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07 junio 2022

El mecanismo de mi: Por qué todas las flautas deberían tenerlo


A la hora de comprar una flauta travesera una de las opciones que ofrecen las marcas como una especie de extra es el mecanismo de mi, o mi partido. A continuación veremos por qué esta no debería ser un añadido opcional sino que todas las flautas deberían tenerlo.

Primero  tenemos que conocer algunos detalles del funcionamiento de la flauta. Puedes leer una explicación detallada aquí (en inglés). 

Es un tema complejo pero nos centraremos solo en un par de aspectos para nuestra explicación. El primero es que la flauta se comporta como un tubo abierto. En acústica se llaman tubos cerrados los que están cerrados por un extremo y abiertos por el otro, y tubos abiertos a los que están abiertos por ambos extremos. En la flauta esto es así porque a pesar de que en el extremo opuesto a los dedos el tubo está tapado, el agujero de la embocadura funciona como un extremo abierto.

El sonido se produce al hacer vibrar la columna de aire contenida en el tubo y producir una onda estacionaria cuyas ondas de presión se pueden representar de este modo (línea roja) [la línea azul representa la cantidad de vibración del aire].

Fuente
Como se indica en la fuente el modelo esta algo simplificado: 
"El nodo de presión está situado un poco fuera del tubo, por lo que L, la longitud efectiva del tubo que debe utilizarse en estos cálculos, es un poco mayor que la longitud física del tubo. El efecto final es aproximadamente 0,6 veces el radio en un extremo abierto"


Al ser un tubo abierto la presión en los extremos debe ser aproximadamente la presión atmosférica o, en otras palabras, la presión acústica (la variación de la presión debida a las ondas sonoras) es cero. Estos puntos se denominan nodos. Los puntos de máxima variación de la presión se llaman antinodos.

La onda mostrada arriba es la onda estacionaria más larga (y por tanto la nota más grave) que puede satisfacer esta condición de presión cero en sus dos extremos. Es la fundamental. Pero se pueden producir más. Si aumentamos la velocidad del aire se producen otras ondas estacionarias cuya longitud de onda es más pequeña pero que también cumplen esta condición: son los armónicos.


Fuente


Como ves en cada armónico sucesivo la longitud de onda se divide por 2, 3, etc. y como sabes su frecuencia aumenta en la misma proporción, dando lugar a la serie armónica.

Primeros seis elementos de la serie armónica desde las fundamentales re y sol



Al tocar la flauta usamos tanto los sonidos fundamentales como algunos armónicos. Por ejemplo la digitación de las nota fa4* y faes exactamente la misma. Si con esta digitación producimos la fundamental obtenemos fa4. Si aumentamos la velocidad del aire, con la misma digitación, producimos su segundo armónico (la fundamental se considera como primer armónico) y obtenemos la nota una octava por encima, es decir, fa5

*[Empleo como índice acústico el índice registral internacional o índice registral científico, en el que el do central del piano es do4]

La digitación del fa4 es idéntica a la del fa5


Si te fijas, en una nota fundamental tenemos solo nodos de presión en los extremos del tubo, abiertos como dijimos antes. Si embargo en los armónicos tenemos nodos también por el medio. Para producir los armónicos, además de aumentando la velocidad del aire, podemos facilitar la creación de esos nodos si hacemos una abertura en el tubo, por ejemplo abriendo uno de los agujeros, que funciona como orificio de ventilación. Esto ocurre por ejemplo en la nota re5, en la que se abre una llave situada en la mitad de la columna de aire para que se produzca un nodo y por tanto el segundo armónico, una octava por encima de la fundamental.

Representación esquemática de los orificios de la flauta.
El sistema de llaves nos permite manipular 16 orificios con 9 dedos.
En blanco orificios destapados, en negro orificios destapados, 
en este caso de la nota re5.


En el re6 ocurre algo similar: tomando como partida la digitación del sol4 se abre una llave a una distancia de un tercio de la columna de aire, produciendo el tercer armónico, una octava más una quinta por encima de la fundamental.

 

re6

Veamos lo que ocurre con el mi6. En una flauta sin mecanismo de mi, la digitación del mi6 se basa en la del mi4, empleando su cuarto armónico, dos octavas más agudo. Para facilitarlo se levanta el cuarto dedo de la mano izquierda para producir un orificio de ventilación en un punto que divide la columna de aire en 1/4. Sin embargo esa llave es doble y abre dos agujeros, con lo que se produce una ventilación excesiva que produce cierta inestabilidad en la nota. Esta inestabilidad se manifiesta debido a la similitud acústica entre esta digitación y la de la5, por lo que es difícil hacer una ligadura entre la5 y mi6 en una flauta de este tipo.[1]

mi6 sin mecanismo de mi




Sin embargo, en una flauta con mecanismo de mi este problema no existe ya que el mecanismo hace que poniendo exactamente la misma digitación solo se abra un agujero, produciendo la ventilación adecuada para facilitar el nodo en ese punto de manera que la emisión del mi6 sea mucho más estable.

 

mi6 con mecanismo de mi

Mi amigo Guillermo nos enseña aquí el mecanismo de mi en su flauta.


Y esta es la razón por la que hoy en día tenemos algunas flautas que son acústicamente más imperfectas que otras. Sin embargo, no tenía por qué ser así ya que este problema fue creado por la pereza. Para entender por qué tenemos que remontamos a Theobald 
Böhm (a veces escrito Boehm).

Theobald Böhm
(1794-1881)


Como ya explicamos aquí, Böhm fue el creador del sistema de llaves que se emplea en las flautas que tocamos hoy en día. Sin embargo, su diseño no es exactamente igual al actual. El cambio más decisivo es el que afecta a la llave de sol.

Sistema de llaves del diseño original de Böhm
The flute and flute playing



En el diseño original de Böhm la llave de sol era una llave abierta, es decir una llave que se mantiene abierta a no ser que sea accionada por un dedo para cerrarla.[2] El propio Böhm en su libro The flute and the flute playing dedica un apartado a explicar esta elección.

En la planificación de mi sistema de digitaciones elegí que la llave de sol se mantuviese abierta, como todas las demás, solo después de considerar con detenimiento todas las ventajas y desventajas en los aspectos acústicos, mecánicos y técnicos. La llave abierta es ventajosa porque su movimiento es el mismo que el del meñique de la mano izquierda, y puesto que requiere un muelle débil, su accionamiento es ligero y conveniente.[3]

Böhm por una parte quería evitar una llave cerrada, que requiere un muelle mucho más duro que asegure que la llave sella bien el aire cuando no está accionada, algo que veía como una complicación innecesaria del mecanismo. Por otro lado, la llave de sol abierta producía una digitación más coherente, ya que al accionarla con el meñique se producía un sonido más grave (sol natural) en concordancia con lo que ocurre con el resto de los dedos de la mano izquierda.

Desafortunadamente esta idea se encontró con un inconveniente. En los modelos anteriores de flauta, el denominado sistema antiguo empleaba una llave de solcerrada: una llave simple que se mantiene cerrada por medio de un muelle y que se acciona con el meñique de la mano izquierda para producir el sol♯.



Por tanto pasar del sistema antiguo al nuevo propuesto por Böhm requería reaprender a emplear esa llave, y algunos flautistas, especialmente en Francia, no estaban dispuestos a ello. Tal y como cuenta Böhm

puesto que olvidar la vieja digitación parece ser una gran dificultad para muchos, artistas y constructores se han esforzado en adaptar las digitaciones de la flauta antigua, ya sea total o parcialmente, a mi flauta. Por esa razón, en París durante años se ha hecho una alteración de mi llave de sol abierto, que la convierte en una llave de sol cerrada. Su uso se ha extendido un poco, puesto que se acomoda a los intérpretes de la flauta antigua, que así pueden mantener las digitaciones del sol y el sol.[4]

La llave cerrada, al modo antiguo, acabaría por imponerse[5] y es la que se emplea en la actualidad, a pesar de que su uso tenía una consecuencia colateral que los defensores del sol cerrado o bien pasaron por alto o bien ignoraron, pero de la que Böhm era plenamente consciente.

Pero todavía existe otra dificultad desde el punto de vista de la acústica. Debido a la conexión de la llave de sol con la de la, el agujero de la no se puede abrir de manera independiente, de manera que el agujero de sol debe estar abierto al mismo tiempo; esto provoca que el mi5 quede demasiado alto, y su emisión se ve perjudicada. La producción de esta nota es más segura cuando el agujero de sol permanece cerrado; y en rápidas alternancias, y también en delicados pasajes ligados del mi6** con otras notas como sol5, la5, la6, la4, etc. la ventaja es muy perceptible.[6]

[**Índices acústicos adaptados al índice registral internacional. En sistema franco-belga en el original]

Es decir, el diseño original de Böhm no necesitaba mecanismo de mi. La llave doble que antes mencionamos como causante del problema es consecuencia del "apaño" que hicieron los franceses para tener el sol♯ cerrado, pero no existe en el diseño de Böhm, donde encontramos dos llaves independientes accionadas por los dedos 4 y 5 de la mano izquierda como podemos ver aquí.



En este sistema la digitación de mi5 solo dejaba abierto un agujero que funcionaba como ventilación y que como vimos más arriba es la solución más precisa desde el punto de vista acústico.

En este sistema la digitación del mi5 necesita añadir el meñique para cerrar el agujero de la discordia.

Del mismo modo, el meñique debe cerrar esa llave en la nota sol4 y las siguientes notas más graves de la mano izquierda.


Fue el cambio de su diseño para reintroducir la llave de sol cerrado, que acabaría por imponerse sobre la llave de sol abierto del  diseño original, lo que estropeó en cierta medida un buen invento. Los franceses antepusieron la comodidad de no aprender una nueva digitación a la facilidad de la emisión del mi5. De este modo, la posterior invención del mecanismo de mi vino a solucionar un problema que originalmente no existía.

Esta claro que no volveremos al sol abierto de Böhm: los problemas mecánicos que aducía ya no son un problema, y el mecanismo de mi corrige eficientemente el problema acústico. Que en la actualidad, sabiendo exactamente cuál es el problema y cómo solucionarlo, se sigan haciendo y vendiendo flautas que al no disponer del mecanismo de mi no corrigen este problema, no tiene sentido. Es cierto que las flautas con este mecanismo cuestan algo más, pero bien pensado, eso que te venden como una mejora es simplemente lo correcto. Tal y como lo veo yo, lo que realmente ocurre es que te rebajan (un poco) el precio de una flauta que es acústicamente defectuosa.

Lástima que no me hubieran explicado todo esto antes de comprar mi flauta sin mecanismo de mi...

Hoy podríamos preguntarnos si era tan difícil para los flautistas del modelo antiguo cambiar la digitación. Puede dar un poco de pereza pero lo cierto es que se puede hacer sin ningún problema. Denis Bouriakov, flauta principal de la Filarmónica de Los Ángeles comenzó con una flauta con sol cerrado como la que tocamos hoy el 99,9% de los flautistas y sin embargo ahora toca con una flauta con sol abierto que casualmente se cruzó en su camino. Dice que tardó un par de semanas en adaptarse…


 



Muchas gracias a Guillermo del Val por su colaboración en esta entrada mostrándonos la flauta con mecanismo de mi y la llave de sol del sistema antiguo. Podéis encontrarle en su canal de Youtube donde comparte unos tutoriales chulísimos sobre flauta irlandesa.


Fuentes:

Boehm, T. The flute and flute playing in acoustical, technical and artistic aspects. Dover

Physics at UNSC - Music acoustics 


[1] Esta dificultad se puede visualizar a través de los espectros de impedancia. Para saber más ver What is acoustic impedance and why is it important? 

[2] Una llave cerrada es la del mi bemol, que se mantiene cerrada hasta que accionamos la llave con el meñique de la mano derecha.

[4] Ibid., p. 63

[5] Hubo varios modelos para encajar la llave de sol cerrada en el sistema de Böhm. El primero fue la llave de Dorus, que no era completamente satisfactoria técnicamente y que acabaría siendo sustituida por una llave de sol con el agujero de sol duplicado, que es el modelo de las flautas actuales.

[6] Boehm, T. The flute and flute playing, p. 70