11 Funcionamiento de los instrumentos de viento

Funcionamiento de los
instrumentos de viento
En los instrumentos de viento se produce sonido haciendo vibrar el aire contenido en su interior.
En los instrumentos de viento la fuente sonora es un tubo en el cual una columna de aire vibra con resonancia propia. La columna de aire forma la base de la mayoría de los
instrumentos de viento. El modo vibratorio es casi exclusivamente de vibraciones mantenidas, ya que la forma de obtener los sonidos está basada sobre una aportación de
energía continuada que permite, teóricamente, obtener sonidos de duración ilimitada.
El movimiento ondulatorio que se produce en un tubo es longitudinal. El movimiento de las partículas
gaseosas tiene la misma dirección que el desplazamiento de la onda. Estas ondas longitudinales se
propagan por el tubo y se reflejan en sus extremos, formando las llamadas ondas estacionarias.
Desde el punto de vista acústico, los tubos sonoros se clasifica en dos grandes grupos: Tubos Abiertos y Tubos Cerrados. Se denominan tubos abiertos aquellos que disponen de
dos o más orificios y cerrados aquellos que solo tienen un único orificio.
La mayoría de instrumentos de viento son tubos abiertos. Entre los cerrados destacan algunos tubos de Órgano, la Flauta de Pan y pocos más.
Tubos abiertos
Tubos cerrados
En los tubos cerrados se produce un nodo en el extremo
cerrado y un vientre en el abierto.
La onda estacionaria que se produce en un tubo abierto
proporciona vientres en los extremos.
Longitud del tubo
V
N
f =
V
l/2
v
2L
f =
v
4L
El sonido fundamental se produce cuando se forma un
nodo en el centro.
El sonido fundamental tiene lugar con un solo nodo y un
vientre; el nodo que completaría la onda estacionaria se
forma fuera del tubo.
El segundo armónico se produce cuando se forman dos
nodos en el interior del tubo.
El tercer armónico se produce cuando hay dos nodos y dos
vientres.
Los tubos abiertos, teóricamente, pueden emitir todos los
armónicos parciales del tono fundamental.
En el sonido de un tubo cerrado unilateralmente solo
encontramos parciales armónicos de índices impares.
La flauta de émbolo
Puedes comprobar la relación entre la longitud de un tubo y el
sonido que emite con la flauta de émbolo. Varía la longitud y
observa los sonidos.
Flauta de Pan
La flauta de Pan ilustra la forma exponencial de las longitudes de los tubos según
la frecuencia que emiten.
f = f 0 × 12 2 s
Por otra parte,
Nos da la frecuencia de un sonido a una distancia de s
semitonos del sonido de referencia de frecuencia f0.
f =
v
4L
Tomando la velocidad del sonido
en el aire como 340 m/s
Sustituyendo la fórmula de la
frecuencia, obtenemos
L=
f =
340
4L
85
12
2s f0
=
340 85
=
4f
f
obtenemos
L=
85 - s12
2
f0
metros
Puedes fabricarte un instrumento semejante con botellas de cuello estrecho
afinándolas introduciendo más o menos agua. Cuanta más agua pongas más
agudo conseguirás el sonido.