Cuerda (música)

En música, las cuerdas son estructuras largas y flexibles en los instrumentos de cuerda que producen sonido mediante vibración . Las cuerdas se mantienen bajo tensión para que puedan vibrar libremente. El tono (frecuencia) al que vibra una cuerda está relacionado principalmente con su longitud vibrante (también llamada longitud sonora ^{[ 1 ]} ), su tensión y su masa por unidad de longitud. ^{[ 2 ]} Una cuerda vibrante produce muy poco sonido por sí misma. Por lo tanto, la mayoría de los instrumentos de cuerda tienen una caja de resonancia para amplificar el sonido. ^{[ 3 ]}

Existen dos tipos principales de cuerdas: lisas y entorchadas. Las cuerdas "lisas" son simplemente una pieza larga de material cilíndrico, generalmente de nailon, tripa o acero. Las cuerdas "entorchadas" tienen un núcleo central, con otro material enrollado firmemente alrededor de la cuerda. ^{[ 4 ]}

Antes de la Segunda Guerra Mundial , las cuerdas de muchos instrumentos (incluidos violines , laúdes y guitarras ) se fabricaban con un material conocido como catgut , un tipo de cuerda hecha de fibras naturales refinadas de intestinos de animales . A mediados del siglo XX, las cuerdas de acero y nailon se hicieron más populares en la fabricación de cuerdas, aunque el catgut sigue siendo apreciado por su sonido único. ^{[ 5 ]} La invención de las cuerdas entorchadas (en particular las de acero) fue un paso crucial en la tecnología de los instrumentos de cuerda, porque una cuerda entorchada de metal puede producir un tono más bajo que una cuerda de tripa simple de grosor similar. Esto permitió fabricar instrumentos de cuerda con cuerdas graves más delgadas.

En los instrumentos de cuerda que el intérprete pulsa o frota directamente (por ejemplo, el contrabajo ), esto permitió a los fabricantes utilizar cuerdas más finas para las notas más graves, lo que facilitó su ejecución. En los instrumentos de cuerda en los que el intérprete presiona un teclado , haciendo que un mecanismo golpee las cuerdas, como el piano , esto permitió a los constructores de pianos utilizar cuerdas más cortas y gruesas para producir las notas graves, lo que posibilitó la construcción de pianos verticales más pequeños , diseñados para habitaciones pequeñas y salas de ensayo.

El extremo de la cuerda que se une al mecanismo de afinación del instrumento (la parte que gira para tensar o aflojar la cuerda) suele ser liso. Dependiendo del instrumento, el otro extremo fijo puede tener un extremo liso, un lazo o una bola (un pequeño cilindro de latón) que sujeta la cuerda en el extremo opuesto al mecanismo de afinación. Cuando se usa una bola o un lazo en una guitarra , esto asegura que la cuerda permanezca fija en el puente . En un instrumento de la familia del violín, esto mantiene el extremo de la cuerda fijo en el cordal . Las cuerdas Fender Bullet tienen un cilindro más grande para una afinación más estable en guitarras equipadas con sistemas de trémolo sincronizado . Las cuerdas de algunos instrumentos pueden estar envueltas en seda en los extremos para protegerlas. El color y el patrón de la seda suelen identificar características de la cuerda, como el fabricante, el calibre, el tono previsto, etc.

Tipos de bobinado

Enrollado redondo

Las cuerdas de entorchado redondo son las más simples y básicas. Consisten en un alambre redondo enrollado en espiral apretada alrededor de un núcleo redondo o hexagonal. Suelen ser fáciles de fabricar, las más económicas y prácticas. Sin embargo, a pesar de estas ventajas, presentan varios inconvenientes:

• Las cuerdas de entorchado redondo tienen una superficie rugosa (debido a las protuberancias del entorchado) que produce fricción en las yemas de los dedos del guitarrista. Esto provoca chirridos cuando los dedos se deslizan sobre las cuerdas, especialmente al tocar la guitarra eléctrica con un amplificador o la guitarra acústica amplificada mediante un sistema de megafonía . (Algunos artistas utilizan este sonido de forma creativa, como los guitarristas de hardcore punk y heavy metal que raspan la púa sobre las cuerdas más graves para conseguir un efecto).
• El perfil de superficie de mayor fricción de las cuerdas de entorchado redondo puede acelerar el desgaste del diapasón y los trastes , en comparación con las cuerdas de entorchado plano, que son más suaves.
• Cuando el núcleo es redondo, el bobinado es menos seguro y puede girar libremente alrededor del núcleo, especialmente si el bobinado se daña después de su uso.

Entorchado plano

Las cuerdas de entorchado plano tienen un núcleo redondo o hexagonal y un alambre de bobinado con sección transversal cuadrada redondeada que, al estar enrollado firmemente, presenta un perfil más delgado. Esto proporciona mayor comodidad al tocar y reduce el desgaste de los trastes y el diapasón (lo que las convierte en una opción popular para instrumentos sin trastes). Además, disminuyen significativamente los chirridos producidos por el deslizamiento de los dedos sobre las cuerdas. Las cuerdas de entorchado plano también tienen una vida útil más larga debido a que sus ranuras son más pequeñas, lo que dificulta la acumulación de suciedad y grasa.

Por otro lado, las cuerdas de entorchado plano suenan menos brillantes que las de entorchado redondo y tienden a ser más difíciles de doblar, produciendo así vibrato . Las cuerdas de entorchado plano también son más caras que las de entorchado redondo debido a la menor demanda, la menor producción y los mayores costos generales. La fabricación también es más difícil, ya que se debe mantener una alineación precisa de los lados planos del entorchado (cierta rotación del entorchado en las cuerdas de entorchado redondo es aceptable). ^{[ 6 ] [ 7 ]}

Las cuerdas modernas para instrumentos de arco son lisas (generalmente las más agudas y delgadas) o de entorchado plano, para facilitar una ejecución fluida y reducir la rotura de las cerdas del arco. Existe un nicho de mercado para las cuerdas de violín de entorchado redondo.

Semicircular, media herida, herida de suelo, herida por presión

Las cuerdas semicirculares (también conocidas como semientorchadas, entorchadas a presión o entorchadas a presión) son una combinación entre las entorchadas redondas y las planas. Estas cuerdas se fabrican enrollando primero un alambre redondo alrededor de un núcleo redondo o hexagonal, para luego pulir, lijar (de ahí su nombre, entorchadas a presión ) o presionar la parte exterior del entorchado hasta que quede prácticamente plana. Esto da como resultado la sensación plana y cómoda al tocar, similar a la de las cuerdas planas, con menos chirridos y un brillo generalmente intermedio entre las entorchadas redondas y las planas. El proceso de pulido elimina casi la mitad de la masa del alambre; por lo tanto, para compensarlo, los fabricantes utilizan alambre de mayor calibre. Debido al proceso de fabricación adicional, suelen ser más caras que las entorchadas redondas, pero más baratas que las planas.

Herida hexagonal

Las cuerdas entorchadas hexagonales son básicamente versiones hexagonales de las cuerdas entorchadas redondas, con un núcleo hexagonal y un entorchado redondo enrollado en forma hexagonal. Este proceso de entorchado resuelve el segundo problema: asegura el entorchado alrededor del núcleo, impidiendo que gire y se deslice bajo los dedos, y mejora el tono gracias a una unión más firme entre el núcleo y el entorchado. El inconveniente que presentaban las cuerdas entorchadas hexagonales era que las esquinas hexagonales resultaban menos cómodas para los dedos y desgastaban el diapasón y los trastes incluso más rápido que las cuerdas entorchadas redondas convencionales; este inconveniente se ha solucionado redondeando ligeramente las esquinas para que sean más cómodas y para proteger el diapasón y los trastes de arañazos.

Las cuerdas de los instrumentos de cuerda frotada, como las del violín o el violonchelo, se suelen describir por su tensión en lugar de su calibre. Las cuerdas de los instrumentos de cuerda pulsada (guitarra, banjo, etc.) se suelen describir por su calibre , es decir, el diámetro de la cuerda. El tono de una cuerda depende en parte de su peso y, por lo tanto, de su diámetro (su calibre). Normalmente, los fabricantes de cuerdas que no las describen por tensión indican el diámetro en milésimas de pulgada (0,001  pulg = 0,0254  mm). Cuanto mayor sea el diámetro, más pesada será la cuerda. Las cuerdas más pesadas requieren mayor tensión para el mismo tono y, en consecuencia, son más difíciles de presionar contra el diapasón . Un instrumento de cuerda pulsada al que se le cambian las cuerdas por calibres diferentes puede requerir un ajuste de la altura de las cuerdas sobre los trastes (la " acción ") para facilitar la ejecución o evitar que las cuerdas trasteen contra los trastes. La altura de la acción de los instrumentos sin trastes también se ajusta según el calibre o el material de la cuerda, así como el estilo de interpretación previsto.

Desde el siglo XX, con la llegada de las cuerdas de acero y de núcleo sintético, la mayoría de los fabricantes de cuerdas para instrumentos de cuerda frotada las comercializan según su tensión, en lugar de su diámetro. Generalmente, fabrican juegos de cuerdas en tres niveles de tensión: fuerte , media y ligera (en alemán: stark , mittel y weich ). Estos niveles de tensión no están estandarizados entre los fabricantes y no se corresponden con diámetros específicos. Las cuerdas de tensión media de una marca pueden tener una tensión muy diferente a las de otra. Según los registros históricos disponibles, las cuerdas de tripa se vendían de forma similar antes de 1900.

Por otro lado, las cuerdas modernas de tripa con bobinado metálico se han vendido normalmente sin calibre para las marcas más económicas, o por calibre específico. La empresa Gustav Pirazzi en Alemania introdujo la medida del metro Pirazzi (PM) a principios del siglo XX. Un PM equivale a 0,05  mm. Por ejemplo, una cuerda de calibre 14 1/2 PM tiene un  diámetro de 0,725 mm. Pirazzi (ahora conocida como Pirastro) continúa vendiendo sus cuerdas de tripa premium de las marcas Oliv, Eudoxa y Passione por calibre PM. Cada cuerda está disponible en 5 o más calibres distintos. Los fabricantes de cuerdas de tripa tradicionales, a menudo utilizadas en interpretaciones históricamente informadas, venden sus productos por ligero/medio/pesado, por PM, por mm o alguna combinación.

El acero constituye el núcleo de la mayoría de las cuerdas metálicas. Algunos instrumentos de teclado (como el clavecín) y el arpa gaélica utilizan latón. Otros materiales naturales, como la seda o las tripas , o sintéticos como el nailon y el kevlar, también se emplean para el núcleo de las cuerdas. (El acero utilizado para las cuerdas, llamado alambre musical , se endurece y templa). Algunas  cuerdas de mi de violín están chapadas en oro para mejorar la calidad del sonido.

El aluminio , la plata y el acero cromado son materiales comunes para el bobinado de instrumentos de cuerda frotada como el violín y la viola. Las cuerdas de la guitarra acústica suelen estar bobinadas con bronce, y las del piano con cobre . Para resistir la corrosión causada por el sudor, se puede usar aluminio como aleación resistente, como el hidronalio . Las cuerdas de la guitarra clásica suelen ser de nailon. Las cuerdas de la guitarra eléctrica suelen estar bobinadas con acero niquelado; también se utilizan níquel puro y acero inoxidable. Las cuerdas del bajo eléctrico suelen estar bobinadas con acero inoxidable o níquel . El cobre , el oro , la plata y el tungsteno se utilizan para algunos instrumentos. La plata y el oro son más caros y se utilizan por su resistencia a la corrosión y su hipoalergenicidad .

Algunas cuerdas de fabricación tradicional utilizan un entorchado metálico abierto con apariencia de " poste de barbero ". Esta práctica mejora el rendimiento acústico de las cuerdas de tripa de mayor calibre al añadir masa y hacer que la cuerda sea más delgada para su tensión. Se conocen ejemplares de estas cuerdas de entorchado abierto desde principios del siglo XVIII, en una colección de objetos de Antonio Stradivari . Las cuerdas de guitarra "de seda y acero" son cuerdas de acero con filamentos de seda debajo del entorchado.

^{[ 21 ]} Todas las cuerdas metálicas son susceptibles ala oxidaciónyla corrosión. Las cuerdas entorchadas suelen utilizar metales comoel latónoel bronceen su entorchado. Estos dos metales son muy vulnerables a la corrosión. Laglándula sebáceade la piel del músico produce aceites que pueden ser ácidos. Los aceites, las sales y la humedad de los dedos del músico son la principal fuente de corrosión. La composición del aceite y el oxígeno del aire también contribuyen a la oxidación y corrosión de las cuerdas. En las cuerdas de acero, eloxígenoreacciona con el hierro del acero y crea óxido. Como resultado, la cuerda pierde su brillo con el tiempo. ^{[ 22 ] [ 23 ]} El agua, otro subproducto de la oxidación, aumenta el potencial de corrosión ácida en los aceites. Las cuerdas entorchadas, como las cuerdas acústicas de bronce, son muy difíciles de mantener con un sonido fresco debido a la falta de resistencia a la corrosión. Para ayudar a resolver el problema de la corrosión, las cuerdas se recubren con metal o polímero. Se afirma que el recubrimiento de polímero reduce el chirrido de los dedos y el desgaste de los trastes, además de mejorar la afinación. Algunas empresas venden aceites lubricantes que ralentizan el proceso de oxidación, aumentando así la vida útil de las cuerdas. Estos aceites lubricantes especiales se aplican a las cuerdas como barrera contra el aire, para ayudar a ralentizar la oxidación.

Una cuerda vibra siguiendo un patrón armónico complejo. Cada vez que el músico la hace vibrar, resuenan frecuencias específicas según la serie armónica . La frecuencia fundamental es la más baja y está determinada por la densidad , la longitud y la tensión de la cuerda. Esta es la frecuencia que identificamos como el tono de la cuerda. Por encima de esa frecuencia, se escuchan armónicos (o sobretonos), cada uno más débil a medida que se afina. Por ejemplo, si el tono fundamental es de 440  Hz ( un La por encima del Do central ), los armónicos de una cuerda ideal afinada a ese tono son 880  Hz, 1320  Hz, 1760  Hz, 2200  Hz, etc. Las notas correspondientes serían La, La, Mi, La, Do sostenido , etc. Sin embargo, debido a la naturaleza física de las cuerdas, cuanto más agudos son los armónicos, más desafinados están con respecto al tono fundamental. Esta es una consideración importante para los afinadores de pianos , quienes intentan extender la afinación a lo largo del piano para mantener los armónicos más afinados a medida que ascienden por el teclado.

En un fenómeno llamado vibración simpática , una cuerda parece vibrar por sí sola. Esto ocurre cuando las ondas sonoras inciden sobre la cuerda a una frecuencia cercana a su tono fundamental o a uno de sus armónicos . Cuando una fuente externa aplica una vibración forzada que coincide con la frecuencia natural de la cuerda, esta vibra.

La resonancia puede provocar retroalimentación de audio . Por ejemplo, en una configuración con una guitarra acústica y un sistema de megafonía, el altavoz vibra a la misma frecuencia natural que una cuerda de la guitarra y puede forzarla a vibrar. La retroalimentación de audio suele considerarse un fenómeno indeseable en una guitarra acústica conectada al sistema de megafonía , ya que produce un fuerte aullido. Sin embargo, con la guitarra eléctrica , algunos guitarristas de heavy metal y rock psicodélico crean retroalimentación intencionadamente acercando la guitarra a un potente amplificador con la distorsión al máximo, generando sonidos agudos y sostenidos únicos. Jimi Hendrix y Brian May fueron notables usuarios de la retroalimentación en la guitarra eléctrica.

Para una cuerda de nailon de alta afinación típica, la fuerza transversal máxima es aproximadamente 40 veces mayor que la amplitud máxima de la fuerza longitudinal. Sin embargo, la fuerza longitudinal aumenta con el cuadrado de la amplitud del pulso, por lo que las diferencias disminuyen al aumentar la amplitud. El módulo de elasticidad (de Young) del acero es aproximadamente 40 veces mayor que el del nailon, y las tensiones de las cuerdas son aproximadamente un 50 % mayores, por lo que las amplitudes de las fuerzas longitudinal y transversal son casi iguales. ^{[ 27 ]}

Afinar un instrumento de cuerda somete las cuerdas a una gran tensión . La deformación es una medida del estiramiento o elongación de las cuerdas. A medida que la cuerda se afina a un tono más alto, se vuelve más larga y delgada. Si la cuerda se ha estirado más allá de su límite elástico, no recuperará su tensión original y no se podrá afinar. En una curva de tensión vs. deformación, existe una región lineal donde la tensión y la deformación están relacionadas por el módulo de Young . Un juego de cuerdas nuevo a menudo se encontrará en una región de la curva de tensión vs. deformación más allá del módulo de Young, denominada región plástica. En la región plástica, se produce una deformación plástica, una deformación de la que el material no puede recuperarse. Por lo tanto, en la región plástica, la relación no es lineal (el módulo de Young ya no es constante). La región elástica es donde se produce la deformación elástica, o la deformación de la que la cuerda puede recuperarse. La región lineal (es decir, elástica) es donde los músicos desean tocar su instrumento. ^{[ 28 ]}

• Construcción y mecánica del violín
• Sintonizador electrónico
• oscilador armónico

• Vídeos que explican las diferencias entre las cuerdas de guitarra. Archivados el 16 de septiembre de 2013 en Wayback Machine.
• Identifica los hilos por sus patrones de seda.
• Vibraciones de cuerdas con ambos extremos fijos. Archivado el 19/12/2005 en Wayback Machine.
• Cuerdas de guitarra desde el siglo XIX hasta la llegada del nailon.
• Cálculo de cuerdas; Medición de cuerdas; Masa por unidad de longitud
• Tensión de las cuerdas : información técnica sobre la tensión de las cuerdas, con calculadora de tensión.