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Estructura

[editar] Mecanismo de percusión

Artículo principal:  Mecanismo de percusión del piano. 

Gráfico del mecanismo de percusión de un piano de cola: (1) Tecla, (2) Pilotín, (3)Puente, (4) Pilotín del escape, (5) Palanca de escape, (6) Tornillo de reborde delmacillo, (7) Rodillo, (8) Brazo del macillo, (9) Palanca de repetición, (10) Cabeza demacillo, (11) Empujador, (12) Palanca del apagador, (13) Apagadores, (14) Cuchara deapagador, (15) Apagador, (16) Cuerda, (17) Marco, (18) Grapa, (19) Enganche de lacuerda y (20) Somier.

El funcionamiento básico del mecanismo de un piano es el siguiente: cuando una teclaes pulsada, la palanca que está situada en el extremo opuesto se eleva y el macilloasociado a ella se pone en movimiento en dirección a la cuerda que es liberada por elapagador justo antes de la percusión. Tras el golpe del macillo a la cuerda se produce elsonido y acto seguido éste cae hasta ser recogido por la grapa, también conocida comoatrape, a una distancia aproximada de 2 centímetros. Al levantar la tecla, ésta libera elconjunto de palancas del escape y el macillo vuelve a estar disponible para volver atocar la cuerda. Si retiramos la presión por completo, todo el sistema vuelve a su estadoinicial de reposo en el que el apagador tiene la misión primordial de interrumpir elsonido.1 

[editar] Caja de resonancia

Caja de resonancia de un  piano de cola. Artículo principal: Caja de resonancia. 

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La caja de resonancia, también denominada mueble, es el recinto cerrado del piano, quetiene la finalidad de amplificar  o modular  el sonido. Es una parte primordial del piano,ya que, además de amplificar y modular el sonido, es un factor decisivo en el timbre delinstrumento, siendo importante la calidad de la madera con la que está fabricada, elnúmero de piezas con las que esté construida y su estructura.

La caja está formada por una tapa superior, una tapa inferior, denominada tablaarmónica, y una «faja», que es una sección de madera que une ambas tapas, con formascurvadas mediante un proceso de prensado con calor. En el interior se encuentra el

 bastidor, que es una estructura de refuerzo de las tapas y sirve para controlar lavibración, y el alma. 

[editar] Tabla armónica

Los barrajes de la tabla armónica de un piano de cola.

La tabla armónica está compuesta por la tabla propiamente dicha, las barras armónicas,los puentes de sonido y los barrajes. La tabla armónica se sitúa debajo y detrás de lascuerdas del piano. Es una superficie de madera laminada que varía de espesor, desde elcentro a los lados, a lo largo de su superficie. Puede ir de los 12 a los 15 milímetrosdependiendo de la medida del instrumento y el criterio del fabricante. La tabla estáformada por una serie de listones de entre 10 y 15 centímetros de anchura unidos entresí mediante cola. Es el auténtico elemento de resonancia del instrumento y su función esamplificar  el sonido producido por las cuerdas, que a su vez es transmitido a las mismasa través del  puente tonal.

La calidad y homogeneidad de la madera con la que está fabricada la tabla armónica es

de suma importancia. En un piano de cola moderno, suele estar construida generalmenteen madera de abeto y tiene un espesor de 8 milímetros, el doble de la de un pianoforte.1 2 Se usa la madera del abeto para la fabricación de la tabla armónica del piano y de otrosinstrumentos porque tiene el mejor coeficiente entre resistencia mecánica, que permitesoportar la enorme presión de las cuerdas, y ligereza, que favorece la captación de lasvibraciones más sutiles de las cuerdas. La tabla armónica tiene una ligera curvatura deunos 18 metros de radio, difícilmente apreciable a primera vista, que contribuye a que latabla resista la presión de las cuerdas y al mismo tiempo se incrementeconsiderablemente la resonancia del instrumento.3 

Las barras armónicas son un conjunto de listones que están fabricados con el mismo

material que la tabla armónica, generalmente abeto, que están unidos a la tabla mediantecola por debajo de la misma. Su encolado es en sentido perpendicular a la veta de la

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tabla para hacer uniforme la rigidez del conjunto. La cantidad de barras armónicas varíaentre 8 y 14, en función de la medida del instrumento, y sus dimensiones son de doscentímetros de alto por dos de largo aproximadamente. Las barras más largas seencuentran situadas en el centro de la tabla y tienen un grosor mayor, mientras que lasmás cortas se sitúan en los extremos y son más delgadas.3 

Los  puentes de sonido van encolados en el centro de la tabla y en la parte superior de lamisma. Sirven para transmitir la vibración de las cuerdas a la tabla armónica. Su formaes debida a la disposición de las cuerdas sobre ella y a que es necesario que la longitudde éstas se incremente desde las notas más agudas a las más graves.

Los barrajes son la estructura básica del piano y su finalidad es la de soportar todos suselementos. Se sitúan debajo de la tabla armónica, a la que van adheridos mediante cola.De ellos dependen tanto la solidez como la duración en el tiempo del instrumento yaportan estabilidad frente a posibles cambios climáticos, tensiones internas, agresionesexternas o cualquier otro tipo de deformación.

[editar] Tapa superior

La tapa superior de la caja tiene una doble función: cerrar el mueble y proyectar elsonido hacia el público. Esta tapa se puede colocar en diversas posiciones según la

 potencia requerida. En el caso de realizar una actuación como solista, la tapa debe estarubicada en su posición más alta. En cambio, si se está interpretando una obraacompañando a otros instrumentos, la tapa debe permanecer en su ubicación más baja.4 

[editar] Bastidor

El bastidor es un armazón de barras delgadas que suelen ser de hierro. En el cordal,situado en su extremo posterior, se ajustan las cuerdas, y en el clavijero, situado en elfrontal, están las clavijas de afinación. Alrededor de éstas se enrolla el otro extremo dela cuerda. Es necesario afinar correctamente cada cuerda. Esto se consigue enroscandoel extremo final de cada una de ellas en un eje insertado en el clavijero, obteniendo untono más agudo o grave según el sentido de giro.5 

[editar] Cuerdas

Cuerdas de un piano. Puede observarse que las cuerdas de la parte superior,correspondientes a las notas más graves, son más gruesas y las de la parte inferior,correspondientes a notas más agudas, son de menor grosor.

Artículos principales: Cuerda (música), Cuerda y Cuerda de piano. 

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Las cuerdas son el elemento vibratorio que origina el sonido en el piano. Son segmentosformados por un material flexible que permanecen en tensión de modo que puedanvibrar libremente, sin entorpecimiento que provoque una distorsión de la onda acústica. La tensión de las 224 cuerdas puede llegar a alcanzar del orden de las 15 a 20 toneladas-fuerza6 y depende proporcionalmente de las dimensiones del instrumento.

Los bordones son las cuerdas de mayor longitud y pertenecen al registro grave extremodel instrumento. Hay una única cuerda por tecla y están fabricadas en acero, con uncontenido del 1% de carbono, y entorchadas con hilos de cobre. Este entorchado tiene lamisión de añadir cierto peso y homogeneidad en la vibración de modo que la cuerdaalcance la altura sonora deseada, mientras la mantiene lo suficientemente delgada yflexible para tocar. En el registro grave se colocan dos cuerdas por tecla afinadas alunísono y en el registro agudo, tres. Las cuerdas para el registro agudo están fabricadasexclusivamente con acero. La longitud y grosor disminuye proporcionalmente desde elregistro grave, cuerdas más largas y gruesas, hasta el registro agudo, de menor grosor ylongitud. La longitud de las cuerdas más graves incide proporcionalmente en las

dimensiones exteriores del instrumento. Por tanto, una mayor longitud de las cuerdasimplica una mayor cola del piano, lo que incrementa la calidad de sonido. Ocurre lomismo con la altura de la caja del piano de pared.

La fabricación de una cuerda para piano se realiza mediante un proceso de trefilado, queconsiste en la reducción de la sección de una cuerda de diámetro grueso y hacerla pasara través de un orificio cónico calibrado practicado en un disco de material más duro quela cuerda. Tras dicho proceso se obtiene una cuerda con un diámetro exactamentecalibrado. Al iterar este proceso con agujeros cada vez más pequeños se obtienen otrastantas cuerdas con sendos calibres.

Antiguamente, el alambre de latón se trefilaba a través de discos de acero. Las cuerdasde acero actuales se trefilan a través de discos de materiales más duros que el acero,como el diamante o el rubí. Este procedimiento fue inventado en 1819  por Brockedonen el Reino Unido y sigue siendo usado en la fabricación de cuerdas para los pianosmodernos.7 

[editar] Teclado

Teclado de un piano con las notas del  pentagrama que le corresponden según suregistro. Véase también: Instrumentos de teclado 

Prácticamente todos los pianos modernos tienen 88 teclas, 36 negras y 52 blancas. Elnúmero de teclas en los teclados se ha incrementado con el tiempo. En el siglo XVIII los clavecines tenían poco más de 61 teclas (hasta cinco octavas), mientras que lamayoría de los pianos fabricados desde 1870 tenían 88 teclas.

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Los pianos modernos tienen un registro de siete octavas y una tercera menor ; es decir,desde la-2 hasta do7. Sin embargo, muchos pianos tienen un registro de siete octavas (85teclas); es decir, desde la-2 hasta la6 y algunos fabricantes amplían su registro haciaalguno de los dos extremos, el agudo o el grave. Por ejemplo, un piano Bösendorfer  225tiene 92 teclas y un Bösendorfer 290 Imperial tiene 97. Los órganos generalmente

tienen 61 teclas por «manual» (parte del órgano que se toca con las manos).

El peso de las teclas es un factor muy importante del teclado de un piano. En un pianoacústico (de cola o vertical), el peso de las teclas está directamente relacionado con elmecanismo de percusión del macillo, que golpea la cuerda dentro de la caja deresonancia. En un  piano electrónico la sensación de peso que tiene lugar en los pianosacústicos es reproducida mediante un mecanismo de martillo debajo de cada tecla.8 

[editar] Pedales

Los tres pedales de un piano de cola, de izquierda a derecha, son: el pedal unicordio o

una corda, el pedal tonal y el pedal de resonancia.Artículo principal:  Pedal . 

Un piano moderno tiene tres pedales. A principios del siglo XX, los pianos tenían tansólo el pedal de resonancia y el pedal una corda. Pero en épocas anteriores seexperimentó mucho, con registros de laúd, fagot y otros efectos incluso másextravagantes, no siendo raro encontrar pianos antiguos con más de cuatro pedales.Beethoven  poseyó un piano Érard con 4 pedales, uno de ellos partido, lo que hacía untotal de 5.9 

En un piano de cola moderno los tres pedales se denominan respectivamente unicordio,

tonal y de resonancia.

El pedal unicordio se encuentra a la izquierda y desplaza los macillos hacia un lado, demodo que, según el ajuste que se le dé, los macillos golpean sobre dos de las trescuerdas y en la zona del fieltro donde habitualmente no lo hacen.

El pedal tonal central (también denominado «pedal de sostenuto», del italiano «sostenido») (que también se encuentra en algunos modelos verticales de Yamaha) sirve

 para crear el efecto llamado nota pedal, que consiste en mantener durante un tiempodeterminado la misma nota o acorde; a diferencia del pedal de resonancia, la nota pedalno se ve alterada por las que se toquen después.

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El pedal de resonancia, al ser pisado, libera los apagadores de las cuerdas, lo que permite que la nota siga sonando aunque se haya dejado de pulsar la tecla, añadiendoademás una gran cantidad de armónicos de otras cuerdas que vibran por simpatía,aumentando de este modo el volumen sonoro y, en su caso, mezclando notas, acordes yarmonías diversas. Usado con destreza, también permite pequeños efectos sutiles de

expresión, cantabilidad, fraseo o acentuación.

La disposición en un piano vertical es ligeramente diferente. El pedal de aproximaciónse encuentra a la izquierda, pero en este caso difiere del piano de cola. Al pulsarlo, elmecanismo acerca los macillos a las cuerdas, con lo que, a menor distancia para

 percutir, menor aceleración al pulsar la tecla, con lo que sencillamente se reduce elvolumen sonoro. Al ser pisado el pedal sordina, situado en el centro, se interpone unatela entre los macillos y las cuerdas, lo que reduce enormemente el sonido y permitetocar el piano sin molestar a otras personas. Y, finalmente, el pedal derecho es el deresonancia, el único que es común a los dos tipos de piano. En los verticales, sufuncionamiento es exactamente el mismo.

 Acústica del pianoSaltar a: navegación, búsqueda 

La acústica del piano son las propiedades físicas del instrumento que afectan a susonido. 

Contenido

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  1 Grosor y longitud de las cuerdas 

  2 Inarmonía y tamaño del piano 

  3 Curva de Railsback 

o 

3.1 Forma de la curva 

  4 Cuerdas múltiples 

  5 Véase también 

  6 Referencias 

  7 Enlaces externos 

[editar] Grosor y longitud de las cuerdas

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Las cuerdas de un piano varían en longitud y grosor, tanto que se pueden producir varias

octavas en la caja de resonancia del instrumento.

Véanse también: Cuerda (música) y Cuerda de piano 

Las cuerdas de un piano pueden variar de longitud y grosor, siendo más largas y gruesas para las notas graves que para las agudas. Como medida estándar las cuerdas de lasnotas agudas más altas suelen tener 1/30  pulgadas de grosor y 1/3 de pulgada para lascuerdas de las notas más graves. De estas diferencias de grosor de la cuerda se puedededucir las propiedades acústicas bien entendidas de las mismas.

Al comparar dos cuerdas, igualmente tensadas y con el mismo grosor y una de ellas dos

veces más larga que la otra, la cuerda más larga vibra con un tono una octava más bajaque la cuerda más corta. Sin embargo, si se empleara este principio para diseñar un

 piano sería imposible incluir las cuerdas de las notas graves en cualquier marco detamaño razonable. Además, con ese gigantesco piano hipotético, las cuerdas más gravesdeberían hacer tal recorrido vibrando que se golpearían unas a otras. En lugar de ello,los fabricantes de pianos se aprovechan del hecho de que una cuerda gruesa vibra máslentamente que una delgada de idéntica longitud y tensión, por lo tanto, las cuerdas másgraves del piano son mucho más gruesas que las demás.

[editar] Inarmonía y tamaño del piano

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El entorchado de la cuerda permite una disminución eficaz en el grosor de la misma, con lo que

se reduce la inarmonía. 

Artículo principal: Inarmonía. 

Véase también: Psicoacústica 

Cualquier objeto que vibra lo hará en un número de frecuencias por encima de lafundamental, llamados sobretonos. Cuando los sobretonos son múltiplos de un númeroentero (por ejemplo x2 ó x6) de la frecuencia fundamental (llamada armónico), entoncesla oscilación es  periódica, es decir, vibra exactamente del mismo modo muchas veces.Los seres humanos parecen disfrutar del sonido de oscilaciones periódicas. Por estarazón, muchos instrumentos musicales, incluyendo al piano, son diseñados para

 producir oscilaciones casi periódicas, es decir tener sobretonos tan cerca como sea posible de la armonía del tono fundamental.

En una cuerda ideal que vibra, cuando la longitud de onda sobre una cuerda extendidaes mucho mayor que el grosor de la cuerda, la velocidad de la onda de la cuerda esconstante y los sobretonos son los armónicos. Es por eso por lo que tantos instrumentosson construidos con cuerdas o delgadas columnas de aire. Sin embargo, para lossobretonos altos con longitudes de onda muy corta, la cuerda delgada se comporta máscomo una gruesa barra de metal. La resistencia mecánica de la cuerda a la flexión seconvierte en una fuerza adicional. A menos que esta fuerza de flexión sea mucho menorque la tensión de la cuerda, provocará un aumento de la velocidad de la onda. Estoincrementa la frecuencia de los sobretonos por encima de los armónicos de la frecuenciafundamental, produciendo un desagradable efecto llamado inarmonía. 

Algunas estrategias básicas para reducir la inarmonía son la disminución del grosor o elaumento de la longitud de onda de la cuerda, la elección de un material flexible con unafuerza de flexión baja y el aumento de la fuerza de tensión de modo que sea muchomayor que la fuerza de flexión.

El entorchado de la cuerda permite una disminución eficaz en el grosor de la misma. Enuna cuerda entorchada, sólo el núcleo interno se opone a la flexión mientras que lascuerdas funcionan sólo para aumentar la densidad lineal de la cuerda. El grosor delnúcleo interno está limitado por su fuerza y por su tensión; materiales más fuertes

 permiten núcleos más delgados para tensiones altas, con lo que se reduce la inarmonía.

Por lo tanto, los diseñadores de pianos escogen el acero de alta calidad para sus cuerdas.Un piano más grande permite cuerdas mayores con longitudes de onda más largas. Losdiseñadores de pianos se esfuerzan para encajar cuerdaslo más largas posibles dentro dela caja de resonancia del instrumento. Además, si todo lo demás es igual, un compradorexperto de pianos tratará de obtener el instrumento más grande compatible con el

 presupuesto y el espacio.

La inarmonía afecta en gran parte a las notas más bajas y más altas del piano y es unode los límites para el registro total de un piano. Las cuerdas más bajas, que tendrían queser las más largas, están más limitadas por el tamaño del piano. Fuerzan al diseñador de

un piano corto a usar cuerdas gruesas para aumentar la densidad de masa y, por tanto, provocan inarmonía.

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Las cuerdas más altas tienen que estar sometidas a una mayor tensión, pero tambiéndeben ser delgadas para permitir una baja densidad de masa. La escasa resistencia delacero obliga al diseñador de pianos a usar cuerdas muy cortas con longitudes de ondacortas, dando lugar a la inarmonía.

La inarmonía natural de un piano es usada por el afinador para hacer ajustes leves en laafinación de un piano. El afinador  extenderá las notas, retocando ligeramente las notasagudas y bajando las notas graves de modo que los sobretonos de las notas gravestengan la misma frecuencia que las notas agudas fundamentales.

[editar] Curva de Railsback

La curva de Railsback indica la desviación entre la afinación habitual de un piano y la escala de

temperamento igual. 

La curva de Railsback, medida por primera vez por O. L. Railsback, indica ladesviación entre la afinación habitual de un piano y la escala de temperamento igual. Para cada nota producida en el piano, la desviación entre el tono de la nota y su tono detemperamento igual es expresada en cents (centésima parte de un semitono).

La curva de Railsback muestra las octavas normalmente extendidas en un piano bienafinado. Es decir las notas agudas están en la parte superior y las notas graves en lainferior, como están en una escala temperada igual. No todas las octavas estánextendidas igualmente: las octavas medias apenas lo están en absoluto, mientras que lasoctavas de cada extremo del piano están extendidas considerablemente.

Railsback descubrió que los pianos eran normalmente afinados de forma errónea pero

no por falta de precisión sino a causa de la inarmonía en las cuerdas. Idealmente, la seriede sobretonos de una nota se compone de frecuencias que son múltiplos enteros de lanota de la frecuencia fundamental. La inarmonía causa que los sucesivos sobretonossean mayores de lo que deberían.

Para afinar una octava, un afinador de pianos debe reducir la velocidad de  batimiento entre el primer sobretono de una nota grave y una nota más aguda hasta quedesaparezca. Debido a la inarmonía, este primer sobretono será más agudo que unarmónico de octava (que tiene la proporción de 2/1), por lo tanto agrava el sonido de lasnotas graves y agudiza el de las notas agudas, dependiendo de cómo esté siendo afinado.Para conseguir una afinación uniforme, el técnico comienza afinando una octava en el

centro del piano y procede a ajustar hacia los extremos a partir de ahí. Las notas del

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registro superior no son comparadas con las notas del registro inferior a efectos deafinación.

[editar] Forma de la curva

Debido a que la inarmonía de las cuerdas sólo hace que los armónicos sean más agudos,la curva de Railsback, que es una función integral de la inarmonía en una octava, escada vez mayor  monótonamente. Debido a que la inarmonía es menor en las octavascentrales del piano, la curva de Railsback tiene una menor   pendiente en dicha zona.

La inarmonía en una cuerda es causada principalmente por su rigidez. Tanto unalongitud disminuida como un elevado grosor contribuyen a que se genere inarmonía.Desde la mitad hasta el registro superior del piano, el grosor de las cuerdas permanececonstante pero disminuye de longitud, contribuyendo a una inarmonía mayor en lostonos más agudos. Para el registro grave del instrumento, el grosor de la cuerda aumentadrásticamente, sobre todo en los pianos más cortos que no pueden compensar con

cuerdas más largas, produciendo una inarmonía mayor también en este registro.

En el registro grave, un segundo factor favorece la inarmonía. Este factor es laresonancia causada por la impedancia acústica de la caja de resonancia del piano. Estasresonancias propician la regeneración positiva en el efecto inarmónico: si una cuerdavibra en una única frecuencia solamente por debajo de una resonancia, la impedanciahará que vibre aún más abajo y si vibra únicamente por encima de una resonancia, laimpedancia hará que vibre más alto. La caja de resonancia tiene múltiples frecuenciasde resonancia que son únicas en cualquier piano particular. Esto contribuye a unadiferencia mayor en la curva de Railsback empíricamente mensurable en las octavasinferiores.

[editar] Cuerdas múltiples

Las notas agudas de un piano tienen tres cuerdas afinadas a la misma frecuencia. 

Todas las notas más agudas de un piano tienen múltiples cuerdas afinadas a la mismafrecuencia, en concreto tres. Esto permite que el piano pueda tener un fuerte ataque conun decaimiento rápido pero con un largo sostenimiento en el sistema envolventeacústico. 

Las tres cuerdas crean un oscilador  acoplado con tres modos normales. Ya que lascuerdas son sólo débilmente acopladas, los modos normales tienen frecuencias

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imperceptiblemente diferentes. Pero ellas transfieren su energía vibratoria a la caja deresonancia en índices considerablemente diferentes.

El modo normal en el cual las tres cuerdas oscilan juntas es el más eficiente en latransferencia de la energía desde el que las tres cuerdas atraen en la misma dirección al

mismo tiempo. Producen un sonido fuerte, pero decae rápidamente. Este modo normales responsable del "ataque" del staccato rápido de la nota.

En otros dos modos normales las cuerdas no se atraen todas juntas. Por ejemplo, unatirará hacia arriba mientras que las otras dos lo harán hacia abajo. Hay transferencialenta de energía a la caja de resonancia, generando un suave pero constante"sostenimiento".