Instrumentos Musicais - Tudo sobre Pianos

1. Chapa de ferro

As cordas de um piano apertadas em 440Hz fazem uma pressão em torno de 23 toneladas nas extremidades ao qual estão presas. Inicialmente, a criação da chapa de ferro se deu pela necessidade de aumentar a resistência estrutural do piano. No entanto, era um corpo a mais interferindo e interagindo indiretamente no produto final do instrumento, sonoramente falando. Assim, mais uma difícil tarefa para os ilustres fabricantes e seus engenheiros. Agora, a chapa de ferro tinha que ter forma e massa de metal para interferir o mínimo possível na sonoridade do instrumento. Atualmente, as chapas de ferro têm formas similares a uma chapa de ferro de um piano de cauda.
A chapa em questão é de um modelo de Steinway – A indústria que mais registrou patentes de projetos de piano no mundo.

2. Cepo

É muito comum ouvir as pessoas dizerem que o cepo do seus pianos é de metal. Isso está errado. A palavra “cepo” significa “madeira”. E, sendo assim, todo cepo de piano é de madeira ao que se sabe até hoje. Na imagem a seguir, temos o desenho em corte de um cepo de piano de cauda. Os cepos em geral são em camadas que, entre outros motivos, aumenta a sua resistência.

3. Tampa harmônica

A tampa harmônica de ressonância tem uma função bem parecida com a do tampo do violão. Ambos, inclusive, têm leques (pequenas ripas em madeira) que fazem com que o som se espalhe por toda a tábua harmônica. Essa madeira também tem função sonora e, por essa razão, deve ser selecionada cuidadosamente para esse tipo de função. Cada fabricante usa suas próprias medidas em termos de dimensões e espessuras. Nos violões de concerto, por exemplo, várias medidas diferentes são usadas, do centro do tampo a suas extremidades, variando de acordo com o fabricante. O mesmo vale para o tampo e fundo dos instrumentos de arco, que, por sua vez, constituem-se nos mais complexos cálculos em relação a outros instrumentos que utilizam o mesmo tipo de componente.
A seguir, na imagem da esquerda, temos somente a tampa harmônica com os leques. Na imagem da direita temos a tampa harmônica com seus leques já montados num piano de cauda (visão de baixo do piano).

Abaixo, olhando a parte de trás de um piano vertical podemos ver a tampa harmônica.

4. Corpo, caixa ou esqueleto

Os instrumentos acústicos possuem um corpo que terá direta ou indiretamente uma função acústica, por isso, a classificação instrumento acústico. De acordo com o tipo de instrumento, seu corpo terá mais ou menos atuação acústica. No caso do piano, esta atuação é quase que inexistente. A caixa de um piano tem o principal objetivo de unir ou sustentar toda a estrutura interna. Para termos uma idéia mais exata sobre isso, podemos usar o seguinte exemplo comparativo:

1. Retirando as laterais e o fundo de um instrumento de corda tangível, como o violão, percebemos a expressiva queda sonora e timbral do seu som final.

2. No piano ocorre o contrário, pois se são retiradas as laterais e as tampas, a sonoridade aumenta.
A seguir, imagens do corpo de um piano de cauda:

5. Teclado

Um teclado de piano nada mais é que um sistema de alavanca, ou seja, um pedaço de madeira (tecla), dois pinos (um de fixação vertical – equilíbrio – e outro de fixação horizontal – posicionamento) . Vejamos exemplo a seguir:

No exemplo a seguir, podemos observar o movimento da tecla do piano em torno do pino de fixação para o movimento vertical.

No exemplo a seguir, podemos observar o movimento da tecla do piano em torno do pino de fixação para o movimento horizontal. (para os lados).

Nota: o pino de fixação para o movimento horizontal (posicionamento) tem como principal objetivo fazer com que as teclas não se movam para os lados, enquanto o pino de fixação de movimento vertical (equilíbrio) tem como objetivo impedir que a tecla mova-se para frente e para atrás.

6. Máquina do piano

A maior parte das peças da máquina de um piano são de madeira e, por essa razão, são confeccionadas à mão (razão pela qual essas peças não tenham forma de alta precisão. Isso dá início a uma grande e bela história evolutiva da física instrumental do piano, utilizado cada vez mas a tecnologia de ponta disponíveis em outras épocas. As maiores indústrias de piano do mundo, como a PETROF, STEINWAY, BÖSENDOLFER, YAMAHA, entre outras, construíram em suas fábricas grandes centros de tecnologia para o estudo e aprimoramento de magníficos pianos. Alguns equipamentos tecnológicos, como softwares, também foram desenvolvidos especialmente para estas finalidades.

Na história, a evolução dos instrumentos se deu desta formas:
Um músico executava ou compunha uma música. Um físico ouvia e cantava, às vezes, se inspirando, o que o levava aos estudos que, por suas vez, resultavam em uma melhoria do instrumento.
Assim, o músico compositor deslumbrado com a novidade, ficava tomado de inspiração e compunha músicas ainda mais bonitas, exigindo mais do instrumento. Dessa forma, os físicos se inspiravam ainda mais, e assim ocorre ata os dias de hoje.

A seguir, imagens da máquina dos pianos. A da esquerda mostra o sistema de ação do piano de armário (vertical). A da direita mostra o sistema de ação do piano de cauda. Falaremos basicamente de doze pontos dos 35 sistemas da máquina de um piano de cauda, tendo em vista que a concepção de ação entre os dois tipos de sistema são quase o mesmo.

A peça 1 é um escapamento. Quando uma tecla é acionada, é o escapamento que empurra o martelo (que vai em direção às cordas).

A peca 2 é o cabo que segura o martelo.

A peca 3 é a cabeça do martelo.

A peca 4 e o feltro da cabeça do martelo. Esse feltro não e um feltro comum que encontramos em lojas de tecido em geral. Ele tem uma textura diferente, própria para a finalidade do martelo. O feltro do martelo tem a finalidade de promover um som mais forte, homogêneo e doce. Se batermos um martelo comum, este não apresentará nenhum movimento após a pancada, ou seja, após a pancada, o martelo ficará estático no local batido. Fazendo essa mesma experiência com um martelo que tenha cabeça de borracha, notaremos que após, a pancada, ele voltará um pouco para trás. A finalidade do feltro não é apenas sonora. Após a pancada na corda, o feltro da cabeça do martelo fará com que este retorne com velocidade proporcional à com que chegou à corda. No caso do piano de armário, outras peças – como molas – auxiliam na volta do martelo à posição inicial.

A peça 5 é o cavalete lateral que dá apoio à régua onde é preso o sistema de martelos. Esta peca é de metal.

A peça 6 é parte do sistema de contra-abafadores. Quando tocamos uma nota ao piano, uma das extremidades da tecla toca no sistema de contra-abafadores, desencostando o mesmo da corda e permitindo que o som soe livre enquanto a tecla estiver pressionada. A seguir, a imagem do sistema de contra-abafadores de um piano de cauda.

A peça 7 é uma espécie de cocho de martelo. Sua finalidade é não deixar que o martelo ficar quique quando a tecla for solta bruscamente.

A peça 8 tem como principal função o ajuste direto do contato do escapamento com o martelo.Conforme a extremidade dessa peça estiver mais para cima ou mais para baixo, o local de intercessão onde ocorre o atrito da área da cabeça do martelo com o cabo do martelo também muda, bem como será maior ou menor. Vejamos uma ilustração a seguir onde, no desenho A, o escapamento esta tocando o cabo de martelo numa determinada área. Já no desenho B, em outra área.

A peça 9 também regula a posição do escapamento. Sua maior atuação está diretamente relacionada à sua posição (mais para frente / mais para atrás), atuando diretamente no ponto que irá impulsionar o martelo.

A peça 10 é um pino de metal. Esse pino é o ponto de contato de cada tecla com o sistema de máquina do piano.

A peça 11 é a tecla do piano.

A peça 12 nada mais é que uma tira de feltro manta, que tem como finalidade evitar sons indesejados quando o martelo do piano cair num movimento natural de volta ao seu ponto de partida.

7. Pedais

Os dois sistemas de pedais, seja de piano de armário ou de piano de cauda, oferecem uma concepção quase iguais no que se refere a forma de funcionamento. Porém, o sistema de pedais de um piano de armário envolve um conjunto de peças mais interessantes, além de poder ser visto com mais facilidade por você mesmo (a) em seu próprio pianovertical. A seguir, podemos observar como esses dispositivos são e estão dispostos.

Em cada uma das barras horizontais existe uma mola curva em formato de “C”, que fica posicionada quase no centro da barra horizontal (também servindo como ponto de equilíbrio) e permite que o pedal volte sozinho ao seu estado inicial. O sistema de pedais de um piano de armário funciona com a mesma concepção de um sistema de alavanca, assim como o sistema de teclas. As barras horizontais são conectadas com as barras verticais por meio de um pino de encaixe. Então, quando pisamos no pedal, abaixamos uma das extremidades da barra horizontal, enquanto a outra se levanta. Por sua vez, essa outra extremidade que se levanta, empurra para acima a barra vertical, acionando assim sua função de destino. Se for o pedal da surdina, a alavanca (que fica dentro da máquina do piano) aproxima todos os martelos da corda, diminuindo a distância entre eles e, conseqüentemente, diminuindo a força da pancada, o que proporciona um som de menos volume. Inversamente ocorre na ação do sistema de sustain e do abafador. Quando pisamos no pedal de sustain (abaixando assim um das extremidades da barra horizontal), a barra vertical sobe acionando a alavanca dentro da máquina do piano e, consequentemente, afastando os contra-abafadores das cordas, o que permite que o som soe livremente. O sistema de pedal de abafador funciona da mesma forma que o pedal de sustain, sendo que, ao invés de afastar os contra-abafadores das cordas (proporcionando um som livre), desce a barra com feltro que se antepõem entre os martelos e as cordas, abafando o som.

8. Jogo de cordas

As cordas de um piano apertadas no diapasão em 440Hz, fazem uma pressão de toneladas nas extremidades em que estão presas. Se a afinação estiver no padrão de orquestra (diapasão em 442hz), a pressão será ainda maior. Nenhuma das cordas do piano tem o mesmo cumprimento. No piano, existem notas com 1, 2 e até 3 cordas. Quando a nota tem mais de uma corda, essas deverão ter a mesma espessura. Para que uma nota atinja corretamente seu ponto de afinação dentro de uma escala, não basta somente apertar a(s) corda(s) referente(s) àquela nota. Essa(s) corda(s) deve(m) respeitar uma proporção matemática entre a espessura da corda e seu cumprimento.
As cordas do piano são basicamente dividias em dois tipos: Cordas e Bordões.
As cordas são de arame de aço liso somente, sem nenhum tipo de enrolamento. Já os bordões, são constituídos de cordas lisas envolvidas uma, duas ou três vezes em arames de cobre com espessuras diferentes. Vejamos a seguir.

9. Reforço estrutural

Reforço estrutural significa reforçar a estrutura. O peso de um piano, seja ele de armário ou de cauda, é bem pequeno quando comparado à pressão a que o instrumento está submetido pelas cordas. Por essa razão é que se faz mister um projeto à parte só para se tratar desta questão. Esse projeto vem com o objetivo de criar reforços no corpo do piano que o ajude a suportar não só o peso de todos os componentes internos, mas também toda a grande pressão imposta pelas cordas afinadas no diapasão. Normalmente, o reforço estrutural é constituído por toras maciças de madeira localizadas no verso do piano. No exemplo a seguir, foram utlizadas imagens já mostradas acima, só que agora, apontando o reforço estrutural ao invés de leques.

10. Tampas

As tampas do piano (seja de armário ou de cauda) têm a função de melhorar a proteção de seus componentes internos contra a poeira e outros agentes contidos no ar, que podem diminuir o tempo de vida útil do instrumento, bem como o bom funcionamento dos sistemas mecânicos. Em geral, as tampas dos pianos de armário e de cauda são da seguinte forma:

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