Piano

Antecedentes

El piano puede ser el más conocido y querido de todos los instrumentos musicales. También tiene la gama más amplia de cualquier instrumento, por lo que se puede componer música para todos los demás instrumentos. Se puede tocar solo, pero la mayoría de los demás instrumentos, incluida la voz, utilizan el piano como acompañamiento. Técnicamente, el piano también puede ser el instrumento musical más complicado con más de 2500 partes.

El piano es un instrumento de cuerda. Sus muchas partes están organizadas en cinco áreas estructurales y mecánicas generales de pianos de cola o verticales. Estos son:el caso del piano de cola en forma de ala (o la caja del piano vertical o vertical); la caja de resonancia y las nervaduras y puentes que son sus componentes; la placa de hierro fundido; las cuerdas; y, colectivamente, las teclas, los martillos y la acción o mecanismo del piano. El estuche tiene muchas partes estructurales para sujetar patas y clavijas de afinación, pero quizás el borde y el teclado o el estante donde se instalarán las teclas y la acción del piano sean los más importantes. La caja de resonancia amplifica las vibraciones de las cuerdas, que se transmiten a través de puentes.

La placa de hierro fundido se instala sobre la tapa armónica y el pinblock (parte de la caja) y proporciona la fuerza para anclar las cuerdas bajo tensión. Los pernos de nariz y los pernos de perímetro anclan la placa a los tirantes y al borde interior de la caja. Las 220 a 240 cuerdas del piano están unidas a clavijas de enganche a lo largo del borde curvo de la placa de hierro fundido y a clavijas de afinación en la parte delantera del piano, aproximadamente paralelas al teclado. La acción del piano es aún más complicada e incluye las teclas, los martillos y el mecanismo o acción.

Los nombres de los pianos suelen indicar sus tamaños. Los pianos de cola (en forma de ala) varían en longitud desde 4 pies 7 pulgadas hasta 9 pies 6 pulgadas (1,4-2,9 m) desde la parte frontal del teclado hasta el final de la curva. El gran "bebé" mide 5 pies-S pies 2 pulgadas (1,52-1,57 m) de largo; Los pianos de cola más pequeños se denominan "tamaño de apartamento". Los tamaños más grandes son el mediano gran y el gran concierto. El diseño moderno de los pianos verticales ha cambiado poco desde 1935. Las verticales varían en altura de 36 a 52 pulgadas (91 a 132 cm) con pequeñas variaciones de ancho y profundidad. Los cinco tamaños estándar, desde el más pequeño al más alto, son los pianos spinet, consolette, console, studio y professional. Los pianos se eligen con frecuencia por su apariencia, y los gabinetes están disponibles en la mayoría de los estilos y acabados de muebles.

Historial

Los antepasados ​​del piano son los primeros instrumentos de cuerda. El puntear, golpear y arquear cuerdas era conocido entre todas las civilizaciones antiguas; el arpa se menciona en el libro del Génesis en la Biblia. El salterio era un antiguo instrumento tipo caja con cuerdas que se pulsaban con un pico. Se agregaron claves a los instrumentos de cuerda para formar la familia de instrumentos dirigidos por el clavecín, pero las claves se utilizan para puntear cuerdas en el clavecín, el instrumento más popular del siglo XVII. Un desarrollo paralelo fue el dulcimer, otra caja de cuerdas con cuerdas que se golpean. Las teclas y las cuerdas se emparejaron en un instrumento de golpe en el clavicordio, lo que condujo directamente a la invención del pianoforte o fortepiano.

Bartolomeo de Francesco Cristofori hizo clavecines en Padua, Italia. Se le atribuye haber inventado el piano en 1700. El piano de Cristofori tenía martillos que golpeaban las cuerdas al caer por impulso, después de haber sido movidos por las partes de acción que unían los martillos a las teclas. Los martillos fueron atrapados por controles traseros o controles de martillo para evitar que reboten hacia arriba y hacia abajo en las cuerdas después del golpe inicial. Este método permitía que las cuerdas continuaran vibrando y produciendo sonido y que se golpearan fuerte o suavemente, a diferencia del clavicémbalo. Johann Andreas Silbermann de Estrasburgo, Francia, continuó el interés de Cristofori por el piano, y el instrumento se hizo popular en Alemania después de que Federico el Grande comprara varios. Johann Sebastian Bach lo aprobó en 1747.

El piano había reemplazado al clavecín en importancia a finales del siglo XVIII. Los ebanistas construyeron estuches hermosos para ellos. El piano cuadrado se construyó a mediados de siglo y más músicos comenzaron a escribir música específica para piano, en lugar de tomar prestadas melodías de clavicémbalo. La construcción de pianos comenzó en Estados Unidos en 1775, y los cambios en el diseño de los martillos y en el mecanismo o acción de ejecución mejoraron el sonido y la capacidad de respuesta del instrumento. Jean Henri Pape de París patentó 137 mejoras para el piano durante su vida (1789-1875). En Inglaterra, John Broadwood desarrolló máquinas para fabricar pianos y reducir su costo.

Las mejoras continuaron desde 1825 hasta 1851 con más de 1,000 patentes en Europa y Estados Unidos para pianos más fuertes y hábiles con mayor control y movimiento repetitivo. A mediados del siglo XIX, el piano moderno había surgido sobre la base del desarrollo de la placa de hierro fundido para la resistencia estructural y el entrelazado mediante el abanico de las cuerdas de los graves sobre los agudos. En 1870, Steinway &Sons había desarrollado este método de abanico llamado escala sobre cuerdas, de modo que las cuerdas se cruzaran más estrechamente en el centro de la caja de resonancia, donde se produce el mejor sonido.

Anuncio de un pianola Beckwith del catálogo de Sears Roebuck de 1915. (De las colecciones del Museo Henry Ford y Greenfield Village.)

A principios del siglo XX, la pianola alcanzó una gran popularidad, permitiendo que las personas se sintieran artísticas y produjeran música en sus hogares sin tener que invertir interminables horas en la práctica. Los pianos, equipados con un mecanismo de reproducción incorporado, se activaban con pedales o electricidad y usaban rollos de papel perforado para reproducir una variedad de música.

Los fabricantes anunciaron sus pianos como un buen entretenimiento familiar y una fuente de enriquecimiento cultural. Un público ansioso respondió con entusiasmo, comprando más de dos millones de pianos a fines de la década de 1920. Los padres esperaban que los pianos interesaran a sus hijos en adquirir habilidades musicales, aunque a menudo tenían el efecto contrario, ya que los pianos ofrecían, como lo describió un fabricante, "perfección sin práctica".

Los comerciantes ofrecían rollos de música para una amplia gama de grupos de edad, gustos musicales e intereses. Los adultos jóvenes cantaron junto con las últimas melodías, mientras que las versiones musicales de canciones infantiles encantaron a los niños pequeños. Los entusiastas de la música clásica escucharon sonatas o melodías operísticas. Muchos griegos, italianos y polaco-estadounidenses compraron rollos de canciones con palabras impresas en su idioma nativo.

Los pianos de jugador que funcionaban con monedas eran populares entre los propietarios de hoteles, salones de baile y restaurantes, que los compraban para dar una serenata a los clientes y aumentar las ganancias. Equipados con rollos que tocaban varias melodías, estos pianos derramaban música con la caída de una moneda. Los clientes se deslizaron por las pistas de baile con valses y fox trots, cenaron en restaurantes con melodías populares o bebieron en bares clandestinos con melodías animadas.

Sin embargo, el entusiasmo por los pianos de jugador comenzó a decaer a fines de la década de 1920, cuando los fonógrafos y la radio ofrecieron una competencia entusiasta por el tiempo de ocio y el dinero del entretenimiento.

Jeanine Head Miller

C. F. Theodore Steinway también desarrolló el borde doblado continuo para la caja, que mejoró la transmisión del sonido mediante el uso de las propiedades acústicas de las fibras de madera largas. Estas mejoras se adaptaron a todos los estilos de pianos, incluidos pianos de cola, verticales y cuadrados. En 1911, había 301 constructores de pianos en los Estados Unidos. La producción alcanzó su punto máximo en la década de 1920 y disminuyó considerablemente debido a la Gran Depresión en la década de 1930. En la actualidad, hay aproximadamente 15 fabricantes de pianos en los Estados Unidos y Japón es el mayor productor de pianos del mundo.

El diseño del piano no ha cambiado apreciablemente desde finales del siglo XIX, aunque los fabricantes pueden utilizar diferentes materiales o enfoques para el proceso de fabricación. El proceso de fabricación del piano de cola se describe a continuación; Existen algunas diferencias en la fabricación del piano vertical o vertical y en los métodos de operación, particularmente el ángulo en el que los martillos golpean las cuerdas.

Materias primas

Los pianos están hechos de los mejores materiales, no solo por su apariencia, sino también por su excelente producción de sonido. Las fibras largas de madera de arce son fuertes y flexibles para la construcción de la llanta, pero se necesitan fibras largas de abeto para la resistencia de los tirantes. También se necesita madera para hacer patrones de otras partes. El metal se utiliza para una variedad de piezas, incluida la placa de hierro fundido. Se necesita arena para moldear moldes. El carácter de la arena se modifica mediante el uso de aditivos y aglutinantes como la bentonita (un tipo de arcilla) y el polvo de carbón. El hierro fundido para la fundición está hecho de arrabio con algo de acero y chatarra para agregar resistencia. Las cuerdas están hechas de alambre de acero de alta resistencia que se fabrica en fábricas especializadas de cuerdas de piano.

Diseño

Los pianos están diseñados por ingenieros especialmente capacitados y educados llamados ingenieros de escala. Los ingenieros de escala eligen los materiales, crean los diseños y las especificaciones y desarrollan las interacciones de las partes del piano. Quizás el aspecto más importante del diseño se relaciona con la resistencia estructural del piano. Se ejercen aproximadamente 160-200 lb por pulgada cuadrada (11,2-14 kg por cm cuadrado) de tensión en cada una de las 220 o más cuerdas del piano. El piano debe funcionar bien, pero también debe permanecer estable a lo largo del tiempo, ya que las condiciones cambiantes afectan de manera diferente a los muchos materiales del piano.

La placa de hierro fundido debe soportar la tensión de la escala de encordado, cubriendo muy poco la caja de resonancia; debe tener la masa máxima para la resistencia, pero la masa mínima para la calidad del sonido. Su forma es única para el diseño del piano porque se ajusta al diseño de las cuerdas, la ubicación de los puentes en la caja de resonancia y las trayectorias de las cuerdas. Debido a que el material es frágil, debe apoyarse en lugares donde las cuerdas apliquen tensión. Los orificios están diseñados en el lado curvo para evitar que la placa se agriete debido al estrés térmico después de verterla y enfriarla, y este diseño permite que el sonido también se eleve desde la tapa armónica. El ingeniero a escala primero esboza una placa propuesta, la dibuja a escala y hace un patrón de madera; este diseño se utiliza posteriormente para la fabricación.

El
proceso de fabricación

Doblar el borde del estuche

• 1 El método de Steinway para doblar el aro todavía se usa y es el primer paso para ensamblar el piano de cola. Las capas de madera de arce de fibra larga se pegan juntas y se doblan en una prensa de metal para formar un borde continuo; tanto el borde interior como el exterior se fabrican de esta manera. Hasta 22 capas forman cada borde de piano, y las capas pueden tener hasta 25 pies (7,62 m) de largo. El pegamento de resina se aplica a máquina, luego las capas se llevan a la prensa donde se les da forma. Las llantas se almacenan en tirantes para evitar que cambien de forma. Se curan en condiciones controladas de temperatura y humedad hasta que la madera alcanza un contenido de humedad específico donde mantendrá su contorno. Luego, el borde interior doblado se ajusta con otros componentes de madera, incluido el bloque transversal, el bloque de clavijas, los tirantes transversales, el teclado y el fondo trasero. Estos están pegados y clavados en su lugar.
• 2 El gabinete tiene un acabado para mejorar las propiedades de sonido y la apariencia. El gabinete se lija para que el tinte se absorba correctamente, la madera se blanquea para igualar la apariencia del enchapado, luego se realiza el pretinchado y el teñido, se agregan masillas de madera (a veces con una capa de lavado) y se aplica una primera capa de sellador o laca. Se vuelve a lijar la superficie, se añaden esmaltes especiales (para antigüedades u otros efectos) seguidos de dos capas más de laca, se vuelve a lijar, se añaden molduras especiales y se utilizan dos capas finales de laca. El gabinete se seca hasta 21 días antes de frotarlo a mano hasta su acabado final.

Fabricación de componentes estructurales

• 3 Los componentes de madera del piano (denominados colectivamente armazón) —el pinblock y la placa de hierro fundido— son las partes del piano que soportan la tensión de las cuerdas. Los tirantes están hechos de abeto selecto, y el pinblock o wrestplank está construido con capas unidas de arce de roca. El pinblock se corta en cuartos o rotatorio para maximizar el agarre de la estructura de la veta en los pernos de afinación. Las capas laminadas también se pegan en diferentes ángulos entre sí, de modo que los pasadores estén rodeados de madera de veta. El pinblock tiene un orificio por cuerda, o hasta 240 orificios perforados en él.
• 4 La plancha de hierro fundido se fabrica en una fundición de planchas de piano. Las placas a juego están hechas de metal a partir del patrón de madera diseñado por el ingeniero con piezas superiores e inferiores a juego. Los moldes de arena se hacen con placas de fósforos y se utilizan para moldear la placa. El hierro fundido se vierte a través de los moldes y se deja endurecer durante el proceso de fundación (un proceso de enfriamiento controlado) para producir una placa que pesa alrededor de 600 libras (272,4 kg). Después de que la placa se enfría y se retira de los moldes, la arena se quita con chorro de arena de la placa con grano de acero. La placa se transporta en transportadores aéreos a una sala de perforación donde se perforan orificios para los pasadores de afinación, los pernos de punta, los pernos al marco y los pasadores de enganche. Los pasadores de enganche se insertan a continuación; luego, las imperfecciones de la fundición se eliminan de la placa mediante esmerilado y taladrado. También se eliminan los aceites. La placa se lija y se frota a mano, se imprima y se pinta.
• 5 La placa de hierro fundido se suspende sobre su piano durante el proceso de instalación. La placa se bajará y subirá hacia adentro y hacia afuera del piano varias veces a medida que se coloquen el pinblock, el sello contra el borde y la caja de resonancia y los puentes.

Creando la caja de resonancia

• 6 La tapa armónica es un panel delgado de abeto que se encuentra debajo de las cuerdas y la placa de hierro fundido y descansa sobre los tirantes de la llanta. Sus partes son el tablero mismo, las nervaduras de soporte en la parte inferior del tablero, y los dos puentes sobre los cuales se estiran las cuerdas. La caja de resonancia está hecha de abeto que tiene un grosor de 0,25 a 0,375 pulgadas (0,635 a 0,95 cm); actúa como un resonador natural, es fuerte por su peso y puede ser vibrado por las cuerdas debido a su ligereza. El abeto se seca al aire y luego en el horno hasta un contenido de humedad específico. Luego se corta en tiras de 2 a 5 pulgadas (5,08 a 12,7 cm) de ancho, se pegan los bordes y las tiras se presionan juntas y se secan. Se superpone un patrón y la caja de resonancia se recorta al tamaño de un piano de cola.
• 7 La caja de resonancia está curvada para producir el sonido correcto. La curva se llama corona que se arquea hacia arriba hacia las cuerdas. El arco se hace colocando nervaduras de madera de abeto ligero o pino de azúcar en la parte inferior de la tabla. Las nervaduras se cortan cuidadosamente a partir de los patrones, luego se ajustan y pegan a la placa armónica utilizando una prensa de nervaduras que coloca con precisión las nervaduras y luego fuerza a la placa a la curvatura adecuada. Las nervaduras se cortan a lo largo de la veta longitudinal de la madera y se colocan en ángulo recto con la veta longitudinal de la caja de resonancia, de modo que las vibraciones se transmitan uniformemente. Los extremos de las nervaduras se empluman, luego se encajan en muescas en el marco del piano que sostendrán exactamente el arco de la corona; los pianistas utilizan patrones especiales para guiar estos cortes en el marco.
• 8 Los dos puentes de la caja de resonancia transfieren las vibraciones de las cuerdas a lo largo de su longitud a la caja de resonancia. El puente largo está atravesado por cuerdas de agudos, y las cuerdas de graves que se abren en abanico a través de los agudos cruzan el puente corto. Los puentes son complicados porque deben estar muy paralelos a la fibra de la tapa armónica, curvarse con la corona y soportar las cuerdas, que ejercen una presión descendente sobre los puentes y, por tanto, sobre la tapa armónica. Esta presión debe ser apoyada por la fuerza de los puentes y el arco de la corona, o el tono de las cuerdas caerá. Los puentes están hechos de bloques macizos de madera o de madera laminada. El arce duro se utiliza en pianos fabricados en Estados Unidos y la madera de halcón (haya) se utiliza en Europa. Los puentes laminados deben colocarse con laminados perpendiculares a la tapa armónica o las capas de cola tienen un efecto amortiguador. Los puentes se pegan a la tapa armónica y también se sujetan a ella con tornillos para madera cubiertos por botones de madera que actúan como arandelas y evitan que los tornillos se peguen a la tabla. Los puentes tienen muescas en ambos Los pianos tienen la mayor variedad de instrumentos y más de 2500 partes. Se considera que pertenecen tanto a la familia de instrumentos de cuerda, porque las cuerdas de un piano producen sus sonidos, como a la familia de percusión, porque el sonido se produce cuando un martillo golpea una cuerda. lados donde se cruza cada cuerda, por lo que la cuerda golpea una pequeña parte del puente y puede vibrar fácilmente. Los pines se insertan en el puente y las cuerdas se enroscan entre los pines.

Encadenamiento y afinación

• 9 La cuerda de piano se fabrica en fábricas especializadas y consta de alambre de acero al carbono. Las cuerdas del bajo también se envuelven con devanados de cobre en un proceso llamado carga de las cuerdas. Los devanados añaden peso y grosor a las cuerdas del núcleo de acero para que vibren más lentamente y puedan fabricarse en longitudes que se ajusten a un piano de tamaño práctico; sin carga, las cuerdas de bajo tendrían que tener 30 pies (9,14 m) de largo para producir sus sonidos. Las cuerdas de agudos son cortas, no están enrolladas con cobre, sino que se agrupan de tres en tres para formar un tono. Las varillas de escala se utilizan como estándares para cada cuerda, actuando como un calibre de cada tipo de cable y determinando cuántos tamaños de cuerda se necesitan; Se pueden usar hasta 17 diámetros diferentes de alambre para encordar un piano. Las cuerdas de piano requieren un cuidado y manejo especiales porque quedan rectas después de que se forman, cortan y cargan y nunca se enrollan en rollos. Después de ensartar las cuerdas, se mantienen en su lugar cerca de las clavijas de afinación mediante barras de metal y clavijas especiales de latón llamadas agraffes. Otras barras colocan las cuerdas correctamente cerca de los pasadores de enganche.
• 10 clavijas de afinación están hechas de alambre de acero. El alambre se corta a la longitud adecuada, los extremos se moldean con un troquel y los pasadores se cargan en una secadora donde se alisan los bordes ásperos. El vaso los vacía en una prensa donde se forman en la parte superior de los pasadores guirnaldas que se ajustan a los martillos de afinación. Se perforan orificios para las cuerdas en los extremos de las clavijas, se limpian de virutas de metal y aceite, y se aplica niquelado a las clavijas para evitar que se oxiden. Los pines están roscados para girar fácilmente durante la afinación, luego se someten a un calentamiento controlado llamado azulado, que oxida la superficie exterior de las roscas de los pines (donde se eliminó el niquelado durante el enhebrado) para que los pines agarren la madera en el pinblock. Las máquinas especiales insertan varios pasadores a la vez a través de los orificios de la placa de hierro fundido y en el bloque de pasadores donde se colocan a mano.

Construyendo el teclado y la acción

• 11 Los teclados, los marcos de acción y teclas, y las acciones son realizados por fabricantes especializados. Las teclas se balancean y pivotan sobre un conjunto de dos o tres rieles cubiertos con fieltro para evitar el ruido. Los pasadores de guía para cada llave se insertan en el riel frontal o de cabeza y en el riel central o de equilibrio. Las llaves en sí están hechas de madera liviana que se corta a medida y se seca en hornos. Las teclas están revestidas con plástico blanco o negro, aunque en el pasado se utilizaba marfil y ébano. Las cubiertas de plástico para llaves están moldeadas para cubrir un grupo de llaves que luego se cortan individualmente. Se perforan orificios en la parte inferior para encajar los pasadores guía. Los tornillos del cabrestante están montados en los bordes posteriores del teclado que se extienden dentro del piano; la acción se asentará sobre estos. Las llaves ahora se cortan en 88 individuos, que se lijan y pulen en los lados. Las teclas negras también se tiñen de negro antes de pegar las tapas negras. Las teclas se vuelven a emparejar con el fotograma clave, se colocan perforaciones que se asemejan a arandelas sobre los pines guía y las teclas se colocan sobre ellos.
• 12 La voz del piano depende de la calidad de los martillos. A lo largo de la historia del piano se han utilizado muchos materiales, desde piel de alce hasta caucho, pero hoy en día, los martillos están cubiertos con fieltro de lana de primera calidad de densidad graduada con precisión. El fieltro está hecho por especialistas que comienzan con lana selecta que se carda, peina, dobla y comprime para formar fieltro en tiras cónicas. El fieltro más fino se utiliza para los martillos de agudos, mientras que el fieltro grueso se utiliza para los graves. El núcleo de cada cabeza de martillo es una moldura de madera, y un fieltro inferior y un fieltro superior se adhieren en su lugar con resina para cubrir la moldura. Los tiburones martillo se fabrican en tiras largas del mismo tamaño y luego se cortan en cabezas de martillo individuales a mano o con automatización. El juego completo de martillos está instalado en el piano. El sonido del piano se ajusta mediante un afinador especialmente entrenado llamado voicer. Las acciones clave deben responder con la misma resistencia. Los martillos de fieltro se modifican con una pegatina o aguja que retexturiza los martillos y cambia el sonido.
• 13 Se agregan las partes finales, incluidos los pedales y su trampilla, el tablero de caída o la cubierta de las teclas, el estante de música, las bisagras y la tapa superior, el palo superior que sostiene la tapa levantada y muchos otros detalles. Todas las piezas se fabrican cuidadosamente para que se ajusten bien y no traqueteen ni afecten de otro modo el sonido del instrumento.

Control de calidad

Los pianos no existirían sin control de calidad en todos los aspectos de la producción porque los instrumentos son demasiado sensibles y dependen de la interacción de muchas partes y materiales. Por ejemplo, la calidad comienza con el diseño del ingeniero de básculas. Los metalúrgicos controlan el contenido metálico de la placa de hierro; Se realizan análisis químicos de los demás contenidos, incluidos carbono, azufre, fósforo y manganeso. La temperatura también es crítica; el hierro fundido es de 1.510 ° C (2.750 ° F), y las temperaturas de fundición o endurecimiento también se controlan cuidadosamente. La cuerda se controla y prueba de manera similar durante la fabricación para determinar su elasticidad, resistencia y resistencia a la tracción.

El futuro

El proceso de fabricación de pianos se ha mantenido esencialmente igual durante un siglo, pero los ingenieros de escala siempre están buscando nuevos métodos. La fundición al vacío se ha utilizado recientemente para producir placas de hierro fundido con acabados lisos que no requieren esmerilado.