soy experto en altavoces pero si se que es motivo de investigación, entre los que se dedican a eso, y el objetivo es tratar de hallar el material mas rígido posible y al mismo tiempo lo mas ligero posible.
La ligereza (y por tanto la minimización de inercia) es esencial pues representa la capacidad del altavoz para reproducir sonidos agudos, o cambios bruscos de frecuencia sin distorsionar.
El siguiente elemento a considerar, es la forma.
La membrana del altavoz adopta la forma de cono pues así se consigue añadir un plus de rigidez.
Naturalmente esto tiene un límite pues aumentar la “conicidad” tiene como efecto adverso aumentar la superficie real en movimiento (y por tanto la inercia) sin aumentar la superficie aparente.
El tercer y último elemento es la zona corrugada exterior y mas ancha en la base del cono. Está formada por una serie de anillo concéntricos que le dan flexibilidad a esa parte de la membrana.
En mi opinión se le pueden atribuir tres funciones:
Dar estabilidad lateral para que el cono se pueda mover sin descentrarse.
Facilitar al mismo tiempo el desplazamiento hacia adelante y hacia atrás del cono.
Servir de amortiguador para dificultar en lo posible la onda transversal reflejada.
Al reflexionar sobre todo lo anterior, la conclusión natural que me viene a la cabeza es que un altavoz es el resultado de un compromiso y que está diseñado y construido para que su funcionamiento se aproxime la mas posible a la situación ideal que describía al principio.
Es decir un centro rígido e indeformable con un anillo periférico flexible, para permitir libremente su desplazamiento adelante y atrás, al mismo tiempo que se procura disminuir en lo posible las ondas transversales, producidas por la deformación del cono, que inevitablemente se producen.
Hasta aquí mis conclusiones sobre el funcionamiento de un altavoz.
(Aunque he de reconocer que he jugado con ventaja pues si el altavoz es de gran diámetro y las frecuencias que emite lo suficientemente bajas, se pueden apreciar a simple vista sus movimientos. Y no creo que nadie dude de como funciona un altavoz).
Pero me ha servido para poner de relieve las características que me parece importante destacar y que trataré de extrapolar a los instrumentos de cuerda.
Esto lo haré en los mensajes siguientes.
(Kike: hay un asunto que has mencionado en tu penúltimo mensaje relacionado con el mantenimiento del sonido entre pulsos, eso me ha parecido entender. Podemos comentarlo cuando quieras, pero para no perder el hilo, casi sería mejor tratarlo al final. Calculo que me quedan un par de mensajes mas para terminar).
Saludos.

Kike
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Re: Historia y asimetría en Varetados por Daniel Friederich - En español

Mensaje por Kike » Mar Ene 16, 2018 12:36 pm

Javier escribió:
Lun Ene 15, 2018 6:51 pm
Hasta aquí mis conclusiones sobre el funcionamiento de un altavoz.
Básicamente estamos de acuerdo.

Ahora hay que ver cómo lo relacionas con la guitarra. Porque -como bien has explicado- hay una, entre muchas otras, diferencia importante entre ambos dispositivos que es la forma de unión de la membrana o placa vibrante con el caja. Mientras en la guitarra esta unión es rígida (nunca absolutamente rígida), lo que provoca la formación sobre ella de ondas estacionarias; en el altavoz es flexible, lo que las impide.

Un saludo
Para estudiar y conocer los instrumentos con la razón por encima de la emoción y con la evidencia por encima de la opinión.

Javier
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Re: Historia y asimetría en Varetados por Daniel Friederich - En español

Mensaje por Javier » Jue Ene 18, 2018 7:35 pm

Hola Kike:
En este mensaje trataré de describir como veo el funcionamiento de algunos instrumentos de cuerda aprovechando las semejanzas y diferencias que presentan sus características con las ya descritas para un altavoz.
Creo que en parte (solo en parte) responderán a la cuestión principal que planteas en tu último mensaje.
De todas formas me alegra comprobar que así como yo acepto la existencia de los trenes de ondas estacionarias en este tipo de placas vibrantes (y no lo hago por complacerte sino porque racionalmente creo que es así), veo que tu también aceptas que ese tipo de placas pueden emitir sonidos, y de gran potencia, sin intervención de estas ondas.
Esto nos permite acercar posiciones teniendo en cuenta además que esto no está planteado como un reto, al menos por mi parte, sino como un intento de acercarse a la realidad usando las únicas herramientas disponibles para mi: la observación y la reflexión.
En este mensaje me referiré a determinadas familias de instrumentos de cuerda.
Son las que se caracterizan por tener una tapa arqueada y un puente separado del cordal: violines y todas sus variantes, guitarras de jazz, algunos tipos de mandolinas y también se podrían incluir aquí las guitarras de swing “manouche” (pero estas últimas tienen particularidades que sería bastante largo detallar así que las excluiré de la descripción).
Usaré la guitarra de jazz como ejemplo, pues es el instrumento con el que estoy mas familiarizado, pero lo que diga para el, se puede aplicar al resto de familias incluidas en este grupo.
En realidad estas guitarras ya no existen pues a partir de mediados del siglo XX la industria norteamericana decidió usar la amplificación electrónica como medio principal de desarrollo para estos instrumentos, y esto ha causado un empobrecimiento intencionado y creciente de sus cualidades “acústicas”. Pero en su momento fueron las guitarras con sonido mas potente entre las que se hayan fabricado nunca, y estas son a las que me refiero en las lineas siguientes.
Pero, para no divagar mas, comienzo por resaltar las diferencias principales que a mi juicio las separan del funcionamiento de un altavoz:
La primera es el origen causa del sonido. En el caso del altavoz este se produce por el empuje de un electroiman sobre el centro de la membrana. En el caso de la guitarra se produce por el acortamiento de la cuerda al ser desplazada de su posición de equilibrio, (en el caso del violín y afines este acortamiento es debido a la rotación de la cuerda).
Pero aunque sus causas sean distintas, los resultados que afectan al movimiento de la membrana (tapa en el caso del instrumento) son los mismos. Es decir esta es una diferencia mas aparente que real.
La segunda diferencia a considerar es el hecho de que el altavoz dirige el sonido directamente hacia el “escuchante” mientras que en estos instrumentos, debido a la escasa energía que se les aplica, enfocan al interior de una caja amplificadora.
El hecho de que la tapa esté unida por sus bordes a la caja, aumenta el riesgo de que las ondas transversales se amplifiquen (no de que aparezcan, pues estas ya están presentes por el mero hecho de presionar a la tapa en su centro aproximado, tal y como ocurría en el caso del altavoz que ya he descrito).
Para minimizar esto y conseguir sonido, es lógico recurrir a las técnicas que ya utiliza el altavoz para obtener los mismos resultados.
Es decir el problema consiste en construir una estructura (tapa) con una parte central lo mas rígida posible para que al moverse de adelante hacia atrás produzca sonido, compaginándolo con una zona periférica flexible que permita amortiguar o eliminar estas ondas, y que al mismo tiempo facilite este desplazamiento adelante-atrás de la tapa. Es decir algo análogo a un altavoz.
Todo ello partiendo de una tabla con propiedades mas o menos homogéneas.
Para conseguirlo se puede recurrir a tres procedimientos diferentes:
El primero es modificar la forma geométrica de la tabla para que la estructura proporcione las propiedades de rigidez allá donde sea necesario y flexibilidad (también de elasticidad) en los lugares donde nos interese.
El segundo es encolar refuerzos en los lugares adecuados para incrementar su rigidez.
El tercero es disminuir el espesor de la tabla, también en los lugares adecuados, para aumentar su flexibilidad allá donde se necesite.
Las tapas de los instrumentos de cuerda que aquí se contemplan, utilizan los tres procedimientos mencionados simultáneamente.
Si nos fijamos detenidamente en como están construidas estas tapas, se puede observar lo siguiente:
Toda la zona central está tallada en forma de cúpula para aprovechar la rigidez que conlleva este tipo de estructura.
Pero este tallado convexo no llega hasta el borde de la tapa sino que unos cuantos centímetros antes se invierte el sentido de la curvatura y lo que era convexo se convierte en cóncavo en toda la franja perimétrica que es la que va encolada a los aros del instrumento.
Es fácil deducir que las características de rigidez de la parte abovedada no se conservan en esta zona que es mucho mas flexible. Es decir se trata de una falsa cúpula, en donde solo el centro es rígido y va apoyado sobre un cinturón exterior flexible como en el caso del altavoz.
Esta zona exterior recibe el nombre de “recurva” entre los constructores de este tipo de guitarras (no se entre los constructores de violines), y el tratamiento de esta zona es una de las labores mas críticas y delicadas en su construcción pues el objetivo es llegar a un compromiso óptimo entre la flexibilidad necesaria para que esta parte se mueva ante las presiones de la zona central rígida (y de paso servir de amortiguador a la transmisión de ondas estacionarias) junto con la mayor elasticidad que facilite el retorno a la posición inicial tan pronto como cese el estímulo de la parte central abovedada.
Este trabajo se realiza a mano, con cuchilla de ebanista, disminuyendo el espesor de la recurva muy lentamente y con pruebas continuas de sonoridad hasta conseguir el compromiso mas adecuado según el mejor juicio del guitarrero.
(Naturalmente me estoy refiriendo a guitarras en las que se buscaba conseguir el mejor rendimiento acústico. Ahora la mayoría de estas guitarras suenan por la acción de una pastilla electromagnética, se hacen con maderas laminadas, incluso las de precio elevado, y todo esto ha quedado en un recurso estético mas que en otra cosa).
Pero además de lo anterior, la zona central abovedada se refuerza con barras armónicas para aumentar todavía mas su rigidez. Las guitarras con dos barras (paralelas en sentido longitudinal o cruzadas) y una en el caso de los violines.
Es de notar que estas barras no llegan hasta los aros ni siquiera hasta la recurva, y solamente añaden rigidez a la zona central ya mencionada.
Finalmente hay algo mas que añadir y es que estos instrumentos no tienen boca. El sonido sale por dos ranuras alargadas en forma de f, situadas en la recurva a ambos lados del puente.
Esas ranuras cortan la transmisión de las ondas de retorno en esa zona, y es fácil deducir que si el objetivo fuese favorecerlas, ni tendrían esa forma ni estarían en ese lugar.
En resumen, cuando observo un altavoz y uno de estos instrumentos, puedo identificar comparativamente las partes principales que intervienen en la producción de sonido en ambos casos y reconocer sus funciones con total analogía.
De aquí que mis conclusiones sean que ambos dispositivos funcionan del mismo modo, por desplazamientos de la tapa adelante y atrás, y que las ondas estacionarias se tratan como perturbaciones que hay que minimizar.
En mi próximo mensaje, que creo será el último, trataré de describir como pienso que funcionan las guitarras clásicas.
Un saludo.

Javier
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Re: Historia y asimetría en Varetados por Daniel Friederich - En español

Mensaje por Javier » Dom Ene 21, 2018 12:37 pm

Hola Kike:
En este mensaje trataré de describir como creo que funcionan los instrumentos de tapa plana, entre los que se encuentran las guitarra clásicas y las guitarras “acusticas” de cuerdas de acero.
Comenzaré con un ejemplo explicativo que puede aclarar las cosas.
Cuando un tren de olas avanza y choca contra un acantilado, estas se reflejan y generan ondas de retorno, que al interferir con las de llegada crean ondas estacionarias.
Para que suceda este fenómeno es necesario que se cumplan dos condiciones:
1º. Que la pared del acantilado soporte la presión de la ola sin moverse, y
2º. Que el agua sea lo bastante profunda para que la ola llegue con toda su altura (que la amplitud de la onda se conserve). Es decir que las partículas de agua puedan desplazarse arriba y abajo hasta que choquen con el acantilado.
Ambas condiciones han de cumplirse para que se produzca el hecho descrito.
En una playa no pasa eso. Cuando la onda avanza hacia la orilla, el fondo va ascendiendo y las partículas de agua van perdiendo su capacidad de desplazarse verticalmente. La ola va perdiendo altura gradualmente (la amplitud de la onda va disminuyendo) y llega a la orilla siendo cero. Y naturalmente no hay onda de retorno.
(No depende de la naturaleza del suelo, pues este fenómeno también es observable cotidianamente en cualquier rampa de piedra plana u hormigón de las que abundan en los puertos).
Es decir no hay ondas de retorno porque no se cumple la segunda condición.
Hasta aquí el ejemplo.
Si ahora trasladamos este fenómeno a una membrana vibrante, fija por sus bordes a un armazón inmóvil (tapa de guitarra, parche de tambor, etc.), se puede apreciar que se repiten exactamente las mismas condiciones de este último caso del ejemplo. Es decir:
Si las características mecánicas de la membrana son homogéneas en toda la superficie, al presionar en el centro geométrico, vemos que hay un desplazamiento transversal de las partículas de la placa en el punto de presión y alrededores (es decir la placa se hunde).
Pero esta capacidad de desplazamiento va disminuyendo (para la misma fuerza aplicada) según nos vamos acercando al borde de la placa. Y en el límite ese desplazamiento se reduce a cero.
Esto pasa porque aunque las condiciones de elasticidad sean las mismas en toda la superficie de la placa, la rigidez aumenta progresivamente según nos acercamos al borde que está fijo.
Teóricamente, en el límite, esta rigidez seria infinita y la placa se rompe antes de deformarse.
Por eso cualquier deformación elástica que sufra la placa va disminuyendo en amplitud según se va acercando al borde, a donde llega con amplitud cero. Y naturalmente no se genera onda de retorno.
Si reducimos el problema a una sola dimensión, el fenómeno se repite con las mismas características y es todavía mas fácil de observar.
Tomemos por ejemplo una cuerda de guitarra montada y en tensión. Cualquiera puede comprobar que la cuerda es mas blanda (mas deformable) si la pulsamos a la altura del traste 12. Y que según vamos pulsando acercándonos al puente, la cuerda se va haciendo mas dura (mas rígida) hasta que en el mismo puente es prácticamente indeformable (se rompería si quisiéramos obtener la misma deformación que a la altura del traste 12).
Y esto pasa porque se repiten las mismas condiciones que en el caso de la placa anterior.
Es decir aunque la cuerda presenta la misma elasticidad en toda su longitud, la rigidez, que es mas pequeña en su centro, va aumentando progresivamente hacia sus extremos y en el límite la cuerda se hace indeformable (se rompería antes). Esto hace que cualquier deformación elástica que viaje hacia los extremos, llegue a estos con amplitud cero. Y no se genera onda de retorno.
¿Como se puede comprobar eso?, pues relativamente fácil:
Se toma una cinta o cordón de goma lo suficientemente largo y se sujeta por sus extremos a dos puntos fijos, con la suficiente poca tensión como para visualizar bien sus oscilaciones.
Si la pulsamos, en cualquier punto y con cualquier dirección, podemos ver que:
1º. Cualquier desplazamiento de onda que haya a lo largo de la goma, desaparece en muy pocas oscilaciones. (Al ser la goma uniformemente elástica en toda su longitud, las tensiones entre partículas contiguas tienden a igualarse muy rápidamente con lo que se dificulta la transmisión de ondas en la dirección longitudinal de la goma).
2º. Las oscilaciones que permanecen son unicamente las que no implican propagación longitudinal. Es decir las que representan movimiento de los elementos de la goma en la dirección perpendicular a su longitud.
(Este fenómeno es fácil de reproducir y cualquiera puede repetirlo si tiene interés).
Si retomamos ahora, otra vez, las dos dimensiones, podemos deducir que la membrana (tapa) se mueve con desplazamientos adelante-atrás de sus partículas, pero sin la intervención de ondas estacionarias que hemos visto que no tienen posibilidad de propagarse.
Como puedes ver, todo lo anterior es una explicación lógica que concuerda con los hechos directamente observables.
Lo que hace que mantenga la opinión que ya manifesté en mensajes anteriores.
Por mi parte creo haber cumplido el compromiso que adquirí contigo y ya no tengo mucho mas que decir sobre este asunto.
Aunque creo que escribiré todavía un pequeño mensaje con algún comentario sobre la disposición de las varetas y así retomamos el motivo que originó este hilo.
Un saludo.

Kike
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Re: Historia y asimetría en Varetados por Daniel Friederich - En español

Mensaje por Kike » Jue Ene 25, 2018 1:10 am

Javier escribió:
Jue Ene 18, 2018 7:35 pm
En resumen, cuando observo un altavoz y uno de estos instrumentos, puedo identificar comparativamente las partes principales que intervienen en la producción de sonido en ambos casos y reconocer sus funciones con total analogía.
De aquí que mis conclusiones sean que ambos dispositivos funcionan del mismo modo, por desplazamientos de la tapa adelante y atrás, y que las ondas estacionarias se tratan como perturbaciones que hay que minimizar.
Hola Javier,
Creo que te confundes en varias cosas y por ello llegas a una conclusión errónea.

Lo más evidente es que identificas el comportamiento acústico de la 'recurva' de una chapa de madera en la guitarra con la de una goma o cartón plegado en el altavoz.

En segundo lugar, la potencia que mueve la tapa proviene de una cuerda y es muy poca. Por contra, en un altavoz la potencia proviene del amplificador y hay de sobra. Quiero decir que la vibración 'hacia adelante y atrás' de la membrana del altavoz se produce 'al instante', mientras que la de la tapa del instrumento 'debe acumularse' por resonancia, porque de lo contrario sonaría poquísimo.

En un instrumento musical que se activa con poca potencia es necesario aprovechar el efecto de la resonancia si queremos que tenga una intensidad sonora suficiente. Precisamente eso es lo que diferencia una guitarra o un violín de una caja de zapatos.

Un saludo
Para estudiar y conocer los instrumentos con la razón por encima de la emoción y con la evidencia por encima de la opinión.

Kike
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Re: Historia y asimetría en Varetados por Daniel Friederich - En español

Mensaje por Kike » Jue Ene 25, 2018 1:55 am

Javier escribió:
Dom Ene 21, 2018 12:37 pm
Si retomamos ahora, otra vez, las dos dimensiones, podemos deducir que la membrana (tapa) se mueve con desplazamientos adelante-atrás de sus partículas, pero sin la intervención de ondas estacionarias que hemos visto que no tienen posibilidad de propagarse.
Hola Javier,

De nuevo llegas a una extraña conclusión a partir de unos hechos mal interpretados.

No sé qué quieres decir con eso de las "ondas estacionarias ...no tienen posibilidad de propagarse".

¡Este tipo de ondas se llaman estacionarias, precisamente porque no se propagan!. Las ondas que se propagan se llaman ondas viajeras y las que no, estacionarias.

Aparte de eso, creo que el origen de tu error consiste en presuponer que una tapa homogénea, como una membrana o una cuerda, es más flexible en el centro que en los bordes (has dicho que la cuerda es más deformable o 'más blanda' en el traste 12 que junto al puente), y eso claramente no es así. Precisamente porque es homogénea tiene las mismas características en cualquier punto. Antes de poner la cuerda se comprueba que tiene las mismas propiedades a lo largo de toda su longitud.

La deformación de un sólido se mide en 'porcentaje' o en relación a los puntos contiguos. Imagina que la cuerda en el traste doce tiene un desplazamiento transversal de 10 mm, pero a unos centímetros, por ejemplo en el traste 10, el desplazamiento es de 9 mm. En definitiva, hay una diferencia de 1 mm. Junto a la cejuela el desplazamiento es de 0 mm, pero a la misma distancia que antes (cerca del traste 1), el desplazamiento es también de 1 mm. No es más flexible la cuerda en una zona que en otra. Si el desplazamiento en el traste 12 es mayor es porque la cuerda 'ya viene desplazada' de los trastes anteriores.

Lo que ocurre es que el punto de anclaje (la selleta o la cejuela) sí es más rígido que la cuerda. Entonces la onda viajera trata de pasar de un medio flexible (la cuerda) a otro mucho más rígido (la cejuela) y -si se me permite la licencia de interpretación- al no poderlo hacer, retrocede.

Por eso, cuando dices que "cualquier deformación elástica que viaje hacia los extremos, llegue a estos con amplitud cero. Y no se genera onda de retorno", estás contradiciendo toda experiencia.

Cuando la cuerda está anudada rígidamente a un extremo se produce la máxima reflexión posible. Puedes hacer la prueba con una cuerda larga bien atada a un árbol por un extremo. Ténsala lo suficiente para poder hacer un movimiento brusco de latigazo en el otro extremo y verás cómo ese movimiento se dirige primero hacia el árbol y vuelve reflejado al cabo de un rato (Ten cuidado porque si no te lo esperas te puede hacer daño).

El eco, en una pared o montaña, también es prueba de que la oscilación 'rebota' cuando el medio pasa a ser 'prácticamente rígido'.

No quiero confundirte más, pero en realidad el 'rebote' se produce mejor cuanto mayor es la desadaptación de impedancias. Ya sea que se pasa de un medio con mayor a otro con menor impedancia característica o al revés. Por decirlo de una forma sencilla, cuanto mayor es la diferencia de un medio con el otro, tanto si pasa de un medio menos rígido a otro más rígido como al contrario (en la impedancia característica no sólo influye la rigidez, pero es para entendernos, ya que se intuye mejor el concepto de rigidez que de impedancia característica). Por eso, la mejor forma de garantizar que no haya 'rebote' es que el medio no cambie. Mientras no hay pared, no hay eco. Un ejemplo en que el sonido rebota cuando intenta pasar de un medio más rígido a otro que lo es menos se produce al golpear con un martillo en un raíl de tren con un extremo libre. Así se explica, por ejemplo, el sonido de la txalaparta y de todos los instrumentos de percusión en los que los extremos de la pieza golpeada no están firmemente sujetos, sino libres.

Un saludo
Para estudiar y conocer los instrumentos con la razón por encima de la emoción y con la evidencia por encima de la opinión.

Javier
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Re: Historia y asimetría en Varetados por Daniel Friederich - En español

Mensaje por Javier » Vie Ene 26, 2018 6:30 pm

Hola Kike:
Releyendo las frases finales de tu último mensaje, en las que mencionas los instrumentos de percusión, creo que he entendido lo que quieres decir respecto al funcionamiento de un violín o guitarra.
Lo repetiré con mis propias palabras para comprobar si es correcta la interpretación que le atribuyo.
Una guitarra (o un violín) funcionarían en cierto modo como un xilófono o marimba en el que se estuviese continuamente repiqueteando con ambos mazos en cada tecla para prolongar, por el tiempo deseado, la duración de la nota correspondiente.
Dos golpes de mazo sucesivos se corresponderían, en el caso del instrumento de cuerda, con dos máximos de amplitud sucesivos en la vibración de la cuerda (y de la tapa).
Las ondas estacionarias generadas en la tapa se encargarían de mantener el sonido, durante el tiempo intermedio (un periodo), entre ambos máximos.
¿Es correcta esta interpretación?
De ser así, no me cuesta nada admitir que se trata de una posibilidad nada desdeñable.
Aunque habría que analizarla mas en detalle, al menos por mi parte, para comprobar su consistencia, o al menos la verosimilitud de esta posibilidad.
Un saludo.

Javier
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Re: Historia y asimetría en Varetados por Daniel Friederich - En español

Mensaje por Javier » Sab Ene 27, 2018 4:25 pm

Hola Kike:
He tenido ocasión de repasar cosas que tenía olvidadas desde hacía muchos muchos años y efectivamente el asunto es elemental y está muy claro. No hace falta ni que me contestes.
El error ha consistido en considerar solamente la existencia de la onda de frecuencia fundamental (dos nodos en los extremos y un solo vientre central) y no apreciar la existencia de todos los armónicos superiores. De ahí que viese únicamente el desplazamiento adelante-atrás de la tapa.
Siempre manifesté que era solo una opinión pero esa opinión no era la mas correcta.
Saludos.

Kike
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Re: Historia y asimetría en Varetados por Daniel Friederich - En español

Mensaje por Kike » Dom Ene 28, 2018 10:54 pm

Javier escribió:
Sab Ene 27, 2018 4:25 pm
El error ha consistido en considerar solamente la existencia de la onda de frecuencia fundamental (dos nodos en los extremos y un solo vientre central) y no apreciar la existencia de todos los armónicos superiores. De ahí que viese únicamente el desplazamiento adelante-atrás de la tapa.
Ahora entiendo lo que querías decir.

La verdad es que es difícil expresarse en un medio como éste, de forma que otros entiendan claramente lo que queremos decir. Sólo con palabras, en intervenciones cortas (aunque las nuestras son de las más largas), etc. Son muchas las limitaciones y fácil que no nos entendamos bien unos a otros.

De todas formas, como mínimo sirve para despertarnos la curiosidad y, si lo consideramos necesario, para procurar la ampliación de nuestro conocimiento en otra parte.

Un saludo
Para estudiar y conocer los instrumentos con la razón por encima de la emoción y con la evidencia por encima de la opinión.

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