La producción de sonido
El oído, por su propia estructura, suma y resta al sonido exterior. Por ejemplo, es relativamente insensible a la presión sonora de baja frecuencia, pero es extremadamente sensible a los grados finos de cambio de tono. Al mismo tiempo, puede aceptar un gran número de sistemas de tono y afinación. En todo el mundo existe un gran y variado número de sistemas tonales, los más antiguos provienen de China. El más antiguo que se conoce en Occidente es el llamado sistema pitagórico, articulado por el afamado filósofo y matemático griego del siglo VII Pitágoras; otros son el temperamento de media, la entonación justa y el sistema de igual temperamento, métodos de cálculo de la afinación que varían ligeramente en el tamaño exacto que asignan a los intervalos dentro de una octava. Todos estos sistemas representan hasta cierto punto conceptos matemáticos teóricos, y sus orígenes deben buscarse en sistemas numerológicos arcanos más que en la práctica musical. Así, «afinar» y «tocar afinado» no se refieren necesariamente a lo mismo; los intérpretes y afinadores realizan constantes ajustes a cualquier marco básico determinado matemáticamente según su criterio y experiencia. En otras palabras, aunque un determinado sistema «científico» de afinación trace escalas y modos, el instrumentista que toca un instrumento con gran flexibilidad de afinación (el violín, por ejemplo) pasa mucho tiempo en los espacios entre las notas asignadas en la escala dada. La cítara japonesa (koto), por ejemplo, puede afinarse según una serie de sistemas fijos; sin embargo, su intérprete produce muchas variaciones microtonales (utilizando intervalos que difieren de los semitonos igualmente espaciados de la música occidental) sobre estos tonos fijos mediante la manipulación de las cuerdas. La persona que toca el monocordio dan bau vietnamita crea todos los tonos y matices en su cuerda metálica tirando del tallo de bambú flexible al que está unido. En la tradición musical occidental, además, a los afinadores de pianos no se les ocurre afinar del todo según los dictados de un sistema bien temperado, sino que utilizan la llamada afinación estirada, en la que agudizan (elevan) imperceptiblemente los tonos a medida que ascienden y hacen así que las notas más altas sean relativamente más agudas que las más bajas. La investigación ha revelado que los músicos de cuerda tienden a tocar en el sistema pitagórico más que en el bien temperado.
Las inconsistencias, por lo tanto, son inherentes a todos los sistemas de afinación; los fabricantes de laúdes con trastes -como la guitarra y el laouto griego (un tipo de laúd con trastes móviles), por ejemplo- operan de acuerdo con una combinación de oído y regla empírica cuando insertan o ajustan los trastes (marcadores de la posición de las notas -por ejemplo, de tripa o alambre) en el diapasón. Estos instrumentos se trastean según la «regla de la decimoctava», según la cual el primer traste se coloca a una decimoctava parte de la distancia entre la parte superior y la inferior de la cuerda, el segundo, a una decimoctava parte de la distancia entre el primer traste y la parte inferior, y así sucesivamente. Aunque este método produjera una escala acústicamente perfecta (que no es así), el músico no podría reproducirla con exactitud, ya que al presionar la cuerda contra el diapasón, ésta se estira y se alarga ligeramente. Por eso, el acto de detener una cuerda en su centro exacto da una nota ligeramente más aguda que la octava esperada por encima de la cuerda abierta. A pesar de todo esto, la búsqueda de un sistema de afinación acústicamente perfecto continúa.
Aunque los métodos de construcción difieren mucho de una zona y de un instrumento a otro, hay un número limitado de problemas básicos que debe superar el fabricante de instrumentos de cuerda. El principio mismo que hace posible que los cordófonos suenen es la tensión de las cuerdas; al mismo tiempo, la tensión es destructiva para el instrumento, ya que tiende literalmente a destrozarlo. Por lo tanto, el cuerpo de un instrumento debe estar hecho de un material fuerte; debe estar reforzado y, al mismo tiempo, no debe ser tan rígido que no pueda resonar fácilmente, es decir, producir una vibración suplementaria que intensifique la de la cuerda. El reto de conciliar estas necesidades opuestas es el principal para el fabricante de cordófonos. El clima también tiene un marcado efecto en los instrumentos musicales: la humedad expande un instrumento de madera, y la sequedad lo contrae. De estos factores, la sequedad es el más perjudicial, ya que la contracción de la madera realmente tira del instrumento. A lo largo de los siglos se ha invertido mucha energía en la investigación de diversos barnices, lacas, colas y selladores. Muchos fabricantes prefieren fabricar sus instrumentos en condiciones secas, ya que es poco probable que la expansión causada por la humedad resulte tan perjudicial como la contracción causada por la sequedad.
Aparte de una familia de instrumentos del sudeste asiático conocidos como laúdes de barco -que, por definición, están tallados a partir de un único bloque de madera- y algunos otros cordófonos, como la biwa japonesa (un laúd), partes del koto (una cítara) y, a menudo, el cuatro puertorriqueño (un laúd), los cuerpos de la mayoría de los instrumentos de madera están construidos a partir de múltiples piezas de madera. Los instrumentos se construyen a partir de muchas piezas de madera encoladas entre sí; la forma de las piezas curvas se logra mediante el ranurado y el cepillado (como en el vientre del violín) o mediante el calentamiento y el prensado en un marco (los lados del violín o la guitarra). Las cajas de resonancia, la parte más importante del sistema de resonancia de los instrumentos de cuerda, se cepillan cuidadosamente con tolerancias estrictas. Los métodos de producción en serie no son adecuados para la fabricación de cordófonos de alta calidad porque no hay dos piezas de madera exactamente iguales en cuanto a sus cualidades acústicas; cada pieza de madera requiere un juicio y un tratamiento especiales. Por tanto, lo ideal es que los instrumentos de cuerda de la máxima calidad se fabriquen individualmente. La fabricación de pianos es una excepción parcial a esta regla, pero incluso en una fábrica de pianos, el tratamiento individual y el trabajo artesanal tienen plena cabida. El piano moderno es un producto de varias fábricas diferentes. Los armazones de hierro fundido se fabrican en fundiciones especializadas, y las cuerdas de acero, los teclados y las acciones (mecanismos para pulsar las cuerdas), en empresas especializadas. Cada uno de estos procesos requiere un artesano experimentado, y el trabajo de montaje, pulido, afinación y regulación del tono exige horas de atención individual a cada instrumento.
La construcción y el mantenimiento de los instrumentos de cuerda occidentales se han complicado, en general, a lo largo de los siglos debido a la continua subida del tono estándar, que exige el tensado de las cuerdas. Los instrumentos más antiguos (como un violín Stradivari) han estado sometidos a una tensión física adicional y, por lo tanto, han necesitado barras de bajos más pesadas (abrazaderas bajo el vientre).
Como ya se ha dicho, los métodos de producción de sonido en un instrumento de cuerda incluyen el punteo, el golpeo, el arco y el soplo. Una cuerda vibra de forma compleja: toda la cuerda vibra en un segmento (produciendo el tono fundamental), y varios segmentos al mismo tiempo vibran independientemente para producir sobretonos. El sonido resultante es realmente débil a menos que el instrumento esté provisto de un resonador para amplificar el sonido. La forma del resonador varía mucho. En ella influyen los materiales, las herramientas y la tecnología disponibles en la sociedad, el significado simbólico de la forma y el sonido deseado por la cultura. El último factor parece estar regido por los tres primeros; es decir, la forma prescrita del resonador afecta a la estructura de sobretono del instrumento, produciendo un determinado timbre (color de tono característico), que la sociedad en cuestión define entonces como de sonido atractivo.
Una de las ilustraciones más claras de la importancia básica de la forma del resonador para un instrumento musical es el arco de boca africano (un arco musical que el intérprete introduce parcialmente en su boca). Al variar el tamaño y la forma de la cavidad bucal mientras golpea o puntea la única cuerda sin dedos, el intérprete produce una melodía claramente perceptible, aunque silenciosa, que existe sólo porque los cambios en la boca enfatizan varios sobretonos. En los instrumentos de cuerda con resonadores fijos, el tamaño, las dimensiones, la forma de las aberturas, el grosor y el refuerzo de las superficies de resonancia determinan en gran medida qué sobretonos se enfatizarán y, por tanto, cómo sonará el instrumento. En un violín bien hecho, por ejemplo, las resonancias del cuerpo de aire encerrado en el cuerpo del instrumento y de la panza deben estar cerca del tono de las dos cuerdas La y Re, amplificando y coloreando así estos tonos y sus sobretonos. La calidad del sonido de un instrumento de cuerda también está influenciada por el grosor y el material de las cuerdas; sin embargo, son principalmente el tamaño y la forma de la caja de resonancia y, especialmente, el material, la densidad y el grosor de la caja de resonancia los que determinan el sonido de un instrumento. Un conocido constructor de guitarras español, en un intento de demostrar la importancia de la caja de resonancia de la guitarra, construyó una vez un instrumento -excelente- de papel maché (un material acústicamente muerto), excepto por una caja de resonancia de madera cuidadosamente elegida y forjada. Así pues, los constructores dedican gran parte de su habilidad y conocimientos a la elección del material de la caja de resonancia; el constructor de instrumentos de madera prefiere la madera vieja porque está seca y bien curada. Así, algunos fabricantes de guitarras encuentran las cajas de resonancia de los pianos desechados inusualmente adecuadas para sus propósitos; los fabricantes de la cítara clásica china, o qin, prefieren los ataúdes viejos o la madera bien curada de los árboles viejos.
El timbre de un instrumento de cuerda golpeado o pulsado también se ve afectado por la forma de poner la cuerda en movimiento. Una cuerda pulsada con una punta afilada (la uña del músico o una púa de plástico) enfatiza los sobretonos más altos, creando así una calidad de tono «brillante». Por el contrario, una almohadilla suave, como la de un martillo de piano, enfatiza el tono fundamental. La dureza relativa del martillo del piano es, por tanto, de vital importancia para el sonido del instrumento y desempeña un papel fundamental en el proceso final de la fabricación del piano: el sonorizado. Para dar voz a un piano, un trabajador experto ajusta el timbre del instrumento mediante el sencillo procedimiento de pinchar los martillos de fieltro con agujas hasta conseguir una calidad unificada en toda la gama del instrumento. El tono de un instrumento también se ve afectado por el lugar donde se golpea la cuerda. En los instrumentos de teclado, el lugar de pulsación fijo debe elegirse teniendo en cuenta tanto el timbre como los requisitos mecánicos del instrumento. En casi todos los demás instrumentos de cuerda, el intérprete varía la calidad del tono eligiendo el lugar donde se puntea, se golpea o se hace el arco a lo largo de la cuerda. La excepción es el arpa eólica, que no tiene intérprete; sus cuerdas son puestas a vibrar por el viento.
Otra forma en la que los músicos y fabricantes de instrumentos musicales influyen en el sonido de sus instrumentos es mediante el uso de cuerdas que vibran de forma simpática. En el piano, por ejemplo, cuando se levanta el llamado pedal apagador, dejando así todas las cuerdas libres para vibrar, el acto de tocar una nota hace que todos los tonos estrechamente relacionados vibren en simpatía, modificando así la intensidad y el tono de la nota tocada. Este efecto (que también se encuentra en la cítara y el arpa) no es una característica central de estos instrumentos, pero hay numerosos cordófonos euroasiáticos en los que el principio es de importancia fundamental. Los instrumentos de cuerda de la música indostánica, el sarod y el sitar, poseen numerosas cuerdas simpáticas afinadas según las notas del modo que se está tocando. El violín del sur de Asia, el sarangi, tiene entre dos y tres docenas de cuerdas simpáticas; el violín noruego Hardanger (Hardingfele) tiene cuatro o cinco cuerdas simpáticas; y la viola d’amore suele tener siete. Las cuerdas simpáticas suelen ser de latón fino o acero, y su vibración refuerza los armónicos superiores, produciendo así un sonido brillante y plateado.