Teoria i tècnica de l’afinació

♦ ¿Per què es desafina el piano?

Les causes de la desafinació d’un piano es redueixen als seus components bàsics:
• Cordes
• Clavilles
• Claviller
• Taula harmònica, també anomenada taula de ressonància
• Arpa metàl·lica, també anomenada bastidor

Esquema de les parts del piano

La desafinació concretament es deu:
• A l’ús del piano
• El temps que porta sense afinar-se
• A trasllats o moviments
• Al material del que estan fets els components bàsics
• A l’estat en el que es troben aquests components
• A les condicions ambientals

Variació de l'humitat relativa durant l'any

La fusta és un material sensible als canvis d’humitat i és la matèria primera del piano. El major component és la taula de harmònica que està feta d’avet, sòlid o en làmines, i es comporta com una gran membrana on es recolzen totes les cordes. Aquesta taula està lleugerament corbada per aguantar la tensió de les cordes i per donar una major ressonància (la part inferior de la taula queda comprimida i transmet millor el so). Hi ha dos components més de fusta importants:
• El pont el qual transmet les vibracions de les cordes a la taula harmònica.
• El claviller que subjecta les clavilles on van nuades les cordes.

En èpoques amb poca humitat la taula harmònica es contrau i disminueix la seva corbatura, per tant el pont que està situat a sobre de la taula harmònica perd càrrega contra les cordes i en conseqüència les cordes es destensen. Llavors el piano baixa de to i ho fa de manera irregular.
En èpoques amb major humitat la taula de ressonància es dilata i aumenta la seva corbatura, per tant pressiona el pont en direcció a les cordes i en conseqüència augmenta la tensió de les cordes. Llavors el piano puja de to, de nou de manera irregular.
Com la pèrdua de tensió de les cordes en èpoques seques és major que la tensió que guanyen en èpoques humides, al llarg de l’any s’obté una baixada neta de to a més d’una desafinació.
Es poden instalar sistemes d’atenuació de la humitat dins del piano que permeten que la fusta es conservi millor amb els anys i que les afinacions siguin més duraderes, però hi ha riscos, per exemple que funcionin malament o que es trenquin.

Un altre causa important de desafinació és la qualitat i l’estat de conservació del claviller. Amb el pas dels anys i els canvis d’humitat la fusta del claviller es resseca i les clavilles perden força de subjecció (els forats del claviller es deformen), a més les clavilles poden oxidar-se i perdre un mica la forma. Si el piano està construït amb fustes de qualitat i ben curades la vida de l’instrument s’allarga molts anys.

Cordes, clavilles i claviller en bon i mal estat

Hi ha més factors que contribueixen a la desafinació. Les cordes i l’arpa en ser metàl·liques sofreixen dilatació amb el canvi de temperatura. Tot i ser un efecte menor que el de l’humitat en la fusta també afecta la tensió que suporta cada clavilla i amb el temps ajuda a que les cordes es vagin desafinant poc a poc.

Evidentement, el piano també es desafina pel seu ús diari. Quan els martells del mecanisme colpegen les cordes, aquestes surten seu estat de repòs fent vibrar tot l’instrument, la qual cosa inclou desde la taula armònica, a l’arpa, al claviller…
Els trasllats, així com l’ús del piano de manera intensa o moltes hores diaries, són dos motius comuns de desafinació.

Un piano en bon estat es desafina gradualment i baixa de to. A major ús, major és la desafinació i la baixada de to, tot i que varia molt d’un piano a un altre per les diferències de qualitat y de l’estat dels seus components (especialment del claviller, que les clavilles estiguin ben subjectades), també varia per l’emplaçament (canvis d’humitat i de temperatura). Habitualment la nota A4 (el ‘la central’) baixa al voltant d’1 Hz en una any, per exemple de 440Hz a 439Hz. Si aquesta baixada s’acumula amb els anys el piano a més d’estar desafinat estarà baix de to. Quan s’afini de nou tot el piano s’haurà d’adaptar al canvi de tensions de les cordes:
Cada corda té una mitjana de 70 a 100 kilos de tensió (els bordons més greus arriben als 200 kg), que sumades donen entre 15 i 20 tonelades que han d’aguantar el claviller, l’arpa i la taula armònica (a més les cordes fan una força d’uns 360 kg sobre el pont, i aquest sobre la taula harmònica). Si es puja la tensió de totes les cordes d’un piano, el canvi de pes que ha d’aguantar és molt important i necessita dies per adaptar-se i repartir la tensió, aquesta adaptació comporta una desafinació.
Com l’estructura del piano (l’arpa metàl·lica i la taula harmònica) tenen certa elasticitat, a més de l’elasticitat de les propies cordes d’acer i la torsió de les clavilles, quan es pugi el to del piano, l’estructura, cordes i clavilles del piano es mouen i modifiquen les tensions de les cordes a mesura que es vagin afinant, i també en els dies i setmanes següents a l’afinació, fent l’afinació inestable i fent que el piano necessiti més d’una afinació.
El procés de deformació elàstic de l’estructura del piano, de les cordes i de les clavilles no és només inmediat. Per aquest motiu a vegades no es pot pujar de to el piano i afinar, hi ha que tornar un altre dia a afinar el piano.
Les pujades de to a més comporten un risc de trencar alguna corda, quant major és la pujada de to i quants més anys tinguin les cordes més probabilitats de trencament hi ha.

Hi ha pianos que necessiten afinacions regulars:
• Els pianos que tenen molt d’ús com els de les escoles de música.
• Els pianos amb requeriments especials com els de concerts o sales de gravació.
• Els pianos nous s’han d’afinar el mateix any perquè baixen de to abans per estar encara adaptant-se a les tensions de les cordes i a l’humitat de la casa.
• Els pianos que han estat traslladats s’han d’afinar a les 2 o 3 setmanes després del trasllat, quan les fustes del piano s’han adaptat a l’humitat de la nova casa.
• Els pianos situats en llocs amb grans canvis d’humitat, així com pianos situats a prop d’aires acondicionats o radiadors, amb incidència del sol o corrents d’aire, es desafinen abans. Per això és important dins el possible situar el piano en llocs amb condicions adequades: lluny de finestres, preferiblement lluny de parets que donin a l’exterior, lluny de radiadors i lluny de corrents de l’aire acondicionat

Per què el piano es desafina?

.

♦ Teoria i tècnica de l’afinació

L’afinació del piano és l’ajust de les tensions de les cordes movent les clavilles per tensar (més agut) o destensar (més greu) i que hi hagi una sonoritat correcta dels intervals i els seus harmònics. Normalment es pren com origen el ‘la’ a 440Hz, tot i que pot agafar-se el ‘la’ a major freqüència si es requereix (per exemple per tocar amb instruments de vent o amb orquesta, o per tenir un to lleugerament més brillant) o a menor si tenim un piano antic que no pot suportar tanta tensió (tot i que no és la millor opció afinar a un to per sota de l’estàndard i és millor fer una pujada de to).

Tecles del piano

Dins de l’afinació es pot diferenciar l’afinació electrònica i l’aural depenent de si s’utilitza un aparell per mesurar les freqüències o si ens basem en l’oïda per reconèixer els intervals. L’avantatge de l’afinació d’oïda és que tenim en consideració les inharmonicitats de les cordes del piano. Com cada piano és diferent, amb un copeig de les cordes diferent, amb cordes diferents i tensions diferents, l’oïda permet adaptar-se a cada piano i afinar-lo correctament. També es poden combinar l’afinació d’oïda amb el suport electrònic.

Les clavilles es mouen amb una clau d’afinar. És recomanable utilitzar una clau d’afinar llarga i rígida per tenir major control de la força aplicada. I que tingui boca d’estrella per tenir més posicions per moure-la.

Els pianos normalment consten de 88 notes que tenen 1, 2 o 3 cordes per tecla (cors i bordons). Cada tecla ha de sonar com si fos una sola corda (dins del possible, com són 3 cordes hi ha desfasaments en el pont que el transmet a la taula harmònica i ajuda a que el piano tingui més sustain), per això és tant important afinar com assentar les cordes, perquè les cordes perden la seva tensió de manera irregular amb el pas del temps: per la torsió de les clavilles i l’elasticitat de les cordes a curt termini, i els canvis de temperatura i humitat a llarg termini (diaris i pel pas de les estacions).

Martell colpejan les cordes - triplets

L’afinació és un balanç dels intervals per a que es puguin formar acords que sonin de manera consonant. Es comença afinant el temperament (les 2 octaves centrals del piano) y després s’extén l’afinació a la resta d’octaves.

El temperament més utilitzat és el temperament igual. Consisteix en dividir l’octava justa en 1200 cents, on cada semitó té 100 cents. D’aquesta manera qualsevol nota pot formar els mateixos intervals.
Però el temperament igual no dóna exactament intervals consonants (tot i que és una bona aproximació). Per exemple, partint d’un ‘la’ a 440Hz la seva cinquena justa seria de 660Hz, no obstant amb una cinquena temperada de 700 cents (temperament igual) s’obté 659,3Hz, aquesta lleugera diferència és suficient per a que l’oïde noti batudes entre la tònica i la cinquena. Aquestes batudes són utilitzades per afinar el piano.
Hi ha un motiu de perquè no es poden afinar totes les cinquenes justes i per això es fan cinquenes temperades. Si es fa un cicle de cinquenes justes la octava no tanca, s’obté una octava de 1224 cents i no de 1200 cents.
Així que sobren 24 cents que s’han de repartir entre tots els intervals per a que l’octava sigui justa. Es poden repartir de manera igual, o privilegiant certs intervals o certes tonalitats, a això se li diu temperament. En definitiva, en l’afinació es tracta de minimitzar les batudas, encara que fins i tot en els intervals justos hi ha batudes pels harmònics de cada nota.
A la següent imatge es poden veure exemples de com repartir aquests -24 cents: es veu el temperament per cinquenes justes, el temperament igual, el temperament per terceres justes, i altres temperaments històrics.

Temperaments afinació octava piano

Afegit al temperament tenim que els harmònics de les cordes del piano són lleugerament més aguts del que haurien de ser matemàticament, això s’anomena inharmonicitat i sorgeix de que els nodes (els harmònics tenen nodes i valls) no són puntuals. La corda en vibrar té un comportament força caòtic i en és 3D, però podria dir-se que els seus nodes es comporten com un cilindre en moviment. Per tant la part de la corda que fa la vall de l’harmònic és més curta, produeix freqüències més altes, i el resultat és un harmònic més agut del que seria la freqüència teòrica. Quant major és l’harmònic, més nodes té, i la seva inharmonicitat és major.

Zoom del node de vibració de l'harmònic d'una corda

La inharmonicitat comporta extendre l’octava o ‘stretch’, allargar l’octava tant per aguts com per a greus. A la següent imatge es pot veure un exemple: en verd està la corba Railsback que va ser la primera persona que va mesurar les inharmonicitats del piano. Les cordes més greus i més agudes del piano són les que presenten més inharmonicitat per ser proporcionalment més gruixudes. [1] [2] [3]

Railsback curve, exemple d'estirament i temperament

L’estirament també és útil per a que un piano es mantingui més temps afinat, perque les cordes agudes solen baixar més ràpid de to que les greus. També va bé pel temperament perquè sobraran menys cents a la octava i permet que les cinquenes sonin més consonants.

Tant el temperament com l’estirament de les octaves poden programar-se en aparells electrònics. Tot i així, en aquest camp és on l’afinació d’oïde ‘guanya’, doncs cada piano és diferent, cada piano té cordes diferents amb una tensió diferent, colpejades d’una manera diferent, amb les seves imperfeccions, amb les seves ressonàncies, fins i tot la pròpia percepció de les freqüències de l’oïda humà. Per aquests motius hi ha un grau de subjectivitat a l’hora d’afinar un piano, es pot concloure que no existeix una única afinació correcte i per això cada afinador té la seva pròpia manera d’afinar.

Per una informació detallada (matemàtica i històrica) del temperament i de l’inarmonicitat poden consultar aquest document.

Foto afinant un piano, afinador, venda, transport