IRYW : Las Guitarras Eléctricas Son Instrumentos Acústicos

Hay una frase que se oye en los conservatorios, en las revistas de música y en las cenas familiares. Se dice con una pequeña sonrisa cómplice. La guitarra eléctrica no guitarra eléctrica un instrumento de verdad. Es menos instrumento que los demás. Algunos de estos comentarios encierran un clase social, y ese es el tema de otro libro. La mayoría de ellos se deben a un simple analfabetismo científico.

Vivimos en un mundo en el que todo objeto sólido tiene un comportamiento acústico. Los puentes lo tienen. Los edificios lo tienen. Las copas de vino lo tienen hasta tal punto que se rompen al oír la nota adecuada.

¿Se supone que el instrumento de cuerda más fabricado y tocado de la historia es la excepción?

Esto es erróneo, y lo es de una forma concreta, cuantificable y demostrable. Este volumen lo demostrará de una vez por todas. El objetivo es describir, de la forma más clara posible, qué ocurre cuando una cuerda vibra sobre una pastilla magnética y qué papel desempeña el resto del instrumento a la hora de dar forma a esa vibración. La conclusión se desprende de la descripción.

La guitarra eléctrica un instrumento acústico.

Por lo tanto, las guitarras eléctricas no existen.

Una nota antes de entrar en materia. El mecanismo que se describe a continuación nos explica cómo funciona un instrumento. No pretende dictar qué debe gustar a cada uno. Los instrumentos con alta amortiguación tienen su lugar en la música, algo que no ocurresustain . Los instrumentos resonantes a veces resultan excesivos en una mezcla densa. La misma física que convierte a una guitarra en una herramienta de precisión hace que otra sea un instrumento contundente, y hay discos que necesitaban precisamente ese toque contundente. Estamos describiendo un mecanismo, no clasificando gustos.

Al final de este ensayo, la física se estrellará contra el muro de los oídos de cada lector, y serán los oídos los que tengan la última palabra. 

Así es como debe ser.

Solo un micrófono

Empecemos por el dispositivo que realiza la conversión. Una pastilla magnética pastilla un transductor. Convierte una forma de energía en otra —el movimiento mecánico en tensión eléctrica— mediante la inducción electromagnética.

La cuerda se magnetiza gracias al imán permanente pastilla. Cuando la cuerda se desplaza a través del campo magnético, el flujo que atraviesa la bobina varía. Un flujo variable induce una tensión en la bobina. La tensión es una señal continua que varía con el tiempo y cuya forma depende directamente del movimiento de la cuerda.

No se trata de una descripción controvertida. Aparece en los libros de texto de física. Figura en las solicitudes de patente. Se encuentra en las páginas educativas del departamento de física de la Universidad Estatal de Pensilvania, donde la pastilla describe como un transductor que mide la velocidad de una cuerda según la ley de Faraday.

La pastilla genera el sonido. La pastilla el movimiento. Todo lo que hace la cuerda, la pastilla . Todo lo que la cuerda no hace, la pastilla inventarlo.

La consecuencia es clara. La señal en la jack de salida , dentro de las características de ancho de banda e impedancia pastilla , una representación gráfica del movimiento de la cuerda a lo largo del tiempo. Si la cuerda se mueve con un fundamental fuerte y armónicos débiles, la señal transmite un fundamental fuerte y armónicos débiles. Si la cuerda decae rápidamente en el tercer armónico y lentamente en el quinto, la señal transmite exactamente esa envolvente de decaimiento.

La pastilla su propio filtro —una atenuación de las altas frecuencias determinada por la inductancia y la capacitancia de la bobina, y un nivel de salida determinado por la fuerza del imán y el número de espiras de la bobina—, pero la señal subyacente que filtra viene determinada íntegramente por el movimiento de las cuerdas.

Así pues, la cuestión de cómo guitarra eléctrica una guitarra eléctrica se convierte, casi por completo, en la cuestión de cómo se mueve su cuerda. Y esa es precisamente la cuestión en torno a la cual gira todo lo demás en este ensayo.

Nada vibra por sí solo

Un investigador del MIT mostrando un gráfico. En X: «Por qué tengo razón»; en Y: «Por qué tengo razón, pero en sentido vertical».

Una cuerda en tensión, fijada en dos puntos, vibra. En el modelo físico más sencillo —una cuerda ideal fijada a soportes perfectamente rígidos—, vibra a una frecuencia fundamental determinada por la longitud, la tensión y la masa por unidad de longitud, además de múltiplos enteros de esa frecuencia en forma de armónicos.

Cada armónico se atenúa a su propio ritmo. En el modelo idealizado, los soportes son infinitamente rígidos. No se mueven. No absorben energía. La cuerda vibra indefinidamente.

En esa situación no hay ninguna cadena real.

Los soportes —la cejilla en un extremo cejilla la selleta el otro— forman parte de un sistema mecánico más amplio. El mástil . El cuerpo se flexiona. Las puente se mueven. Cada soporte tiene una impedancia mecánica: una medida de la fuerza necesaria para hacerlo moverse a una frecuencia determinada.

Cuando la cuerda tira del puente, puente ligeramente. Ese movimiento absorbe energía de la cuerda. La energía pasa al cuerpo, que ahora vibra a sus propias frecuencias, y parte de esa energía vuelve a la cuerda, en fase o fuera de fase, rápido o lento, dependiendo de lo que el cuerpo quiera hacer a las frecuencias que produce la cuerda.

Esto es lo que significa el acoplamiento. La cuerda y el cuerpo no son sistemas separados. Son un único sistema que intercambia energía. El movimiento de la cuerda en cualquier momento es el resultado de su propia física, sumado a la respuesta del cuerpo, la mástil y la de los soportes. La envolvente de decaimiento de cada armónico viene determinada por la cantidad de energía que cada uno de ellos pierde en el resto del instrumento.

El estudio publicado en la revista *Materials* en 2021 —en el que se compararon dos guitarra eléctrica idénticos guitarra eléctrica , uno de fresno y otro de nogal midió esto directamente. Las frecuencias modales del instrumento montado diferían en decenas de hercios entre las dos maderas. Los coeficientes de amortiguación también diferían. Las tasas de decaimiento armónico en las cuerdas al aire, medidas en la pastilla, presentaban diferencias apreciables. Las mismas cuerdas, pastillas mismas pastillas, herrajes mismos herrajes, músico mismo músico. Diferentes madera del cuerpo. Señal diferente en la salida.

La pastilla cambió. La cuerda sí, porque cambió el sistema al que estaba acoplada.

En trabajos anteriores de Gough, que fondo la década de los 1980, se dedujo la relación analítica entre las resonancias estructurales y las resonancias de las cuerdas en sistemas acoplados. El resultado es general: cuando un modo estructural coincide con un modo de la cuerda, esta pierde energía preferentemente a esa frecuencia. Cuando los modos están muy separados, el acoplamiento es débil y la cuerda resuena libremente. La estructura modal del instrumento no es una mera decoración. Es un filtro que se aplica a la cuerda antes pastilla la pastilla la detecte.

Mueve el cuerpo

El cuerpo es el elemento mecánico más grande acoplado a la cuerda, y aquel que la industria lleva más tiempo fingiendo que es inerte. No es inerte. Es un trozo de madera con masa, rigidez, amortiguación interna y una geometría que le confiere una serie de modos resonantes —normalmente en el rango de entre 80 Hz y 600 Hz para los cuerpos macizos—, siendo los modos más bajos los que aportan la mayor parte del efecto de acoplamiento audible.

Hay cuatro propiedades del cuerpo que son importantes.

En primer lugar, la densidad. A igualdad de todas las demás condiciones, los cuerpos más pesados se desplazan menos ante una fuerza determinada ejercida por la cuerda. Presentan una mayor impedancia en el puente. Consumen menos energía por ciclo. Las cuerdas sustain .

En segundo lugar, la rigidez. Un cuerpo más rígido se deforma menos en el régimen elástico, devuelve la energía más rápidamente y presenta frecuencias modales más altas. 

En tercer lugar, la amortiguación interna. Se trata de la medida de la cantidad de energía vibratoria que la propia madera convierte en calor por ciclo. Una amortiguación elevada significa que la energía que entra en el cuerpo no llega fondo. Una amortiguación baja significa que la energía que entra en el cuerpo resuena durante mucho tiempo, pudiendo volver a la cuerda.

En cuarto lugar, la geometría. La ubicación de la madera, su forma y puente del puente con respecto a las líneas nodales del cuerpo determinan qué modos se excitan y con qué intensidad.

Las tres primeras propiedades —densidad, rigidez y amortiguación— son precisamente las que miden los métodos madera tonal basados en las vibraciones.

Los ensayos no destructivos de la madera destinada a la fabricación de instrumentos no son una novedad ni son exclusivos de ninguna institución en concreto; el CIRAD de Francia es solo un ejemplo entre los diversos organismos de investigación que han desarrollado estos métodos. Lo importante no es la institución. Lo importante es que los métodos existen y llevan décadas existiendo, y que los constructores que los aplican a los cuerpos macizos realizan el mismo trabajo que los constructores de instrumentos acústicos realizan en las tapas.

Están analizando las propiedades del material antes de cortarlo, ya que las propiedades mecánicas del material determinan las prestaciones del instrumento acabado.

La variación entre las distintas tablas de una misma especie es enorme. Dos piezas de fresno de pantano fresno árboles diferentes, o de distintas partes del mismo árbol, pueden presentar diferencias de densidad de hasta un veinte por ciento y de amortiguación incluso superiores.

La clasificación mediante inspección visual o basándose únicamente en el nombre de la especie da lugar a un conjunto de piezas cuyas propiedades acústicas son, en esencia, aleatorias dentro de unos límites muy amplios. La clasificación mediante medición da lugar a un conjunto en el que el constructor sabe, antes del montaje, aproximadamente qué aportará cada pieza.

Por eso, los debates sobre si madera tonal en los instrumentos de cuerpo macizo suelen ser irresolubles en los foros públicos en los que se producen.

Ambas partes tienen razón en lo que respecta a las distintas poblaciones de instrumentos.

En un cuerpo tallado a partir de una tabla de calidad aleatoria, encajado en un hueco mal ajustado y con un acabado grueso, la influencia de la elección de la madera es mínima en comparación con el ruido de fondo del resto de la construcción. En un cuerpo tallado a partir de una tabla medida con precisión, encajado con exactitud y con un acabado fino, la elección de la madera es un parámetro apreciable y audible.

El desacuerdo no tiene que ver con la física. Se trata de qué instrumentos han tocado las partes en la discusión.

Vida media

El mástil el otro elemento resonante principal y, en cuerpo sólido , suele ser el dominante. El cuerpo es grande y rígido. El mástil largo, delgado y en voladizo. Por ese motivo, tiene frecuencias modales más bajas que el cuerpo; normalmente, su modo de flexión más bajo se sitúa entre 100 Hz y 250 Hz, dependiendo de la longitud, la masa, la rigidez y pala . Esos modos bajos se encuentran claramente dentro del rango en el que las notas más graves de la guitarra producen una fuerte energía armónica. El acoplamiento es inevitable.

La prueba más clara de ello es el punto muerto.

Un punto muerto es una nota en la que la cuerda y el mástil resonancia la misma frecuencia, o a una frecuencia muy cercana. Cuando eso ocurre, el acoplamiento se intensifica. El mástil considerablemente en respuesta a la cuerda. La energía se transfiere rápidamente de la cuerda al mástil. El sustain de la nota sustain .

La pastilla, que transmite fielmente el sonido, envía una señal corta al amplificador. No se trata de un ajuste . Se trata de un problema estructural, que ha sido descrito en la literatura sobre acústica por Paté, Le Carrou y Fabre, entre otros. Su conclusión es que los puntos muertos se producen cuando un modo estructural del sistema mástil coincide con un modo de la cuerda pulsada, y que el acoplamiento a esa frecuencia reduce el tiempo de decaimiento lo suficiente como para que se perciba como una pérdida de sustain.

La ubicación de esas resonancias viene determinada por principios básicos de mecánica. La frecuencia de resonancia varía proporcionalmente a la raíz cuadrada de la rigidez dividida por la masa. Un mástil más rígido mástil frecuencias de resonancia más altas. pala más pesada pala frecuencias de resonancia más bajas. alma afecta a la rigidez efectiva. La geometría de la unión mástil también influye en la rigidez efectiva: una unión atornillada bien ajustada y con contacto total se comporta de forma diferente a una unión atornillada descuidada con huecos de aire, y una mástil encolada añade otra variable más.

Nada de esto es ningún misterio. Se trata de la mecánica elemental de una viga en voladizo acoplada, aplicada a un objeto que, casualmente, es un instrumento musical.

Por eso también cambia pala tono pala . Al añadir una abrazadera pesada a la pala el llamado «Fat Finger»— se reducen las frecuencias de resonancia mástil, al añadir masa en el extremo más activo del modo de flexión. A veces, esta solución aleja un punto muerto de una nota útil. El mecanismo es sencillo: la resonancia porque ha cambiado la masa en el antinodo. Bloquear clavijas masas diferentes produce el mismo efecto, aunque en menor medida. No hace falta creerlo. Se puede comprobar en una tarde.

El diapasón parte del mástil contribuye a su rigidez y amortiguación. ébano, palosanto, el arce y los diversos sustitutos densos no son intercambiables. Se diferencian en densidad, rigidez y amortiguación en las frecuencias que ocupan mástil . Los trastes aportan masa.

trastes una sección transversal mayor, o fabricadas con una aleación más dura, modifican de forma apreciable el comportamiento modal mástil. Ninguno de estos cambios es significativo por sí solo; son acumulativos. El mástil el resultado integrado de todos y cada uno de sus componentes.

La Q es de «Quiet» (silencio)

Hay dos términos que resultan útiles en este contexto y que conviene definir con claridad. Q, o factor de calidad, es una medida adimensional que indica el grado de precisión con el que resonancia sintonizada una resonancia . Una resonancia de alto Q resonancia de banda estrecho y resuena durante mucho tiempo tras la excitación. Una resonancia de bajo Q resonancia de banda amplio y se apaga rápidamente. La amortiguación es la propiedad relacionada que describe cuánta energía se pierde por ciclo de vibración. Una alta amortiguación implica un bajo Q. Una baja amortiguación implica un alto Q. Son dos formas de decir lo mismo.

Estos términos se aplican a todos los elementos resonantes del instrumento. La caja tiene modos, cada uno con un factor Q. El mástil modos, cada uno con un factor Q. Las cuerdas tienen modos, cada uno con un factor Q que suele ser muy alto, ya que las cuerdas de acero en tensión disipan muy poca energía en sí mismas. Las cuerdas pierden energía principalmente a través de los soportes.

¿Qué te parece esto, en la pastilla?

Un instrumento de alto Q —con un cuerpo y mástil rígidos y de baja amortiguación, uniones bien ajustadas y acabado produce sustain prolongado, un contenido armónico intenso que persiste en el tiempo y una sensación de claridad, ya que las frecuencias individuales están bien separadas. Este mismo instrumento también es más propenso a presentar puntos muertos, ya que cuando una resonancia intensa y estrecha resonancia con la frecuencia de una cuerda, el acoplamiento es muy fuerte. 

Un instrumento de bajo Q —con una fuerte amortiguación en la madera, un acabado más grueso y unas juntas más holgadas— produce sustain más corto, una atenuación más rápida de los armónicos superiores y una distribución más uniforme de la energía a lo largo del espectro de frecuencias. Este mismo instrumento es menos propenso a presentar puntos muertos, ya que ninguna resonancia concreta resonancia lo suficientemente intensa como para agotar una cuerda de forma catastrófica. Ninguno de estos dos conjuntos de propiedades es correcto. Se trata de puntos diferentes dentro de un espacio de diseño.

La densidad modal también es importante. Un instrumento con muchos modos muy próximos entre sí tiene una respuesta más uniforme en todo el espectro de frecuencias. Un instrumento con pocos modos muy separados entre sí presenta picos y valles. La geometría del cuerpo, la selección de maderas y las decisiones de montaje influyen en todo esto. El luthier que sabe lo que hace tiene sus propias ideas sobre el resultado que quiere conseguir.

Ninguna de estas propiedades pasa desapercibida para la pastilla. Todas ellas se reflejan en la señal de la jack de salida, ya que cada una de ellas modifica el movimiento de la cuerda. La pastilla, al ser un transductor fiel, transmite todo ello a través del cable.

Fabricado como si fuera un mueble

Porque, en la mayoría de las guitarras eléctricas, la mayor parte de ella no lo hace. El cuerpo se ha fabricado de tal forma que su contribución queda eclipsada por el ruido de fondo propio de su propia construcción. Las maderas se seleccionan en función de su rendimiento y color, más que por sus propiedades vibratorias. Las ranuras se fresan con un ancho mayor para tener en cuenta las tolerancias de montaje.

Los cuellos cuentan con huecos que se rellenan con acabado con cuñas. El acabado aplica con un grosor suficiente para que actúe como capa amortiguadora en todas las superficies externas. herrajes atornillan al cuerpo a través de finas placas de chapa, transfiriendo la energía de formas que el diseñador no especificó, ya que nadie especificó nada al respecto.

Esto no es una acusación de mala fe. Es una descripción de la economía de la fabricación. La guitarra eléctrica concibió en sus orígenes como un instrumento en el que el cuerpo no tenía importancia, y las prácticas de construcción que se derivaron de esa concepción hicieron que dicha concepción se hiciera realidad.

Las pruebas confirmaron entonces la teoría que las había generado. Se trata de un razonamiento circular, pero también es estable. Una fábrica que lleva cuarenta años fabricando el mismo modelo no necesita replantearse la hipótesis de que la madera del cuerpo intercambiable. Los instrumentos son, por su propia construcción, instrumentos en los que madera del cuerpo , en gran medida, intercambiable.

La hipótesis es correcta a nivel local.

El error radica en generalizar a partir de esa población para determinar de qué guitarra eléctrica capaz una guitarra eléctrica cuando se fabrica de forma diferente. Los instrumentos que producen esas fábricas forman parte de una misma filosofía de diseño.

Hay otros. Los boutique , pocos en número y repartidos por todo el mundo, se rigen por una filosofía de diseño diferente, en la que todas las variables descritas en este ensayo se consideran parámetros que hay que controlar. Los instrumentos que fabrican esos talleres no son mejores ni peores, en ningún sentido universal. Son diferentes.

Su comportamiento acústico difiere del de los instrumentos de serie, ya que han sido fabricados expresamente para ello.

Las guitarras eléctricas huecas y semihuecas ilustran mejor este punto. Nadie discute que una 335 o una archtop tiene un cuerpo que contribuye al sonido, ya que el cuerpo irradia sonido audible incluso sin estar enchufada.

El cuerpo sólido el caso más complicado porque la potencia radiada es reducida. Sin embargo, el cuerpo realiza el mismo trabajo: acoplamiento, amortiguación, modelado de las envolventes de decaimiento y definición de la estructura modal.

La energía se transmite al movimiento de la cuerda, en lugar de al aire. La pastilla el sonido en ambos casos.

Manzanas y otras manzanas

Los argumentos en contra de la guitarra eléctrica como instrumento acústico suelen basarse casi siempre en dos ejemplos concretos.

Una guitarra acústica de concierto de alta gama, ajustada a mano, con maderas seleccionadas y un cuidado minucioso, propio de un conservatorio, en cada una de sus uniones. Y una cuerpo sólido fabricada en serie, con una construcción genérica en todos sus aspectos.

La comparación se presenta como si zanjara la cuestión. Pero no es así. Compara dos filosofías de construcción, no dos categorías de instrumentos.

Hagamos la comparación al revés. Tomemos la mejor cuerpo sólido que se fabrica hoy en día —y el listón está alto, pero hay fabricantes que lo alcanzan— y comparémosla con la guitarra acústica media vendida este año. No me refiero al instrumento de concierto, sino a la media.

Una guitarra acústica de fábrica con varetaje cortado a máquina, acabado aplicado por robots, tapas secadas en horno clasificadas según su rendimiento, y decisiones estructurales tomadas pensando en la fiabilidad del montaje más que en la optimización acústica. Desde cualquier punto de vista en cuanto a la atención prestada a la acústica selección de maderas sus propiedades vibratorias, ajuste de los componentes para la transferencia de energía, puesta a punto de la estructura, control de la amortiguación—, la guitarra boutique habrá recibido más atención acústica que la acústica de fábrica. Eso es un hecho relacionado con la mano de obra, no con la categoría.

Esto no quiere decir que el sonido del eléctrico sea mejor.

Los dos instrumentos no suenan en absoluto igual, porque son instrumentos diferentes. Se argumenta que las etiquetas «acústico» y «eléctrico» describen categorías de construcción más que el grado de intención acústica, y que, dentro de cada categoría, la variabilidad entre los distintos ejemplares es mucho mayor que la variabilidad entre las propias categorías. Algunos instrumentos acústicos se fabrican prestando menos atención a la acústica que algunos eléctricos.

La etiqueta no protege al instrumento de la falta de atención, ni lo condena a ella.

Oídos inútiles

Todo lo que se expone en este ensayo se reduce a cuestiones mecánicas. Describe lo que hace el instrumento, en términos físicos cuantificables. No describe lo que le va a gustar a nadie, ni describe lo que nadie debería crear.

Este es el momento en el que la física choca con la psicoacústica, y la psicoacústica sale ganando. Los oyentes no perciben las frecuencias modales, los coeficientes de amortiguación ni las envolventes de decaimiento como tales. Lo que oyen son notas que transmiten una sensación: rápidas, lentas, con timbre de madera, cristalinas, vivas, secas, inmediatas, distantes. La correspondencia entre las propiedades físicas del instrumento y esas categorías perceptivas no es biunívoca, varía de un intérprete a otro y está fuertemente condicionada por el contexto.

Un instrumento con un alto coeficiente «Q» en una mezcla de rock densa puede resultar agotador. Ese mismo instrumento en un arreglo más escueto puede resultar revelador. Un instrumento con mucha amortiguación puede ser la herramienta adecuada para un disco concreto y la menos adecuada para el siguiente. Una guitarra con un punto muerto en una nota que músico utiliza es, para ese músico, una guitarra sin punto muerto. No existe ninguna versión de este ensayo que establezca una clasificación. Solo hay una descripción del mecanismo, además de los oídos músico.

Lo que hace la descripción es dejar claro que ese mecanismo existe y que se puede controlar o ignorar. El creador que lo controla no está añadiendo un toque de misterio, sino que está ajustando los parámetros.

El constructor que lo ignora no está fabricando un instrumento humilde. Simplemente está aceptando lo que los parámetros le dicten. Cualquiera de las dos opciones es legítima. Ambas dan lugar a instrumentos que la gente toca. Pero solo una de ellas puede afirmar con sinceridad que ha diseñado el resultado.

La guitarra eléctrica un instrumento acústico. La cuerda vibra en el aire. El cuerpo y el mástil a esa vibración. El movimiento de la cuerda viene determinado por todos los parámetros de la estructura a la que está fijada. La pastilla ese movimiento en tensión eléctrica con la fidelidad de un transductor que cumple la ley de Faraday, es decir, de forma fiel.

En ningún momento el comportamiento acústico del instrumento deja de ser relevante.

Se puede ignorar. No se puede eludir. 

La decisión que debe tomar el constructor es si diseñarla o aceptarla tal cual. Todo lo que viene después de esa decisión —cómo suena la guitarra, para qué sirve, qué le va a gustar a alguien— es otro tema, sobre el que este ensayo no se pronuncia.

Pero la conversación no puede partir de la premisa de que el cuerpo no importa. Esa premisa no es modestia. Es errónea. Ha sido errónea desde que cuerpo sólido construyó el primer cuerpo sólido ». El instrumento ha estado diciendo la verdad todo este tiempo, y cualquiera que esté dispuesto a escucharlo sin amplificar, en una habitación tranquila, antes de formarse una opinión, puede comprobarlo por sí mismo en unos diez segundos.

La cuerda vibra. La madera vibra con ella. La nota tiene una forma que no proviene de un amplificador. Esa forma es el instrumento. El resto es alambre.

Y recuerda, en realidad da igual la ciencia o la física: lo único que importa es que yo tenga razón y tú estés equivocado.

Nos vemos en la próxima

Nota: Todos nuestros artículos están escritos originalmente en francés y luego traducidos. La traducción es activa, no se limita a una traducción palabra por palabra, sino que se adapta cuando es necesario para ajustarse mejor al idioma de destino. Esto puede generar un cambio en el tono o el contenido, lo cual aceptamos y aprobamos.