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1 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL “ADOLFO LÓPEZ MATEOS” “INGENIERÍA APLICADA PARA MICROFONEO EN LA GRABACIÓN DE UNA GUITARRA ACÚSTICA CON AMBIENTE CONTROLADO EN UNA POSICIÓN DE EJECUCIÓN” TESIS QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE: INGENIERO EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA PRESENTAN: HOMERO AMARO LIRA JAVIER HECATL CALDERÓN NEGRETE JOSÉ MIGUEL MATEHUALA HERNÁNDEZ ASESORES: METODOLÓGICO: DRA. ITZALÁ RABADÁN MALDA TÉCNICO: ING. MARCIAL MARGARITO SÁNCHEZ SÁNCHEZ México D.F. Diciembre 2012 2 3 Objetivo general: Establecer el patrón de radiación del instrumento musical y proponer técnicas de microfoneo sustentadas en principios de ingeniería y teorías de audio. Objetivo particular: Determinar el patrón de radiación de la guitarra en 3 dimensiones, mediante la observación y análisis de dicho patrón determinara la colocación y combinación adecuada de micrófonos para optimizar la captación del sonido 4 Justificación: La elección del tema, se da a partir de la necesidad de obtener un sonido fiel de un instrumento ya sea durante una grabación o una sonorización, colocando y eligiendo un micrófono del cual partiremos para obtener el sonido buscado para dichas aplicaciones. En la industria del audio, existen guías para llevar a cabo técnicas de microfoneo para distintos instrumentos musicales, sin embargo todos ellas parecen estar basadas en la experiencia y creatividad de quienes las proponen. En México existe muy poca información sobre trabajos publicados acerca de la aplicación de la ingeniería al audio profesional. Por otro lado, el IPN cuenta con la especialidad de acústica, de donde egresan ingenieros con los conocimientos suficientes como para proporcionar las herramientas adecuadas para mejorar el desempeño, entre otros muchos, audio profesional. Es por eso que este trabajo pretende ofrecer un sustento teórico basado en el análisis del patrón de radiación de una guitarra acústica con la siguiente premisa: “si se conoce el comportamiento del patrón de radiación de un instrumento acústico, se podrá optimizar la captación del sonido generado por el instrumento”. Este trabajo pretende que en la posteridad se cuente con una referencia a partir de un trabajo de ingeniería, quedando principalmente en un futuro en la biblioteca nacional de ciencia y tecnología del IPN. 5 Índice Objetivo particular: ........................................................................................................................... 3 Justificación: ..................................................................................................................................... 4 Antecedentes…………………………………………………………………………………………………………………………………….6 Capítulo 1: Marco teórico ................................................................................................................ 8 1.1 El sonido ...................................... ................................................................................8 1.2 Electroacústica................................ ............................................................................9 1.3 Micrófonos..................................... ............................................................................11 1.3.1 Características de los micrófonos. ........................................................................11 1.3.2 Clasificación de los micrófonos.............................................................................14 1.4 La guitarra acústica........................... ........................................................................23 • Partes que componen una guitarra acústica .....................................................24 1.5 Posiciones correctas para tocar la guitarra .... ........................................................27 1.6 Análisis espectral............................. .........................................................................30 Capitulo 2: Desarrollo del proyecto .............................................................................................. 36 2.1 Implementación del Método, primeras pruebas. ... ..................................................37 2.2 Implementación del método, definitivo.......... ..........................................................45 Capitulo 3 Análisis de resultados…………………………………………………………………..69 3.1 Interpretación ................................. .........................................................................101 Conclusiones: ............................................................................................................................... 115 Referencias:.................................................................................................................................. 116 Anexos: ......................................................................................................................................... 117 6 Antecedentes La colocación y elección del micrófono es el punto de partida para la obtención del sonido buscado en una grabación, la mayoría de las técnicas utilizadas en cada caso, se han elaborado y propuesto debido a la experiencia y creatividad de quien realiza la grabación. La siguiente cronología muestra algunas publicaciones que toman en cuenta aspectos como posición de la fuente (transductor), características de los instrumentos así como del lugar donde se lleva a cabo la grabación Año Autor Titulo Descripción 1990 John Eargle El uso de los micrófonos: Manuales profesionales Muestra técnicas para usar el micrófono en Televisión, Cine, Radio. 1992 Bruce Bartlett Técnicas de microfoneo en estéreo Un enfoque más objetivo y técnico de las técnicas utilizadas actualmente. 1999 David Miles Huber y Philip Williams Professional microphone techniques El uso del micrófono para las docenas de diferentes instrumentos, así como voz, amplificadores y gabinetes. 1999 Bruce Bartlett y Jenny Bartlett On-location recording techniques Se centra en las técnicas especiales utilizadas para la grabación fuera de los límites del estudio. 2004 John Eargle The Microphone Book Se enfoca en los arreglos de micrófonos y el uso de micrófonos inalámbricos 2007 Bruce Bartlett y Jenny Bartlett Recording music on location: capturing the live performance Ofrece una variedad de información sobre los aspectos de la grabación fuera de los límites del estudio 2008 Bruce Bartlett y Jenny Bartlett Practical Recording Techniques: The Step-by-step Approach to Professional Audio Recording Ofrece consejos sobre el equipamiento de una casa de estudio: la acústica, la elección de los altavoces del monitor, y la prevención de zumbido (retroalimentación). 2011 Israel Gallo Mendoza, Javier Yólatl Jiménez Hernández y Omar Alejandro Piña Sauceda Asesores: Dra. Itzalá Rabadán Malda y el Ing. Marcial M. Sánchez Sánchez. Tesis de licenciatura: Técnicas De Microfoneo Para Batería Acústica, ESIME Zacatenco Se realiza un análisis de las técnicas de microfoneo utilizadas para la batería acústica y ofrecen propuestas sustentadas mediante la teoría. 7 Capítulo 1 Marco teórico 8 Capítulo 1: Marco teórico 1.1 El sonido El sonido es la energía de carácter vibratorio capaz de excitar el sentido del oído, por lo que es indispensable un medio transmisor para que exista sonido. A través del oído interno y el nervio auditivo, el cerebro interpreta estas vibraciones. Tomado la definición de sonido, como aquello que el oído humano es capaz de percibir, se tendría que limitarlo a las vibraciones de frecuencias comprendidas entre 20 y 20,000Hz. Debido a esto se llamarían a las vibracionescuya frecuencia fuese menos de 20hz infrasonidos a y ultrasonidos a las que oscilan por encima de los 20Khz. Ahora bien debido a que para que exista el sonido se requiere de un oído humano, hay CARACTERÍSTICAS llamadas SUBJETIVAS que permiten a las personas la identificación DEL SONIDO, estas son: Tono: nos permite distinguir en un sonido si es grave y/o agudo, es la interpretación subjetiva de la frecuencia fundamental Sonoridad: es la amplitud de las vibraciones producidas por un cuerpo sonoro. Timbre: es lo que nos hace que distingamos entre el sonido producido por un determinado sonido de otro, lo cual se refiere a como el cerebro asimila la composición armónica. Duración: indica el tiempo que un sonido permanece en nuestro oído. Depende de la vibración originada por el sonido 9 1.2 Electroacústica La electroacústica es la parte de la acústica que se ocupa del estudio, análisis, diseño de dispositivos que se convierten energía eléctrica en acústica y viceversa, así como de sus componentes asociados. Entre estos dispositivos se encuentran los micrófonos, acelerómetros, altavoces, excitadores de compresión, audífonos, calibradores acústicos, los filtros acústicos, los sonodeflectores y los acopladores acústicos. Los parámetros psicoacústicos más relevantes son: En el término de parámetros subjetivos del sonido como acartonado, frío, blando, etc. no existe como tal una especificación técnica, pero se pueden tomar como referencia tablas elaboradas a base de experiencia, como por ejemplo: Tabla 1.1 Parámetros subjetivos del sonido 10 Tabla 1.1 (cont.) La “Calidez Acústica” (BR por bass ratio) representa la respuesta de la sala en frecuencias graves, si una sala es rica en contenido de frecuencias graves, se dice que la sala es cálida. Esta característica de calidez en una sala determina la suavidad de la música que dentro de ella se percibe durante una ejecución. La calidez acústica se obtiene aplicando la suma de los TR60 en frecuencias bajas (125Hz y 250Hz) y a las bandas medias de 500Hz y 1kHz y dividiendo ambas sumas. La riqueza en armónicos que posee una sala se denomina “Brillo Acústico”, y mediante este parámetro se puede tener una idea de la claridad del sonido en el interior del recinto. Se puede calcular el Br mediante la relación entre la suma del TR60 en frecuencias altas (2kHz y 4kHz) y la suma del TR60 en frecuencias medias (500Hz y 1kHz). La recomendación de Beranek (Beranek, 2004) para salas ocupadas es la siguiente: Br 0.87. Este valor nunca alcanzará a ser mayor a 1 debido a las pérdidas causadas por la absorción del aire, además deben evitarse salas excesivamente brillantes, aspecto que también debe controlarse al colocar sistemas de amplificación en el interior de la sala. 11 1.3 Micrófonos Un micrófono es un transductor capaz de convertir la energía acústica (ondas sonoras), en energía eléctrica. Para realizar esto se necesita una combinación escalonada de dos tipos de transductores. El primero de estos se denominada diafragma. Su misión es transformar las variaciones de presión en vibraciones mecánicas, un transductor mecano acústico, el segundo transforma las vibraciones mecánicas recibidas, en magnitudes eléctricas, un transductor electromecánico. El conjunto de los dos transductores puede considerarse como uno electro acústico. 1.3.1 Características de los micrófonos. Algunas de las características con las que cuentan los micrófonos, son: a) Sensibilidad . Se define como la relación entre la tensión eléctrica expresada en volts obtenida en la salida del micrófono en circuito abierto y la presión sonora aplicada y se expresa en dBV. La sensibilidad puede variar en función de la frecuencia, los fabricantes suelen expresar la sensibilidad en un intervalo de frecuencias determinadas: 250Hz, 500Hz y 1000Hz. La sensibilidad del micrófono no influye en su calidad sonora, ni en su respuesta en frecuencia, pero si a la hora de utilizarlo, porque un micrófono de baja sensibilidad, nos obliga a utilizar un preamplificador para el micrófono y utilizar un nivel mayor de ganancia de entrada para dicho micrófono, aumentando de esta manera el ruido de fondo que produce la electrónica de los preamplificadores. 12 b) Fidelidad . Indica la variación de la sensibilidad respecto de la frecuencia. Es la capacidad que tiene el micrófono para obtener señales que se asemejen lo más posible en frecuencia y en amplitud a las ondas sonoras captadas a la entrada del micrófono. Esta característica se mide para todo el espectro audible. c) Impedancia. Esta característica depende directamente del material y la forma de construcción del micrófono. Existen dos tipos de impedancia: baja y alta. El valor de la baja impedancia está entre 200Ω y 600Ω referenciado a una frecuencia de 1Khz, debido a esto la línea de conexión de micrófono puede ser de tan larga sin pasar los 100 metros tomándose en cuenta el efecto capacitivo del cable. En el caso de la alta impedancia en el micrófono se requiere de una línea de conexión corta de no más de 10 metros entre el amplificador y el micrófono, debido a que provocarían perdidas por el efecto capacitivo del cable. d) Respuesta a la frecuencia. Esta nos muestra el comportamiento (respuesta) del micrófono a cada frecuencia del rango audible del ser humano. Dependiendo de su repuesta se pueden dar funciones particulares a los micrófonos. Las variaciones de respuesta en frecuencia se miden en dBA y se pueden representar gráficamente. Figura 1.1. Respuesta en frecuencia del micrófono P G56 de Shure 13 e) Patrón de captación. Muestra gráficamente mediante un diagrama polar, la sensibilidad con que es capaz de captar un sonido, según el ángulo de incidencia de la fuente sonora en el micrófono. f) Distorsión: Es el conjunto de señales que aparecen en la salida de un sistema y que no estaban en la entrada; son originadas porque el sistema no actúa linealmente sobre la señal de entrada. La especificación más sencilla de la distorsión de un sistema es la distorsión armónica total (THD) producida cuando se excita el sistema con un tono de amplitud conocida. Las posibles causas de distorsión en un micrófono son: 1) Efecto de proximidad. El efecto de proximidad se presenta al tener un aumento en las bajas frecuencias cuando la distancia existente entre la fuente sonora y el micrófono disminuye. 2) Resonancia interna. Es el reforzamiento de ciertas frecuencias como resultado de la coincidencia de la frecuencia propia del transductor con la frecuencia de una excitación externa, esta puede llegar a dar un realce en diferentes frecuencias en la curva de respuesta en frecuencias. 3) Vibraciones parciales. Se produce en diafragmas poco rígidos, en los que aparecen modos propios de vibración transversal originando coloración en frecuencias por encima de la resonancia del diafragma. Este tipo de distorsión se genera en micrófonos con un diafragma de superficie grande. 4) Sobrecarga o saturación debida a una presión elevada en el micrófono. La especificación sería, el nivel máximo de presión, para un THD del O.5%. 14 1.3.2 Clasificación de los micrófonos Los micrófonos se pueden clasificar: a) Por su directividad b) Por el encierro de diafragma c) Por su elemento transductor d) Por su respuesta en frecuencia a) Por su directividad Los micrófonos se diseñan para que tengan una determinada respuesta direccional, que se representa mediante el patrón de captación, Es frecuente que en la cápsula se indique, mediante un símbolo, el tipo de funcionamiento direccional del micrófono. Figura 1.2 Micrófono U-87, NEUMANN 15 En base a lo anterior, los micrófonos se tienen: • Unidireccionales ó Direccionales o Cardioide o Supercardioideo Hipercardioide • Omnidireccionales • Bidireccionales • Micrófonos unidireccionales o direccionales Los micrófonos unidireccionales o direccionales son aquellos micrófonos muy sensibles a una única dirección y relativamente sordos a las restantes. Los principales inconvenientes de este tipo de micrófonos es que no dan una respuesta plana, son más direccionales si se trata de frecuencias altas (agudos) que si son frecuencias bajas (graves). 16 La clasificación de los micrófonos por su direccionalidad: • Micrófono cardioide . Muy sensibles a los sonidos provenientes de la parte frontal y muy poco sensibles en la parte trasera, la figura característica de este patrón polar es de un corazón que parte de la capsula del micrófono. Figura 1.5 Patrón de captación cardiode • Micrófono supercardioide . Tienen una mayor captación y sensibilidad que el cardioide, pero menos que el hipercardioide. Mayor sensibilidad en su parte trasera que el cardioide, pero menor que en el hipercardioide. Figura 1.7 Patrón de captación supercardioide 17 • Micrófono hipercardioide . Tienen una mayor captación y sensibilidad que el cardioide o el supercardioide en la parte frontal, pero recoge más sonido por su parte posterior que el cardioide y el supercardioide. Figura 1.6 Patrón de captación hipercardioide • Micrófonos Omnidireccionales. Los micrófonos omnidireccionales son micrófonos que captan el sonido procedente de todas las direcciones (omnidireccional significa todas direcciones). En este tipo de micrófonos, su captación para frecuencias bajas y medias es buena en todas direcciones, pero en el caso de las frecuencias altas se tiene una mejor captación en la parte frontal del eje de simetría con respecto a su membrana receptora , que en las laterales y traseras de este. Figura 1.3 Patrón de captación omnidireccional 18 • Micrófonos bidireccionales. Los micrófonos bidireccionales o también conocidos como forma de 8 tienen una mejor captación y una mayor sensibilidad del sonido, que inciden directamente al diafragma, ya sea por la cara frontal o trasera de este. Los sonidos laterales apenas son captados debido a que se anulan por coincidir al mismo tiempo en las dos caras laterales. Los sonidos que llegan por su parte superior no son captados. Estos micrófonos se emplean para locutores entrenados ó cantantes en coros. Figura 1.4 Patrón de captación Bidireccional b) Por el encierro de diafragma Se refiere al principio de transducción que emplean, ya sea acústico mecánico o mecánico eléctrico, El acústico mecánico, está formado por una membrana, o diafragma, que al recibir una onda de presión se desplaza con una determinada velocidad, comunicando una fuerza a un elemento móvil, por ejemplo una bobina. En este transductor se encuentran los elementos acústicos que permiten dar diferentes formas de directividad a los micrófonos. El mecánico eléctrico consiste en un elemento electromagnético, electrostático, piezoeléctrico, etc., que convierte el desplazamiento del diafragma en una señal eléctrica. 19 • Micrófono de presión. Expone sólo una superficie del diafragma a la fuente de sonido. El rendimiento del micrófono depende solo de la presión sobre una de las caras del diafragma. Originalmente su captación es omnidireccional, pero en función del diámetro del diafragma su captación se vuelve direccional a medida que aumenta la frecuencia de señal. • Micrófono de gradiente de presión. Se exponen ambas caras del diafragma a la fuente sonora, captan por su parte frontal y trasera, por lo que son bidireccionales, la señal eléctrica resultante depende de la diferencia entre las presiones que se ejercen sobre ambas caras del diafragma. Llega un momento en que si la presión que se tiene en la parte frontal del diafragma se iguala a la parte trasera del mismo, el sonido se anula. Es un punto muerto de sonido, donde no hay captación. • Micrófonos combinados de presión y gradiente de pre sión. Responden a la presión y al gradiente de presión, ambas caras del diafragma son afectadas por la onda sonora incidente en él, pero hay una diferencia en su funcionamiento, la onda captada en la parte trasera incide a través de retardos acústicos, produciendo en el mismo diafragma un fenómeno de cancelación que da como resultado el patrón polar cardiode. 20 C) Por su elemento transductor Los 4 tipos de micrófonos más utilizados son: Condensador, dinámico, de cinta y piezoeléctricos • Micrófono de Condensador : Las ondas sonoras incidentes generan un movimiento oscilatorio del diafragma, y este a su vez provoca una variación en la energía almacenada en el condensador que forma el núcleo de la cápsula del micrófono, esta variación en la carga almacenada genera una tensión eléctrica, esta es la señal que es enviada a la salida del sistema. Figura 1.8 Diagrama de micrófono de condensador Los micrófonos de condensador requieren de una pre amplificación antes de entregar la tensión eléctrica a su salida, además requieren una tensión de polarización, es comúnmente conocida como “fuente fantasma” o “phantom power” y generalmente es de 48V. 21 • Micrófono Electrodinámico : La vibración del diafragma, genera el movimiento de una bobina móvil o cinta corrugada, unidas a un imán fijo que genera un campo magnético, cuyas fluctuaciones son transformadas en tensión eléctrica, conforme mayor sean los movimientos mayor será la tensión . Son electrodinámicos los: � Micrófono de bobina móvil ó dinámico. Figura 1.9 Diagrama de micrófono de bobina móvil • Micrófono de cinta Figura 1.10 Diagrama de micrófono de cinta 22 • Micrófono piezoeléctrico: En una capsula se contiene material piezoeléctrico (cuarzo, sales de Rochélle, etc), presionados entre dos placas de metal. Una tensión se inyecta a través de las placas del metal. El diafragma al vibrar con las ondas sonoras incidentes, hace vibrar de igual manera una de las placas de metal que genera la variación de la comprensión del material, esta variación en la presión altera la distancia de contacto entre el material contenido en la capsula, resulta un cambio proporcional en la resistencia eléctrica del material, esto genera una tensión variable proporcional a la presión sonora incidente sobre el diafragma. Son micrófonos piezoeléctricos: -El micrófono de cristal -El micrófono de cerámica Figura 1.11 Diagrama de micrófono piezoeléctrico 23 d) Por su respuesta en frecuencia En este rubro se pueden clasificar en micrófonos de respuesta: • Plana : Este tipo de micrófonos son aquellos que no tiene ninguna variación en su respuesta en frecuencia, la grafica resultante de esta respuesta en frecuencia es una línea casi recta. • Ajustada : Son aquellos micrófonos que al fabricarse se especializan, para que tengan una mejor sensibilidad para determinadas frecuencias. • Ajustable : Son micrófonos que cuentan con un conmutador en donde se puede realizar diferentes atenuaciones en frecuencias, o dejarlo completamente plano, según sea el caso. 1.4 La guitarra acústica La primera magnitud que caracteriza un instrumento sonoro es el llamado "rango dinámico de potencia " entendiendo por tal la diferencia entre el valor máximo de la potencia acústica que es capaz de generar y el mínimo valor que produce, por ejemplo en el caso de la voz, considerada por muchas como él, instrumento musical por excelencia, su rango dinámico en potencia está comprendido entre los 0,001 micro watts de potencia media para los sonidos más débiles y para los sonidos más fuertes el valor de la potencia media es de 1.000 micro watts. La segunda magnitud es la llamada rango dinámico de un instrumento sonoro que es la diferencia entre el límite superior de la frecuencia fundamentalque es capaz de producir y el límite inferior. La frecuencia fundamental es la que define el tono, la altura o la nota de la escala musical. Así mismo, los instrumentos generan sonidos armónicos, cuyas frecuencias son múltiplos del fundamental, y sus amplitudes van disminuyendo desde la fundamental, a los armónicos más elevados. 24 El timbre de un instrumento sonoro, está caracterizado por los sobre tonos que acompañan a la frecuencia fundamental, por lo que éste será característico de cada instrumento o grupo de instrumentos. • Partes que componen una guitarra acústica Figura 1.12 Estructura y partes que componen una gu itarra clásica: Clavijero: Su función es la de sostener y tensar las cuerdas, para ello consta de un mecanismo compuesto por un tornillo (sin fin) que hace girar un eje, girando las clavijas , donde van enrolladas las cuerdas. Está situado en el extremo del diapasón o brazo, es sobre este que vienen las cuerdas para atarse. Su tensión puede modificarse para la afinación mediante un sistema de tornillos sin fin impulsados por las clavijas, que implican pequeños rodillos sobre los cuales se envuelven las cuerdas. Éstas pasan a continuación por el puente superior, en el cual se cavan pequeños surcos que guían cada cuerda hacia el diapasón hasta llegar al 25 clavijero. El clavijero puede llamarse también pala o maquinaria; de este mecanismo depende la afinación de las cuerdas de la guitarra. Cejilla o puente superior : Es una pieza de forma alargada que va incrustada entre el clavijero y el mástil de hueso o madera dura. Sirve de puente a las cuerdas, permitiendo la separación entre ellas y fijándolas gracias a unas ranuras que lleva en su parte superior. La mayor o menor altura de la cejuela regula la suavidad o dureza del instrumento. Es muy importante que las ranuras de este puente estén en perfecto estado, su deterioro por el tiempo, etc. Ocasiona que las cuerdas se aproximen más hacia el mástil, lo que puede ocasionar que al vibrar las cuerdas rocen con los trastes (cerdear) produciendo distorsiones en el sonido. Cuerdas : La guitarra clásica, al igual que la eléctrica, consta de seis cuerdas que toman su nombre según el sonido que producen cuando se tocan al aire y se enumeran desde abajo hacia arriba, tomando como referencia la posición normal de coger la guitarra para tocar, de la siguiente forma tocándolas al aire: 1.- Cuerda: E (Mi 4 agudo) 2.- Cuerda: B (Si 3) 3.- Cuerda: G (Sol 3) 4.- Cuerda: D (Re 3) 5.- Cuerda: A (La 2) 6.- Cuerda: E (Mi 2 grave) La primera cuerda es la de grosor más fino. El grosor va aumentando progresivamente desde la primera a la sexta, siendo esta la más gruesa. Antiguamente se fabricaban a partir de tripa de animal, pero en la actualidad el material que se utiliza es el nylon. En el caso de la guitarra española, la 4ª, 5ª y 6ª son de hilos muy finos de nylon envueltos en metal y la 1ª cuerda (por ser la más fina) y la 4ª cuerda (por tener la envoltura de metal más fina), son las que más tienden a romperse por la tensión que adquieren. En la guitarra eléctrica las cuerdas son de metal. 26 Mástil y diapasón: el diapasón es una pieza, normalmente de ébano, alargada de forma aplanada que cubre el Mástil, éste tiene una o dos ranuras en las que encajan en la caja y es de madera dura de arce, por la parte frontal. Está dividido en espacios delimitados por unas barras de metal incrustadas llamadas trastes. Trastes : el traste es la separación que existe en el diapasón del mástil de la guitarra, en forma de tiras de metal incrustadas en el diapasón. En algunos instrumentos antiguos no procedentes de Europa se usaban cuerdas atadas al mástil a modo de trastes. Lo más común es que los trastes dividan el diapasón en semitonos, así pues en la guitarra: un traste equivale a un semitono. Al pulsar sobre una cuerda en un traste, se produce una nota musical. La distancia acústica entre dos trastes es un semitono. Caja de resonancia o cuerpo : la caja de resonancia o cuerpo es una parte fundamental de las guitarras acústicas, está formado por la placa superior o placa armónica, la placa inferior y los costados. Es la encargada de amplificar los sonidos que se producen al tocar las cuerdas, cuando éstas se golpean se produce una vibración que es recogida por el puente y se transmite a la placa del cuerpo, la vibración que produce esta placa es recogida y amplificada por el cuerpo de la guitarra, de manera que el sonido no solo sale a través de la boca, sino también por medio de las placas, las frecuencias bajas salen mayormente por la boca, mientras que las frecuencias altas y medias, se amplifican mayormente por las placas. Puente : es una pieza alargada y estrecha situada sobre la placa superior a cierta distancia de la boca. Es donde se fijan las cuerdas antes de colocarlas y tensarlas en el clavijero. El sistema de colocación es similar al del clavijero. Para graduar la altura de las cuerdas en la parte superior del puente nos encontramos con la Selleta (cejilla inferior). Pastilla o micrófono: Dispositivo con un bobinado de alambre delgado que transforma el sonido en señales eléctricas. Las pastillas se controlan mediante un Selector (o 27 conmutador) de dos o tres vías, que permite usar una u otra, o dos a la vez. También tienen un control de volumen y otro de tono . Alma del mástil (varilla tensora) : las llevan todas las guitarras de cuerdas de acero y se encuentra a lo largo del Mástil, debajo del Diapasón. Esta compensa la curvatura provocada por la tensión de las cuerdas. La varilla se ajusta por medio de una tuerca hexagonal que se encuentra en el extremo más próximo a la caja o del otro extremo del Mástil. Las notas de la guitarra acústica. Las notas del diapasón en una guitarra acústica son iguales a las de una guitarra eléctrica. En la figura 1.13 se puede ver una imagen en la que las notas naturales (sin alteraciones). Figura 1.13 1.5 Posiciones correctas para tocar la guitarra Antes de tomar la guitarra, necesitamos saber cuál es la posición correcta de sentarnos para poder sostenerla y tocarla. Necesitas sentarte en una silla resistente con base plana lo suficientemente alta para que tus piernas queden flexionadas en 90 grados, con tus pies apoyando toda su base en el piso, tus rodillas deben estar separadas a la anchura de tus hombros. Tu espalda debe estar derecha y tus hombros relajados y nivelados. Procura que la ropa no te estorbe al tocar, siempre pasa que la manga esta apagando el sonido de las cuerdas. 28 • Posición correcta para tocar la guitarra Sentado: La posición ideal para tocar la guitarra es sentado en una silla no muy alta, donde la pierna derecha debe estar haciendo contacto con el suelo y la pierna izquierda debe estar por encima del plano del suelo, apoyada sobre un soporte especial, banco, etc. ,como se observa en la figura 1.14. De esa manera apoyamos la guitarra (por su parte inferior) sobre la pierna derecha y a la misma vez sobre la pierna izquierda (que como hemos dicho anteriormente debe estar más elevada) por el costado que está aproximadamente a la altura de la boca, aprovechando la curva. Figura 1.14 • Posición normal Apoya la cintura de la guitarra en tu pierna derecha y coloca tu antebrazo derecho sobre el borde de la caja ,como se observa en la figura 1.15 . El mástil queda cerca del cuerpo y un poco inclinado hacia arriba. No pegues la guitarra a tu estómago. Inclina un poco la parte superior de la guitarra hacia dentro para que no tengas que inclinarte demasiado para ver donde pones los dedos de ambas manos. Figura 1.15 29 • Posición clásica Apoya la cintura de la guitarra en la pierna izquierda, con el mástil inclinado hacia arriba, de manera que la mano izquierda llegue con facilidad al diapasón. El antebrazoderecho se apoya en el borde de la caja, como se observa en la figura 1.16. En esta posición el peso de la guitarra queda bien equilibrado. El pie izquierdo se apoya en un apoya pies para que la pierna quede un poco levantada. • Posición de pie Cualquier guitarra se puede tocar de pie colgándola con una correa. Es importante que el instrumento cuelgue con el peso hacia el cuerpo y con un buen centro de gravedad, para que las manos y los brazos puedan moverse con libertad. Muchos guitarristas modernos tienden a colgarse la guitarra muy baja por motivos estéticos, pero así resulta más difícil tocar y no es recomendable para principiantes. Para una mayor soltura de la mano izquierda, el mástil debe de quedar inclinado hacia arriba, como se observa en la figura 1.17. Figura 1.16 Figura 1.17 30 1.6 Análisis espectral El análisis espectral tiene por objeto descomponer una serie de tiempo estacionaria en una suma, posiblemente infinita, de componentes senoidales de diversas frecuencias y amplitudes. Las frecuencias más significativas sirven para explicar ciclos económicos, estacionalidad o características estadísticas generales del proceso aleatorio. Aunque contiene la misma información que el análisis en el dominio del tiempo, el análisis en el dominio de la frecuencia puede facilitar la intuición. El análisis espectral de la producción manufacturera colombiana no detecta la presencia de ciclos económicos. El análisis espectral tiene que ver con vibraciones y oscilaciones, las cuales, en su forma más pura, son ondulaciones sin quiebres abruptos que se repiten periódicamente a través del tiempo, manteniendo siempre la misma amplitud y frecuencia de oscilación, como la señal emitida por un diapasón. Estas ondulaciones se conocen como ondas senoidales y son los componentes de prácticamente todas las señales conocidas, como el ruido blanco, la voz, etcétera. El análisis espectral separa una señal en las diversas ondas senoidales que la conforman. Transformada de Fourier La Transformada de Fourier (TF) permite conocer todas las componentes de frecuencia de una señal. Lo anterior determina que la TF tenga una gran resolución en el dominio frecuencial pero una resolución en el dominio temporal nula, debido a que la TF requiere, para su cálculo, la utilización de todos los datos temporales de la señal o del tramo de señal considerado, por lo que no se puede determinar en qué instante de la señal hace presencia una componente de frecuencia concreta. Por lo tanto, la TF es una herramienta bastante exitosa en el análisis de señales estacionarias. Sin embargo, ésta no puede ser aplicada con el fin de obtener información precisa de cuando las diferentes componentes de frecuencia hacen su 31 aparición en la señal, como es el caso de las señales no estacionarias cuyo contenido espectral varía con el tiempo. Para resolver el problema de resolución en tiempo de la transformada de Fourier, Denis Gabor (1946) adaptó la transformada utilizando un procedimiento llamado ventaneado. Este procedimiento consiste en dividir una señal x(t) en pequeños segmentos a través del tiempo de forma que se pueda asumir que para cada segmento la señal es estacionaria y así calcular la TF en cada uno de ellos. La forma de dividir la señal se realiza mediante lo que se denomina una ventana temporal g(t), cuyo ancho corresponde a la longitud del segmento o tramo en los que se divide la señal total. Matemáticamente hablando, se multiplica la señal total por la ventana temporal que tiene un valor definido dentro del intervalo de la ventana y un valor nulo fuera de él. Con la ventana temporal se encuadra la señal alrededor de un instante de tiempo τ y se calcula su transformada de Fourier; luego trasladando temporalmente la ventana se cubre un nuevo segmento de la señal al que se le vuelve a calcular la TF. Dicho procedimiento se realiza hasta cubrir la totalidad de la señal. Según lo anterior, se define la transformada de Fourier en cortos tiempos STFT (Short Time Fourier Transform) para la señal x(t) como: Se puede asumir que la ventana g(t) es bien localizada en el intervalo centrado en el tiempo t = 0, y de longitud ∆t y su transformada de Fourier Xg (τ, f) está también localizada en una banda de frecuencia centrada en f = 0 y de ancho ∆f. Los valores obtenidos de Xg (τ, f) representan un esquema del dominio tiempo- frecuencia y muestra la información que contiene la señal en dicho dominio. Finalmente, se puede definir una ventana ideal como aquella que permita determinar unívocamente el contenido frecuencial y la energía total del tramo de señal donde es (1.1) 32 impuesta; es bien conocido y pesa que este tipo de ventana al igual que los filtros ideales no son físicamente realizables. Por tanto, para una eficiente aplicación de la STFT, se ha de determinar la ventana temporal y sus respectivos parámetros que mejor se ajusten al tipo de señal que se pretende analizar. Ventana de Hanning La ventana de Hann, el nombre de la ventana se debe a Julius Von Hann. Otro nombre común para esta ventana es "coseno elevado" La ventana Hanning tiene la forma de un ciclo de una onda cosenoidal, a la que se agrega un “1” para que siempre sea positivo. Los valores de la señal muestreada se multiplican por la función Hanning y el resultado se ve claramente en la gráfica. Figura 1.18 Ventana de Hanning Nótese que las extremidades de la señal de tiempo fueron forzadas hacia cero sin tomar en cuenta que está haciendo la señal de entrada. La ventana Hanning realiza un buen trabajo, forzando las extremidades hacia cero, pero también agrega distorsión a la forma de onda que se está analizando, bajo la forma de modulación de amplitud, eso es la variación en amplitud de la señal sobre la grabación de tiempo. La Modulación de Amplitud en una forma de onda resulta en 33 bandas laterales en su espectro y en el caso de la ventana Hanning, esas bandas laterales o lóbulos laterales como se llaman, efectivamente reducen la resolución de frecuencia del analizador un 50%. Es como si las líneas de frecuencia del analizador se hacen más anchas en la gráfica, la curva tiene la forma del filtro que produce el analizador con el factor de ponderado Hanning. Cada línea del analizador tiene la forma de esta curva. Solamente una se enseña en la gráfica. Si un componente de una señal está a la frecuencia exacta de una línea TRF, será leído en su amplitud correcta, pero si está en una frecuencia que es la mitad de ∆F (la mitad de la distancia entre las líneas) será leído en una amplitud inferior de 1. 4 dB. La gráfica enseña este efecto y también nos enseña los lóbulos laterales creados por la ventana Hanning. Los lóbulos laterales más altos son aproximadamente 32 dB más bajo que el lóbulo principal. Figura 1.19 Lóbulos creados en la ventana de Hannin g La ventana Hanning siempre se debe usar con señales continuas y nunca se debe usar con transientes. La razón es que la forma del transiente será distorsionada por la forma de la ventana, y la frecuencia y el contenido de un transiente están íntimamente conectados con su forma. 34 Tabla 1 Funciones ventana y sus característica Figura 1.20 Función ventana y su espectro frecuenci al: Hanning 35 Capítulo 2 Desarrollo del proyecto 36 Capitulo 2: Desarrollo del proyecto Se realizó la búsqueda de un analizador que cumpliera con todos los requerimientos que se necesitaba, en un principio se decidió utilizar el programa Real Media Analyzer® pero se desecho esta opción debido a que las características que ofrecía no satisfacían las funciones específicas que necesitábamos. Se decidió utilizar el software Room Eq Wizard V5.00® debido a que permite guardar una representación gráfica del espectroen forma de señal. Gracias a esta opción fue posible observar la fundamental y los armónicos en dicho espectro, además contiene funciones como medidor de SPL, Generador de Tono y lo más importante permite ser calibrado con la introducción de un tono externo. Posteriormente se realizaron pruebas hasta lograr que el sonómetro trabajara en conjunto con el software. Este software se acopló adecuadamente a los Sonómetros utilizados Marca: EXTECH® Modelo: 407768®, los cuales tienen un micrófono tipo 2 integrado en su estructura. Con estos sonómetros procedimos a obtener los valores indispensables, para poder posteriormente, con el análisis del software, obtener los patrones de radiación de la guitarra acústica. 37 Las pruebas se realizaron en el Laboratorio de Grabación de la ESIME Zacatenco ya que se cuenta con un ambiente controlado, es decir no hay factores que intervengan en el medio elástico en el cual se llevará a cabo el análisis, el ambiente controlado se refiere a que no haya factores externos como ruido o viento que afecte ó intervengan en las mediciones. 2.1 Implementación del Método, primeras pruebas. Material y Equipo: • 4 Sonómetros marca: EXTECH®. Modelo: 407768. • 4 Computadoras marca: Compaq®. Modelo: dc7900. • 1 Software Room Eq Wizard V5.00®. • 1 Ejecutante del instrumento • 4 Cables auxiliares mono-mono plug de 3.5mm • 1 Cronómetro • 1 Afinador digital gStrings V1.0.6® (Es una aplicación afinador cromático de medición de tono e intensidad del sonido que permitirá afinar cualquier instrumento musical: violín, viola, violonchelo, contrabajo, guitarra, piano, instrumentos de viento) • 1 Flexómetro • 1 Transportador • 1 Cinta adhesiva • 1 Calibrador de nivel sonoro marca: Brüel & Kjær® Modelo: 4231® Por este método se determino, midió y marcó un esquema de diferentes divisiones de ángulos (Fig. 2.1), los cuales determinarían los puntos a grabar. Estas divisiones fueron realizadas cada 18 grados con el fin de trazar los ejes (Tabla 2.1). Donde se colocarían los soportes de los sonómetros (Fig. 2.2). Ángulos Usados En La Marcación De Los Ejes θ°, φ° 0 18 36 54 72 90 108 126 144 162 180 0 0,0 0,18 0,36 0,54 0,72 0,90 0,108 0,126 0,144 0,162 0,180 18 18,0 18,18 18,36 18,54 18,72 18,90 18,108 18,126 18,144 18,162 18,180 36 36,0 36,18 36,36 36,54 36,72 36,90 36,108 36,126 36,144 36,162 36,180 54 54,0 54,18 54,36 54,54 54,72 54,90 54,108 54,126 54,144 54,162 54,180 72 72,0 72,18 72,36 72,54 72,72 72,90 72,108 72,126 72,144 72,162 72,180 90 90,0 90,18 90,36 90,54 90,72 90,90 90,108 90,126 90,144 90,162 90,180 108 108,0 108,18 108,36 108,54 108,72 108,90 108,108 108,126 108,144 108,162 108,180 270 270,0 270,18 270,36 270,54 270,72 270,90 270,108 270,126 270,144 270,162 270,180 288 288,0 288,18 288,36 288,54 288,72 288,90 288,108 288,126 288,144 288,162 288,180 306 306,0 306,18 306,36 306,54 306,72 306,90 306,108 306,126 306,144 306,162 306,180 324 324,0 324,18 324,36 324,54 324,72 324,90 324,108 324,126 324,144 324,162 324,180 Tabla 2.1 -38- 39 Fig. 2.1 Fig. 2.2 Se instalaron las 4 computadoras en el estudio de grabación de ESIME Zacatenco con el software Room Eq Wizard V5.00® instalado previamente (Fig. 2.3), cerca del área donde el interprete realizaría la ejecución de las notas musicales (Fig. 2.4) estas notas fueron establecidas previamente, considerando rangos de frecuencia: bajos, medios y altos tomando como referencia el rango que abarca la guitarra acústica, que va desde los 82.41 Hz (Mi2) hasta 932.33 Hz (La#5) (Tabla 2.2 y 2.3). Los equipos se ubicaron cerca del intérprete por qué no se contaba con cables de gran longitud, después se procedió a conectar los 4 Sonómetros que fueron enumerados del 1 al 4 respectivamente a uno a cada computadora, mismas que fueron enumeradas del 1 al 4 (Fig. 2.5) para tener un mejor control al momento de realizar el análisis y respetar una correcta homogeneidad, todo con el fin de captar las notas musicales para su posterior análisis espectral. Fig.2.3 Fig.2.4 Fig. 2.5 Rango que abarca la guitarra acústica, que va desde los 82.41 Hz hasta 932.33 Hz. Tabla 2.2 Cuerda al aire No. 11 12 13 14 15 16 17 18 Mi 2 6 Re# 3 Mi 3 Fa 3 Fa# 3 Sol 3 Sol# 3 La 3 La# 3 82.41Hz 155.56 Hz 164.81 Hz 174.61 Hz 185 Hz 196 Hz 207.65 Hz 220 Hz 233.08 Hz La 2 5 Sol# 3 La 3 La# 3 Si 3 Do 4 Do# 4 Re 4 Re# 4 110 207.65 Hz 220 Hz 233.08 Hz 246.94 Hz 261.63 Hz 277.18 Hz 293.66 Hz 311.13 Hz Re 3 4 Do# 4 Re 4 Re# 4 Mi 4 Fa 4 Fa# 4 Sol 4 Sol# 4 146.83 Hz 277.18 Hz 293.66 Hz 311.13 Hz 329.63 349.23 Hz 369.99 Hz 392 Hz 415.30 Hz Sol 3 3 Fa# 4 Sol 4 Sol# 4 La 4 La# 4 Si 4 Do 5 Do# 5 196 Hz 369.99 Hz 392 Hz 415.30 Hz 440 Hz 466.16 Hz 493.88 Hz 523.25 Hz 554.37 Hz Si 3 2 La# 4 Si 4 Do 5 Do# 5 Re 5 Re# 5 Mi 5 Fa 5 246.94 Hz 466.16 Hz 493.88 Hz 523.25 Hz 554.37 Hz 587.33 Hz 622.25 Hz 659.26 Hz 698.46 Hz Mi 4 1 Re# 5 Mi 5 Fa 5 Fa# 5 Sol 5 Sol# 5 La 5 La# 5 329.63 Hz 622.25 Hz 659.26 Hz 698.46 Hz 739.99 Hz 783.99 Hz 830.61 Hz 880 Hz 932.33 Hz Tabla 2.3 Traste 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Mi 2 6 Fa 2 Fa# 2 Sol 2 Sol# 2 La 2 La# 2 Si 2 Do 3 Do# 3 Re 3 82.41 Hz 87.31 Hz 92.50 Hz 98 Hz 103.83 Hz 110 Hz 116.54 Hz 123.47 Hz 138.59 Hz 138.59 Hz 146.83 Hz La 2 5 La# 2 Si 2 Do 3 Do# 3 Re 3 Re# 3 Mi 3 Fa 3 Fa# 3 Sol 3 110 Hz 116.54 Hz 123.47 Hz 138.59 Hz 138.59 Hz 146.83 Hz 155.56 Hz 164.81 Hz 174.61 Hz 185 Hz 196 Hz Re 3 4 Re# 3 Mi 3 Fa 3 Fa#3 Sol 3 Sol# 3 La 3 La# 3 Si 3 Do 4 146.83 Hz 155.56 Hz 164.81 Hz 174.61 Hz 185 Hz 196 Hz 207.65 Hz 220 Hz 233.08 Hz 246.94 Hz 261.63 Hz Sol 3 3 Sol# 3 La 3 La# 3 Si 3 Do 4 Do# 4 Re 4 Re# 4 Mi 4 Fa 4 196 Hz 207.65 Hz 220 Hz 233.08 Hz 246.94 Hz 261.63 Hz 277.18 Hz 293.66 Hz 311.13 Hz 329.63 Hz 349.23 Hz Si 3 2 Do 4 Do# 4 Re 4 Re# 4 Mi 4 Fa 4 Fa# 4 Sol 4 Sol# 4 La 4 246.94 Hz 261.63 Hz 277.18 Hz 293.66 Hz 311.13 Hz 329.63 Hz 349.23 Hz 369.99 Hz 392 Hz 415.30 Hz 440 Hz Mi 4 1 Fa 4 Fa# 4 Sol 4 Sol# 4 La 4 La# 4 Si 4 Do 5 Do# 5 Re 5 329.63 Hz 349.23 Hz 369.99 Hz 392 Hz 415.30 Hz 440 Hz 466.16 Hz 493.88 Hz 523.25 Hz 554.37 Hz 587.33 Hz -40- 41 Se calibraron los sonómetros con un Calibrador de Nivel Sonoro Marca: Brüel & Kjær® Modelo: 4231® (Fig. 2.6) de acuerdo a la norma IEC 61672 (establece dos clases de exactitud para los sonómetros, las cuales se especifican como clase “1” y “2”, siendo la clase “1” la de mejor exactitud) a 94dB (Fig. 2.7 y Fig. 2.8) Fig. 2.6 Fig. 2.7 Fig. 2.8 Una vez ajustados todos los parámetros con respecto a la calibración de los sonómetros se coloco al ejecutante en el centro del recinto, sentado en un banco sosteniendo la guitarra (Fig.2.9) para generar las notas musicales ya definidas. Fig. 2.9 42 Tomando como ángulo 0º en phi y 90º en theta (fig. 2.10) el centro de la boca de la guitarra (Fig. 2.11), se marcaron cada 18° grados, en sentido de las manecillas del reloj trazando una circunferencia hasta completarla, (Fig. 2.12). Estos ejes se trazaron cada 18 grados por la optimización de tiempo ya que entre mayor distancia entre los ángulos se disminuiría el tiempo de trabajo en el análisis del patrón de radiación de la guitarra acústica emitido. La dificultad fue determinar los 2 puntos de referencia en 0º y 180º de theta, en relación con las distancias del cuerpo de la guitarra en conjunto con el interprete a 15 cm y 30 cm (Fig. 2.13) cambiando el panorama respecto a la forma del patrón de radiación que se tenía en mente obtener, pasando de una forma esférica a una forma amorfa. Fig. 2.13 Figura 2.10 Figura 2.11 Figura 2.12 43 Se midió el nivel de presión sonora de la guitarra durante 7 segundos, de los cuales se tomaron una muestra aproximadamente cada segundo y a su vez 3 repeticiones por cadanota, justificando el hecho de que el ejecutante no siempre toca con la misma intensidad, siendo así 21 (Fig. 2.14) muestras por nota en un eje horizontal con correspondencia en vertical teniendo en cuenta ciertas posiciones (Tabla 2.4) Fig. 2.14 Ángulos Usados En La Marcación De Los Ejes θ°, φ° 0 18 36 54 72 90 108 126 144 162 180 0 0,0 0,18 0,36 0,54 0,72 0,90 0,108 0,126 0,144 0,162 0,180 18 18,0 18,18 18,36 18,54 18,72 18,90 18,108 18,126 18,144 18,162 18,180 36 36,0 36,18 36,36 36,54 36,72 36,90 36,108 36,126 36,144 36,162 36,180 54 54,0 54,18 54,36 54,54 54,72 54,90 54,108 54,126 54,144 54,162 54,180 72 72,0 72,18 72,36 72,54 72,72 72,90 72,108 72,126 72,144 72,162 72,180 90 90,0 90,18 90,36 90,54 90,72 90,90 90,108 90,126 90,144 90,162 90,180 108 108,0 108,18 108,36 108,54 108,72 108,90 108,108 108,126 108,144 108,162 108,180 270 270,0 270,18 270,36 270,54 270,72 270,90 270,108 270,126 270,144 270,162 270,180 288 288,0 288,18 288,36 288,54 288,72 288,90 288,108 288,126 288,144 288,162 288,180 306 306,0 306,18 306,36 306,54 306,72 306,90 306,108 306,126 306,144 306,162 306,180 324 324,0 324,18 324,36 324,54 324,72 324,90 324,108 324,126 324,144 324,162 324,180 (Tabla 2.4) 44 Donde se tiene los siguientes grados: 11 grados en theta (0º-180º) 10 grados en phi (108º-0º,324º-270º) El total de posiciones para medir con los sonómetros: A 15 cm son 132 puntos y a 30 cm son 132 puntos. Como se cuenta con 4 sonómetros, en vez de posicionar uno a 132 posiciones diferentes. Se posicionaran 4 a 33 posiciones diferentes c/u para 15 cm y 4 a 33 posiciones diferentes c/u para 30 cm. En cada posición se midieron las 7 notas musicales y se deben de tomar 3 muestras de cada nota, obteniendo finalmente un total de 5544 muestras Las mediciones las realizamos en los ángulos y , donde representa el eje de las “x” y al eje de las “y”. Las muestras son tomadas cada 18 ° de manera que de frente a la boca de la guitarra se encuentran el grado 0° en el ángulo y los 90° en el ángulo . (Fig. 2.15) (Tabla 2.5) Fig. 2.15 Datos a considerar de cada eje 0 0 18 18 36 36 54 54 72 72 90 90 108 108 270 126 288 144 306 162 324 180 342 (Tabla 2.5) 45 Con este método se obtuvieron las primeras mediciones a base de mucho trabajo, debido a la carga excesiva de trabajo que se observo durante la práctica, se concluyo que se deberá proceder a buscar un método que no nos llevara tanto tiempo, debido que al tener que ocupar las instalaciones del estudio de grabación se depende de el tiempo de los profesores de grabación así como de el tiempo de compañeros de otros semestres, que ya que ya hay una programación previa del uso del Estudio de grabación de ESIME Zacatenco. 2.2 Implementación del método, definitivo Se decide utilizar este método debido a que presenta una disminución en el tiempo que se requiere para la toma de muestras de las notas musicales a ejecutar y así un uso optimo del tiempo requerido del estudio de grabación de ESIME Zacatenco. Este método ofrece el poder guardar las muestras a través del software en conjunto con la consola Yamaha y su correspondiente interfaz esto con la finalidad de tener almacenadas todas las muestras de todos los ejes de los que se obtuvieron las muestras para su posterior análisis. Material y Equipo • 4 Sonómetros Marca: EXTECH®. Modelo: 407768®. • 1 Computadora (Estudio de Grabación) • 1 Calibrador de Nivel Sonoro Marca: Brüel & Kjær® Modelo: 4231® • 1 Software Protools® Versión 6.4 • 1 Consola Yamaha® 01V96® • 4 Cables Belden-M9451®. Plug Mono de 3.5 a XLR Macho Marca cable • 4 Cables XLR Macho-Hembra Marca Switchcraft® de 10m Cat:52BSW10® • 1 Software Room Eq Wizard V5.00®. • 1 Ejecutante Del Instrumento • 1 Interfaz Digidesign® • 1 Cronometro 46 • 1 Afinador Digital gStrings V1.0.6® (Es Una Aplicación Afinador Cromático De Medición De Tono E Intensidad Del Sonido Que Permitirá Afinar Cualquier Instrumento Musical: Violín, Viola, Violonchelo, Contrabajo, Guitarra, Piano, Instrumentos De Viento) • 1 Flexo-Metro • 1 Trasportador • 1 Cinta Adhesiva Como en el anterior método se determino, midió y marco un esquema de diferentes divisiones de ángulos (Fig.2.16), los cuales determinarían los puntos a grabar. Estas divisiones fueron realizadas cada 18 grados con el fin de trazar los ejes (Tabla 2.6). Donde se colocarían los soportes de los sonómetros (Fig. 2.17). Ángulos usados en la marcación de los ejes θ°, φ° 0 18 36 54 72 90 108 126 144 162 180 0 0,0 0,18 0,36 0,54 0,72 0,90 0,108 0,126 0,144 0,162 0,180 18 18,0 18,18 18,36 18,54 18,72 18,90 18,108 18,126 18,144 18,162 18,180 36 36,0 36,18 36,36 36,54 36,72 36,90 36,108 36,126 36,144 36,162 36,180 54 54,0 54,18 54,36 54,54 54,72 54,90 54,108 54,126 54,144 54,162 54,180 72 72,0 72,18 72,36 72,54 72,72 72,90 72,108 72,126 72,144 72,162 72,180 90 90,0 90,18 90,36 90,54 90,72 90,90 90,108 90,126 90,144 90,162 90,180 108 108,0 108,18 108,36 108,54 108,72 108,90 108,108 108,126 108,144 108,162 108,180 270 270,0 270,18 270,36 270,54 270,72 270,90 270,108 270,126 270,14 270,162 270,180 288 288,0 288,18 288,36 288,54 288,72 288,90 288,108 288,126 288,144 288,162 288,180 306 306,0 306,18 306,36 306,54 306,72 306,90 306,108 306,126 306,144 306,162 306,180 324 324,0 324,18 324,36 324,54 324,72 324,90 324,108 324,126 324,144 324,162 324,180 342 342,0 342,18 342,36 342,54 342,72 342,90 342,108 342,126 342,144 342,162 342,180 (Tabla 2.6) 47 Fig. 2.16 Fig. 2.17 Se marco la posición del banco donde el individuo ejecutaría las notas a grabar (Fig. 2.18), debido a que el estudio es utilizado por alumnos de otros semestres en diferentes horarios ya que el banco es movido podría influenciar los ángulos a grabar en particular el eje 0 grados Phi, 90 grados Theta. Fig. 2.18 Mientras se monto el demás equipamiento se encendió el aire acondicionado para que las mediciones se mantuvieran una temperatura constante de 21° y no influenciara el medio elástico y así afectara el medio controlado 48 Se armaron los soportes para los sonómetros utilizando las bases para micrófonos (Fig 2.19), teniendo un especial cuidado al montarlos en los clamps para que se mantuvieran estáticos durante la grabación. Los atriles fueron marcados con una flecha de referencia en la base de estos para una fácil ubicación dentro del esquema de división de ángulos (Fig. 2.20). Fig. 2.19 Fig. 2.20 Se Conectaron los 4 Cables XLR Macho-Hembra a la consola por los Canales 1, 2, 3, 4 (Fig.2.21) y a su vez a los cables se les conectaron los otros 4 cables XLR Macho a Plug 3.5 y de ahí a los sonómetros (Fig. 2.22) que están ubicados cerca a diferentes posiciones de donde serán captadas las notas musicales para su posterior análisis espectral, los cables fueron enumerados con relación al sonómetro y base de micrófonos. 49 Fig.2.22 Se calibraron los sonómetros con un Calibrador de Nivel Sonoro Marca: Brüel & Kjær® Modelo: 4231 (Fig. 2.23) de acuerdo a la norma IEC 61672 (establece dos clases de exactitud para los sonómetros, las cuales se especifican como clase “1” y “2”, siendo la clase “1” la de mejor exactitud) a 94dB (Fig. 2.24 y Fig. 2.25) Figura 2.21 50 Fig. 2.23 Fig. 2.24 Fig. 2.25 Una vez ajustado todos los parámetros con respecto a la calibración de los sonómetros se coloco al ejecutante en el centro del recinto sentado en un banco con la guitarra (Fig.2.26) para generar las notas musicales ya definidas 51 Fig. 2.26 Tomando como origen la bocade la guitarra, marcando el ángulo 0º en φ° phi y 90º en theta (fig. 2.27) el centro de la boca de la guitarra (Fig. 2.28), se marcaron cada 18° grados, en sentido de las manecillas del reloj trazando una circunferencia hasta completarla, (Fig. 2.29). Estos ejes se trazaron cada 18 grados por la optimización de tiempo ya que entre mayor distancia entre los ángulos se disminuiría el tiempo de trabajo en el análisis del patrón de radiación de la guitarra acústica emitido. 52 Fig. 2.27 Fig. 2.28 Fig. 2.29 La dificultad fue determinar los 2 puntos de referencia en 0º y 180º de theta, en relación con las distancias del cuerpo de la guitarra en conjunto con el interprete a 15 cm y 30 cm (Fig. 2.30) y medir los ángulos en cambiando el panorama respecto a la forma del patrón de radiación que se tenía en mente obtener, pasando de una forma esférica a una forma amorfa. Figura 2.30 53 Al configurar la consola, los faders fueron colocados en un nivel de 0dB verificando este dato en la pantalla digital, esto se aplico a los 4 canales en cada uno de los faders a utilizar así como en el fader que corresponde al máster (Fig. 2.26) Figura 2.26 54 Se verifico que el tono de 94db -1khz llegara con la misma amplitud en los 4 canales a través del software Protools®. Se grabo el tono para posteriormente calibrar el software REW 5.0® para análisis de las muestras grabadas (Fig. 2.27). Fig. 2.27 Se configuro Protools® a una frecuencia de muestreo de 48khz al igual que la consola Yamaha y a 24 bits de amplitud en un formato “wav”,(Fig. 2.28) se decidió estas características debido a que la calidad de la señal de audio grabada muera mucho mayor y una mucha mejor resolución para posteriormente el análisis en el software rew5®. 55 Tutorial Protools® Para crear una sesión: 1 Elija File > New Session Configuración Protools® Fig. 2.28 2 Elija la unidad en la que desea guardar la sesión. Conviene guardar la sesión en una unidad de audio dedicada. 3 Seleccione "Enforce Mac®/PC® Compatibility" si desea crear archivos de audio y de sesión que se puedan usar en la versión de Windows y en la de Macintosh de Pro Tools. 4 Seleccione el formato de archivo de audio para la sesión. Para que la compatibilidad entre sesiones Windows® y Macintosh® sea óptima, elija el tipo BWF (.WAV). Los sistemas Windows no admiten los archivos Sound Designer II (SD II), o a velocidades superiores a 48 kHz; Pro Tools no permite elegir SD II como tipo de archivo si está seleccionada la opción Enforce Mac®/PC® Compatibility (o si la sesión está en un PC). 56 5 Seleccione la profundidad de bits (16 bits o 24 bits) y la frecuencia de muestreo. 6 Seleccione el valor de Fader Gain (+12 dB o +6 dB). 7 Seleccione la opción de I/O Settings que necesite para utilizar con la sesión. El sistema presenta varias opciones de I/O Settings preconfiguradas, pero se puede seleccionar una opción personalizada. "Configuración de E/S". 8 Asigne un nombre a la sesión. 9 Haga clic en Save. Se hizo una sesión de Grabación en Protools® de la Guitarra Acústica (Fig. 2.29, Fig. 2,30, Fig. 2.31) donde se grabo cada nota y se realizaron repeticiones de 3 de la misma nota justificando el hecho de que el ejecutante no siempre toca con la misma intensidad Con esto reducimos el trabajo de las muestras que necesitamos pero incrementamos el tiempo de análisis grabamos en una sesión las 7 notas con sus 3 muestras respectivas ya no necesitamos el análisis de 7 segundos ya que en la grabación obtuvimos del punto más alto hasta que se cae totalmente la señal. Reduciendo el tiempo de uso en el estudio para su posterior análisis espectral, siendo así 21 (Fig. 2.32) muestras por nota en un eje horizontal con correspondencia en vertical teniendo en cuenta ciertas posiciones (Tabla 2.7) 57 Fig. 2.29 Fig. 2.30 Fig. 2.31 58 Fig. 2.32 Ángulos Usados En La Marcación De Los Ejes θ°, φ° 0 18 36 54 72 90 108 126 144 162 180 0 0,0 0,18 0,36 0,54 0,72 0,90 0,108 0,126 0,144 0,162 0,180 18 18,0 18,18 18,36 18,54 18,72 18,90 18,108 18,126 18,144 18,162 18,180 36 36,0 36,18 36,36 36,54 36,72 36,90 36,108 36,126 36,144 36,162 36,180 54 54,0 54,18 54,36 54,54 54,72 54,90 54,108 54,126 54,144 54,162 54,180 72 72,0 72,18 72,36 72,54 72,72 72,90 72,108 72,126 72,144 72,162 72,180 90 90,0 90,18 90,36 90,54 90,72 90,90 90,108 90,126 90,144 90,162 90,180 108 108,0 108,18 108,36 108,54 108,72 108,90 108,108 108,126 108,144 108,162 108,180 270 270,0 270,18 270,36 270,54 270,72 270,90 270,108 270,126 270,144 270,162 270,180 288 288,0 288,18 288,36 288,54 288,72 288,90 288,108 288,126 288,144 288,162 288,180 306 306,0 306,18 306,36 306,54 306,72 306,90 306,108 306,126 306,144 306,162 306,180 324 324,0 324,18 324,36 324,54 324,72 324,90 324,108 324,126 324,144 324,162 324,180 (Tabla 2.7) Donde tenemos los siguientes grados: - 11 grados en theta (0º-180º) - 10 grados en phi (108º-0º,324º-270º) 59 El total de posiciones para medir con los sonómetros: A 15 cm son 132 puntos y a 30 cm son 132 puntos. Como se cuenta con 4 sonómetros, en vez de posicionar uno a 132 posiciones diferentes. Se posicionaran 4 a 33 posiciones diferentes c/u para 15 cm y 4 a 33 posiciones diferentes c/u para 30 cm. En cada posición se midieron las 7 notas musicales y se deben de tomar 3 muestras de cada nota. Obteniendo finalmente un total de 5544 muestras Las mediciones las realizamos en los ángulos y , donde representa el eje de las “x” y al eje de las “y”. Las muestras son tomadas cada 18 ° de manera que de frente a la boca de la guitarra se encuentran el grado 0° en el ángulo y los 90° en el ángulo . (Fig. 2.33) (Tabla 2.8) Figura 2.33 Datos a considerar de cada eje 0 0 18 18 36 36 54 54 72 72 90 90 108 108 270 126 288 144 306 162 324 180 342 (Tabla 2.8) 60 Posteriormente otra persona movía y colocaba los soportes de los sonómetros a las distancias y ángulos requeridos para cada grabación apoyándose del flexómetro, midiendo del cuerpo de la guitarra e interprete hacia el sonómetro 15cm y 30cm respectivamente en los ángulos de phi y theta (Fig. 2.34) (Fig. 2.35). Se le indico al intérprete por medio de audífonos cuando comenzar a tocar y de igual forma cuando parar y cuando se iban a cambiar los sonómetros de posición.(Fig. 2.36) Fig. 2.36 Figura 2.34 Figura 2.35 61 Las grabaciones fueron nombradas en la sesión de Protools® (Fig. 2.36) con respecto a sonómetro, ángulos y distancias, para tener un mejor control de las grabaciones, un fácil reconocimiento e identificación de las muestras en la parte de análisis con el software Rew5®. Fig. 2.36 En el transcurso de grabación se realizaban pausas cada 20 minutos para monitorear que la habitación permaneciera en la temperatura de 21° centígrados (Fig. 2.37), de lo contrario se volvía encender el aire acondicionado, también se utilizaba para rectificar que las sesiones ya grabadas estuvieran adecuadamente almacenadas, la otra actividad que se realizaba es la de corroborar que los sonómetros estuvieran correctamente calibrados. Fig. 2.37 62 Obteniendo todas las grabaciones de los círculos que se utilizaran para posteriormente su graficación en 3D. Las notas que se grabaron de la guitarra acústica • Mi2 = 82.41 Hz. (Sexta cuerda al aire) • Do#4 = 277.18 Hz. (Sexto traste de la tercera cuerda) • La#5 = 932.33 Hz. (Dieciochoavo traste de la primera cuerda) Estas notas fueron establecidas previamente, dentro de las cuales se están consideran frecuencias bajas, medias y altas tomando como referencia el rango que abarca la guitarraacústica, que va desde los 82.41 Hz hasta 932.33 Hz (Tabla 2.9 y 2.10). -63- Tabla 2.9 y 2.10Rango que abarca la guitarra acústica, que va desde los 82.41 Hz hasta 932.33 Hz. Tabla 2.9 Cuerda al aire No. 11 12 13 14 15 16 17 18 Mi 2 6 Re# 3 Mi 3 Fa 3 Fa# 3 Sol 3 Sol# 3 La 3 La# 3 82.41Hz 155.56 Hz 164.81 Hz 174.61 Hz 185 Hz 196 Hz 207.65 Hz 220 Hz 233.08 Hz La 2 5 Sol# 3 La 3 La# 3 Si 3 Do 4 Do# 4 Re 4 Re# 4 110 207.65 Hz 220 Hz 233.08 Hz 246.94 Hz 261.63 Hz 277.18 Hz 293.66 Hz 311.13 Hz Re 3 4 Do# 4 Re 4 Re# 4 Mi 4 Fa 4 Fa# 4 Sol 4 Sol# 4 146.83 Hz 277.18 Hz 293.66 Hz 311.13 Hz 329.63 349.23 Hz 369.99 Hz 392 Hz 415.30 Hz Sol 3 3 Fa# 4 Sol 4 Sol# 4 La 4 La# 4 Si 4 Do 5 Do# 5 196 Hz 369.99 Hz 392 Hz 415.30 Hz 440 Hz 466.16 Hz 493.88 Hz 523.25 Hz 554.37 Hz Si 3 2 La# 4 Si 4 Do 5 Do# 5 Re 5 Re# 5 Mi 5 Fa 5 246.94 Hz 466.16 Hz 493.88 Hz 523.25 Hz 554.37 Hz 587.33 Hz 622.25 Hz 659.26 Hz 698.46 Hz Mi 4 1 Re# 5 Mi 5 Fa 5 Fa# 5 Sol 5 Sol# 5 La 5 La# 5 329.63 Hz 622.25 Hz 659.26 Hz 698.46 Hz 739.99 Hz 783.99 Hz 830.61 Hz 880 Hz 932.33 Hz Tabla 2.10 Traste 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Mi 2 6 Fa 2 Fa# 2 Sol 2 Sol# 2 La 2 La# 2 Si 2 Do 3 Do# 3 Re 3 82.41 Hz 87.31 Hz 92.50 Hz 98 Hz 103.83 Hz 110 Hz 116.54 Hz 123.47 Hz 138.59 Hz 138.59 Hz 146.83 Hz La 2 5 La# 2 Si 2 Do 3 Do# 3 Re 3 Re# 3 Mi 3 Fa 3 Fa# 3 Sol 3 110 Hz 116.54 Hz 123.47 Hz 138.59 Hz 138.59 Hz 146.83 Hz 155.56 Hz 164.81 Hz 174.61 Hz 185 Hz 196 Hz Re 3 4 Re# 3 Mi 3 Fa 3 Fa#3 Sol 3 Sol# 3 La 3 La# 3 Si 3 Do 4 146.83 Hz 155.56 Hz 164.81 Hz 174.61 Hz 185 Hz 196 Hz 207.65 Hz 220 Hz 233.08 Hz 246.94 Hz 261.63 Hz Sol 3 3 Sol# 3 La 3 La# 3 Si 3 Do 4 Do# 4 Re 4 Re# 4 Mi 4 Fa 4 196 Hz 207.65 Hz 220 Hz 233.08 Hz 246.94 Hz 261.63 Hz 277.18 Hz 293.66 Hz 311.13 Hz 329.63 Hz 349.23 Hz Si 3 2 Do 4 Do# 4 Re 4 Re# 4 Mi 4 Fa 4 Fa# 4 Sol 4 Sol# 4 La 4 246.94 Hz 261.63 Hz 277.18 Hz 293.66 Hz 311.13 Hz 329.63 Hz 349.23 Hz 369.99 Hz 392 Hz 415.30 Hz 440 Hz Mi 4 1 Fa 4 Fa# 4 Sol 4 Sol# 4 La 4 La# 4 Si 4 Do 5 Do# 5 Re 5 329.63 Hz 349.23 Hz 369.99 Hz 392 Hz 415.30 Hz 440 Hz 466.16 Hz 493.88 Hz 523.25 Hz 554.37 Hz 587.33 Hz 64 Ya almacenadas todas al grabaciones realizadas, decide el repartir el número correspondiente de mediciones por nota, a cada integrante del análisis para vaciar los datos necesarios para generar los patrones. en el cual se utilizo una biblioteca Multimedia para la optimización de dicho análisis iTunes® (Fig. 2.38) Fig. 2.38 Los datos que se necesitarían de cada nota grabada son: Fundamental (1er Armónico), 2do Armónico, 3er Armónico, 4to Armónico, 5to Armónico (Fig. 2.39) 65 Fig. 2.39 Estos datos son en frecuencia y amplitud. Estos datos se van obtener mediante el software rew5®, el primer paso fue calibrar el software, mediante los tonos grabados de 94dB/1khz, respectivamente a cada sonómetro. Cuando se comienza la obtención de los datos, mediante el análisis de las notas grabadas, en el software rew5® 66 Imágenes donde se muestra la grabación de las notas en diferentes ángulos (Fig. 2.40, 2.41, 2.42 2.43, 2.44, 2.45, 2.46, 2.47) Fig. 2.40 Fig. 2.41 Fig. 2.42 Fig. 2.43 67 Fig. 2.44 Fig. 2.45 Fig. 2.46 Fig. 2.47 68 Llegamos a la conclusión de que podemos utilizar ponderación A con el sonómetro debido a que con ponderación C el sistema mete ruido, y como no tenemos equipo para determinar qué es lo que mete el ruido solo decimos que mete ruido en ponderación C, la justificación de utilizar ponderación C es que el rango que nosotros captaremos va de los 82hz a los 933hz y en ese rango la respuesta en frecuencia del sonómetro no cambia entre una y otra ponderación. Conclusión: Estas mediciones se realizaron con el objetivo de hacer una simulación del patrón de radiación de la guitarra acústica y obtener su representación grafica mediante lóbulos en el software MATLAB para su análisis y observar en una Semiesfera en 3D en qué punto se encuentra la mayor radiación de dicho instrumento 69 Capítulo 3 Análisis de resultados 70 Capitulo 3: Análisis de resultados Tomando como base las lecturas obtenidas de la evaluación de las 3 notas musicales, se obtuvieron las gráficas mostradas en las figuras 3.1, 3.2, 3.3 y 3.4 en base a la amplitud y a la frecuencia fundamental de cada una de las notas. Comenzando con la nota más baja, Mi2. En la parte derecha de todas las figuras hay una barra de colores la cual indica por medio de estas la amplitud en dBA, de los diferentes puntos en la figura, para una mejor observación del comportamiento mostrado en esta. Figura 3.1 Patrón de la guitarra Mi 2, 15 cm, vista lateral izquierda 71 Figura 3.2 Patrón de la guitarra Mi 2, 15 cm, vista lateral derecha Figura 3.3 Patrón de la guitarra Mi 2, 15 cm, vista Frontal Figura 3.4 Patrón de la guitarra Mi 2, 15 cm, vista trasera Se observa en la figura 3.1 que hay una gran parte del grafico que disminuye considerablemente en amplitud, esto es debido a que en esa región se encontraba la pierna del ejecutante y el brazo, lo cual sirve como un amortiguador, en la vibración de la placa, provocando una atenuación en la radiación del sonido en esa parte, de igual forma en la 72 figura 3.2 es el mismo caso en las parte donde se disminuye la amplitud, aunque la atenuación es menor debido a que solo interviene la pierna del ejecutante en este caso. Si se observa la vista frontal (figura 3.3) , los puntos (x=0, z=0) representan la boca de la guitarra, que como lo indican los colores, no tiene la mayor amplitud de radiación, para este valor de frecuencia, aunque el valor de este es muy considerable, pero la mayor radiación se encuentran en puntos esparcidos, con tendencia hacia la derecha pero tiene un comportamiento creciente en la parte inferior izquierda de la guitarra , debido a la posición de ejecución de la guitarra en la que se tomo las muestras. En la figura 3.3, se muestra dos sumisiones en el mismo eje de z, estas indican la parte de la guitarra donde se hace curva en el cuerpo de la guitarra en la parte superior e inferior de la boca de la guitarra, que debido a la resonancia dentro del cuerpo y estas curvas de forma cóncava, tendrían una forma convexa en la parte interna haciendo que las ondas sonoras su reflejen con mayor agresividad es estas partes que en otra parte de la guitarra, impidiendo su libre vibración en el cuerpo de la guitarra . En un aspecto general la figura 3.3 muestra que la mayor amplitud de la frecuencia fundamental se genera en la parte frontal y se va atenuando conforme se va alejando de la boca de la guitarra. En la figura 3.4 se muestra la parte trasera del grafica, usando ese color ya que es menor valor de la escala, utilizado para indicar la parte del patrón que no se midió. Las figuras 3.5, 3.6, 3.7 y 3.8 corresponden a la misma nota pero a una distancia de 30 cm. 73 Figura 3.5 Patrón de la guitarra Mi 2, 30 cm, vista lateral izquierda Figura 3.6 Patrón de la guitarra Mi 2, 30 cm, vista lateral derecha 74 Figura 3.7 Patrón de la guitarra Mi 2, 30 cm, vista frontal Figura 3.8 Patrón de la guitarra Mi 2, 30 cm, vista trasera En comparación con el patrón obtenido a 15 cm de esta nota musical, estas figuras solo muestran una atenuación constante debido a la distancia, para la frecuencia fundamental de 75 la nota, manteniendo el patrón correspondiente a 15cm, a excepción de la parte inferior donde se nota que para esta posición, la radiación tiende a ser mayor en esta parte de la guitarra, que como se observa en la figura 3.3 se ve el inicio del crecimiento en amplitud y en la figura 3.7 se nota que la tendencia fue hacia la parte inferior izquierdade la guitarra, debido a que es la parte donde tiene menos impedimento con el cuerpo del intérprete ya que está en la parte libre que forma el ángulo de las piernas del ejecutante, y alejada de la pierna izquierda del mismo. Las figuras 3.9, 3.10, 3.11 y 3.12 corresponden al patrón de radiación obtenido a 15 cm de la nota Do#4. Figura 3.9 Patrón de la guitarra Do#4, 15 cm, vista lateral izquierda 76 Figura 3.10 Patrón de la guitarra Do#4, 15 cm, vista lateral Derecha Figura 3.11 Patrón de la guitarra Do#4, 15 cm, vista frontal 77 Figura 3.12 Patrón de la guitarra Do#4, 15 cm, vista trasera En el caso de la frecuencia fundamental para esta nota, se observa en la figura 3.9 y 3.10 que la mayor amplitud para esta frecuencia se genera en la tapa trasera de la guitarra, que según el comportamiento de la caja de resonancia-de la guitarra las bajas frecuencias resuenan en la parte trasera de esta. Pero aunque no es una gran área, es debido a que el cuerpo del ejecutante en es aparte no toca directamente la placa dejando solo un área pequeña para que vibre. La figura 3.11 nos muestra que el comportamiento de radiación en este caso se da con una tendencia vertical, pero hacia la izquierda del cuerpo de la guitarra, esta indica que la vibración en esta frecuencia también ocurre en la tapa frontal del guitarra pero con un preferencia la parte más ancha de esta, esto también cumple el comportamiento que conforme va aumentando la frecuencia genera, la mayor amplitud se va situar en el área de la tapa frontal de la guitarra. También nos muestra que la boca de la guitarra no tiende a ser la que genere la mayor amplitud para la frecuencia fundamental de la nota como en el caso de la nota anterior. 78 También se observa en las figura 3.9 y 3.10 que hay una atenuación debido a las piernas del ejecutante pero sigue siendo considerable debido a que en este caso la frecuencia resuena dentro del cuerpo de la guitarra, pero no es tan severa debido a que se comienza a vibrar en la tapa frontal de la misma. Se observa que el patrón de radiación coincide con el modo de vibración de la placa b, mostrado en la figura 3.13. Figura 3.13 Modos de vibración de la tapa frontal de la guitarra, (185, 287, 460, 508 Hz). Se Observa que para la placa b, la frecuencia en 287 Hz, y la frecuenta de Do#4 es en teoría 311.1 Hz, y se ve que el comportamiento es muy similar, en la figura 3.11 se ve como comienza a tener una atenuación en la parte central y tiende a tener mayor concentración en la parte superior e inferior, en el área correspondiente a esa parte de la placa frontal de la guitarra. 79 Las figuras 3.14, 3.15, 3.16 y 3.17 corresponden a la misma nota pero a una distancia de 30 cm. Figura 3.14 Patrón de la guitarra Do#4, 30 cm, vista lateral izquierda Figura 3.15 Patrón de la guitarra Do#4, 30 cm, vista lateral Derecha 80 Figura 3.16 Patrón de la guitarra Do#4, 30 cm, vista Frontal Figura 3.17 Patrón de la guitarra Do#4, 30 cm, vista Trasera 81 A esta distancia, la frecuencia fundamental de la Do#4, tiene una atenuación en el área de la tapa trasera, donde antes había una máxima radiación, como lo muestra la figura 3.14 y 3.15. Con excepción de las laterales, la forma del patrón se mantiene aunque con una atenuación constante, pero se observa que empieza a ver una tendencia a separarse del centro y aumentar hacia la parte superior e inferior de la guitarra, en forma vertical como lo muestra la figura 3.16, y concuerda con el modo de vibración de la placa B mostrado en la figura 3.3.5, de igual forma se atenúa la amplitud conforme se aleja de esa área. También se observa en las figuras 3.14 y 3.15 la parte de la esfera en donde se disminuyo la amplitud, como resultado del amortiguamiento debido a las piernas del ejecutante y sus brazos. Las figuras 3.18, 3.19, 3.20 y 3.21 muestran la última nota medida a 15 cm, LA#5 Figura 3.18 Patrón de la guitarra La#5, 15 cm, vista lateral izquierda 82 Figura 3.19 Patrón de la guitarra La#5, 15 cm, vista lateral derecha Figura 3.20 Patrón de la guitarra La#5, 15 cm, vista Frontal 83 Figura 3.21 Patrón de la guitarra La#5, 15 cm, vista trasera La figura 3.20, se asemeja al modo de vibración de la tapa frontal de vibración de la figura 3.22 correspondiente ala frecuencia de 873 Hz. Figura 3.22 Modos de vibración de la tapa frontal de la guitarra. 84 En la parte inferior difiere con la imagen 3.22 debido a que en esa área es donde se colocaría la pierna del ejecutante. A diferencia de los demás patrones la radiación abarca la mayor área media de la esfera, esto es debido a que las a las altas frecuencias, se propagan en la tapa frontal de la guitarra, esta es la razón por la que se ve una mayor uniformidad a lo largo de la tapa frontal de la guitarra, y debido a esto el área referente a la boca de la guitarra no es donde hay la mayor radiación en amplitud par a la frecuencia fundamental de esta nota. Las figuras 3.18, 3.19, 3.20 y 3.21 muestran el patrón de radiación obtenido con la nota LA#5 obtenida a 15 cm. Figura 3.23 Patrón de la guitarra La#5, 30 cm, vista lateral izquierda 85 Figura 3.24 Patrón de la guitarra La#5, 30 cm, vista lateral derecha Figura 3.25 Patrón de la guitarra La#5, 30 cm, vista lateral frontal 86 Figura 3.26 Patrón de la guitarra La#5, 30 cm, vista trasera El patrón para esta nota a diferencia de las demás notas en relación con esta distancia, no mantiene la figura original a la distancia de 15 cm, sino que se modifica y mantiene una figura tendiendo a una cruz, tomando como centro la-boca de la guitarra, a esto ultimo es importante ya que a esta distancia en el eje de la boca de la guitarra se encuentra la mayor radiación sonora, pero si observamos los ejes verticales se va recorriendo del centro a las lateral izquierda de la guitarra aunque , la atenuación no lo hace tan resaltable. Aunque esto puede ser explicado debido a que la inclinación de la guitarra esta hacia esa dirección y debido a que las frecuencias altas son mas direccionales esto puede influir en que el patrón tome esta forma. Otra variable a considerar en la colocación del micrófono, que va relacionada con la amplitud de la frecuencia fundamental, es el comportamiento de sus armónicos en amplitud, y en especial en decaimiento de estos, en el dominio de la frecuencia. Para mostrar esto gráficamente se mantuvo el contorno del patrón de radiación de la frecuencia fundamental, solo los colores asignados para cada área son diferentes, esto para observar el comportamiento de los 5 primeros armónicos, en comparación con la amplitud de frecuencia fundamental, para esto se establecieron valores de acuerdo al armónico con mayor amplitud. 87 Figura 3.27 Comportamiento del primer y segundo armónico, en relación con los demás armónicos, graficando amplitud contra número de armónicos Figura 3.28 Comportamiento del tercer, cuarto y quinto armónico, en relación con los demás armónicos, graficando amplitud contra número de armónicos Esta es una estimación gráfica para representar, como aumentarían la frecuencia fundamental y sus armónicos, dependiendo de que frecuencia sea la que tiene mayor amplitud (1, 2, 3, 4, 5), se establecerá un valor, conformado por esta frecuencia con mayor amplitud en su primer digito, después se colocara un punto y el siguiente valor representa la pendiente, que esta representada por la línea roja en las figuras 3.27, 3.28, esta va a variar su valor, como lo representa una pendiente entre más cercano a 0, tendera hacer una línea horizontal y entre más se acerque a 1 tendera a ser una línea vertical, esto representara que tan
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