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Física del didgeridoo

Sabemos que el didgeridoo funciona como una extensión de nuestro cuerpo, la forma en la cual nuestra tráquea, glotis y boca han sido moldeadas definen la totalidad del instrumento. En otros instrumentos de viento como el clarinete, una fina lengüeta genera esa vibración según la presión de aire expulsada. En nuestro caso, es la tensión en los labios, así como en la trompeta, en la que se crea vibración al expulsar el aire bajo mucha presión. A esto se le llama excitar la columna de aire (que es el aire contenido en su interior).

Al excitar esa columna de aire, iniciamos una onda que se transmite por todo el palo. La columna de aire que contiene en su interior vibra a una frecuencia y resuena con el instrumento mismo amplificando su sonido. Según la longitud del palo, material y grosor, tendrá una frecuencia natural concreta. Para hacerla vibrar, nuestros labios deben «coincidir» con esa frecuencia. Para que el sonido resultante sea audible, la longitud de onda debe ser cuatro veces la longitud del palo y esto, es muy interesante en el didgeridoo.

… No quiero profundizar mucho, pero es demasiado interesante como para no hacerlo…
Si no te interesa, pasa a la siguiente página, esto es más física que otra cosa.
La mayor parte de información está sacada de este estudio en el que se encuentran los experimentos y mediciones: Estudio didgeridoo aunque intento resumirlo y hacerlo simple.
Esas páginas también han sido consultadas y son muy interesantes aunque muy científicas:
https://www.didjshop.com/physicsDidj03.html

Longitud de onda

La nota fundamental de cualquier instrumento de viento está sujeta a:
– longitud del tubo
– velocidad del sonido (a través del tubo)

Para generar sonido necesitamos crear una onda estacionaria en el interior del palo, esto se consigue cuando nuestros labios vibran a la frecuencia fundamental del palo creando un nodo y un antinodo. Debido a que el didgeridoo tiene una longitud de onda muy larga, su sonido es muy grave y su frecuencia muy baja. Como dato curioso, una trompeta tiene una longitud similar, pero la longitud de su onda es mucha más corta por su alta frecuencia. Pensad que la longitud de onda de un didgeridoo es 4 veces la longitud del palo.

Open vs Closed pipes (Flutes vs Clarinets) (unsw.edu.au)

Lo más curioso, sin embargo, es que la excitación generada en la boca, no se manifiesta acústicamente hasta que toda la columna de aire dentro del didgeridoo está vibrando en fracciones de segundo. Para ello, la frecuencia a la cual vibran nuestros labios debe coincidir con la frecuencia natural del instrumento, generando la onda estacionaria que determina su nota fundamental.

Para entenderlo imagínate un columpio quieto con un niño sentado. Un solo empujón, por fuerte que sea, producirá un movimiento, pero no será harmónico. Podría entenderse como ruido. En cambio, si empujamos, esperamos la reacción y acompañamos el segundo empujón al tiempo que finaliza la reacción, generamos un movimiento pendular constante, rítmico, una frecuencia que entendemos como sonido.

La columna de aire empieza estresándose en la boca, transmitiéndose hasta la campana (1/4 longitud de onda), al encontrarse una apertura menor que la amplitud de onda la vibración es devuelta hacia atrás como pulso negativo para «chocar» (1/2 longitud de onda) con la boca como caja de resonancia (cosa que no ocurre en ningún otro instrumento) y siendo devuelto el pulso negativo en resonancia hacia la campana (chocando de nuevo en un 3/4 de onda) para volver de nuevo como pulso positivo completándose la longitud de onda en nuestros labios (4/4) expulsando el 1.er armónico al llegar a la campana. Nuestra cavidad bucal absorbe ciertas frecuencias, y repele otras, creando diferentes patrones (modulando el timbre) según la posición de la glotis, los dientes, la lengua…

Es decir, para completar la onda, el pulso de nuestros labios viaja hasta rebotar con la campana, vuelve a la boca donde resuena acompañando al siguiente pulso para volver hacia los labios y salir por la campana como drone. Son 4 viajes completos + 1 que es el que percibimos en el exterior. Para ello la fuga de aire debe ser menor que el aire acumulado, si no no existiría tal refracción y el sonido no se amplificaría (no crearía armónicos). Este es el principio que también explica por qué en un didgeridoo no encontramos armónicos pares y siempre serán 1,3,5. Aquí una demostración gráfica:

https://www.acs.psu.edu/drussell/demos/standingwaves/standingwaves.html
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Drone (1er armónico)

Ahora bien, ¿es importante esto para aprender a tocar? No, pero te dará una idea sobre porque unos palos y otros de la misma nota fundamental suenan diferentes. La longitud de onda puede cambiar debido a la contrapresión dada por la forma del tubo interior, definidos por la boquilla y la campana. Aunque lo que más cambia el sonido es la temperatura del aire.

Transmisión del sonido

La temperatura afecta a la transmisión del sonido, así como el material y grosor de este, aunque los cambios son leves, afectan en la riqueza del timbre y suele apreciarse únicamente en directo y no tanto a través de amplificadores o reproductores. En el didgeridoo, estos aspectos pueden importarnos si buscamos un estilo concreto, pues la forma del palo, su boquilla y grosor importan. Aunque estamos profundizando en exceso, es interesante conocer la diferencia entre este instrumento y la tuba o la trompeta. Las cavidades interiores modifican el timbre y varían si ha sido taladrado en forma espiral, si es cónico, cilíndrico o irregularmente comido por termitas. Además, las bajas frecuencias emitidas por el palo, aun aquellas inaudibles, son percibidas por nuestro cuerpo y el de los oyentes, creando ese halo envolvente casi terapéutico. Pensad que la vibración del instrumento no afecta al sonido del mismo, aunque sí afecta en la transmisión de esa vibración. Como dato curioso, si tocáis el didgeridoo mirando un reloj digital, veréis como se «mueve» eso se debe a que nuestro cráneo está vibrando a la misma, o casi, frecuencia de muestreo de la pantalla digital.

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