Online translator:
Discos piezoeléctricos en la guitarra acústica
Rivel. Acústica Musical


Introducción
En la actualidad tenemos excelentes fabricantes de pastillas piezoeléctricas tales como Shadow, TAV pickups, Fishman, KK sound y tantos otros que nos ofrecen unos transductores de alta calidad, cuyo cometido es convertir las vibraciones mecánicas de los instrumentos de música en señales eléctricas, las cuales, pueden amplificarse con los métodos convencionales.
Presentamos este texto porque en los últimos tiempos han aparecido unos vídeos en Youtube afirmando que es posible electrificar un instrumento musical con los discos piezoeléctricos presentes en los relojes despertadores, avisadores y otros artilugios electrónicos.
Como es de común conocimiento, sabemos que la calidad tiene un precio. Un coche de gama alta no es lo mismo que un coche popular, aunque, en ambos casos tengan cuatro ruedas más la de repuesto. Nos guste o no, así ocurre en la vida. Por otra parte, sabemos que el producto barato. al final sale caro y lo único que produce es insatisfacción.
Respecto al tema que nos ocupa, empezaremos diciendo que, efectivamente, tanto el piezoeléctrico de un despertador como el pickup piezo para una guitarra se basan en el mismo principio físico. Pero, mientras que en un despertador el disco piezoeléctrico ha de ofrecer alta salida en una gama de frecuencias muy estrecha, donde la linealidad de la curva de respuesta es irrelevante, en un instrumento musical la respuesta del piezo, además de otras características, debe de ofrecer una gama extendida de frecuencias, todas ellas con la misma amplitud. De hecho, si que podemos electrificar un instrumento musical con dichos piezoeléctricos de despertador, muy baratos, por cierto, pero los resultados obtenidos dificilmente podrán satisfacer a un músico exigente, produciendo un sonido artificioso, además de una gran tendencia a los acoplamientos (Efecto Larsen).
Evidentemente, cualquier músico es libre de electrificar su instrumento de la manera que más le convenga, aunque nosotros aconsejaríamos que después realice con el mismo instrumento una prueba comparativa con otro pickup piezo de calidad profesional, tanto del sonido en sí, como de la resistencia a los acoplamientos cuando aumentamos el volumen del amplificador. Las pruebas comparativas son cruciales para analizar el fenómeno de la forma más objetiva posible y este texto pretende demostrar que lo que aquí afirmamos es absolutamente cierto.

Un piezoeléctrico es un transductor reversible
Un transductor reversible convierte las variaciones de voltaje en vibraciones mecánicas pero, a su vez, también las vibraciones mecánicas en variaciones de voltaje. Desde el punto de vista físico-matemático, podemos dividir este componente en tres partes: el circuito eléctrico de entrada, el sistema mecánico y, finalmente, cuando el transductor ha de funcionar como altavoz, el circuito acústico de salida. También vale el caso opuesto: el circuito acústico de entrada, el sistema mecánico y el circuito eléctrico de salida. Este último caso es el que nos ocupa en este momento.
Falta añadir que, desde este punto de vista, entre el circuito electrico y el mecánico existe lo que llamamos el transductor eléctrico-mecánico y, entre el circuito mecánico y el acústico tenemos el transductor mecanico-acústico.
No vamos aquí a desarrollar ninguna teoría físico-matematica sobre todo lo dicho porque no es el lugar adecuado. Basta decir, que cualquier incidencia física en alguno de los tres sistemas se verá reflejada en los otros dos gracias a los transductores virtuales de acoplamiento descritos hace un momento.

La primera medición. La impedancia eléctrica
En este campo, una de las primeras mediciones que se realizan en el laboratorio es la gráfica de la impedancia eléctrica, la cual, teniendo presente todo lo dicho en el apartado anterior reflejará, también, el comportamiento mecánico-acústico del sistema. Para ello, podemos realizar determinado arreglo con un disco piezoeléctrico conectado a un registrador que nos mostrará la variación de la impedancia eléctrica a medida que aumentamos la frecuencia de barrido. Es decir, expresamos gráficamente la función: Z = f(1/fr).
La gráfica adjunta se ha obtenido con una cerámica de tamaño medio, la cual presenta dos fuertes resonancias, fiel reflejo de la parte mecánica. Estas frecuencias son 900Hz y 3300Hz.
También, observamos que estas resonancias son muy puntiagudas, esto es, tienen un factor Q muy elevado, lo cual, hace muy difícil eliminarlas. Por otra parte, estas resonancias nefastas se trasladarán hacia los graves o los agudos según sea el tamaño del disco o grosor del sustrato pero no desaparecerán, es decir, siempre están presentes.

La segunda medición. La respuesta en frecuencia
Si, por ejemplo, medimos la respuesta de frecuencia de la cerámica, sin modificar ninguna de sus características, las resonancias también aparecen en la gráfica de respuesta en frecuencia, un tanto desplazadas según el tipo de fijación, haciendo impracticable su utilización en el campo musical. Con el disco piezoeléctrico anterior obtenemos el siguiente resultado:

Si, ahora, utilizamos este disco para reproducir y amplificar electricamente, las vibraciones mecánicas producidas por una guitarra, ocurren dos fenómenos nefastos:

  1. Con una gráfica de respuesta tan irregular, el timbre del instrumento quedará enmascarado. Con instrumentos acústicos de gran calidad esta respuesta es inadmisible. Reproducir, en estas condiciones, el sonido de una guitarra acústica, no digamos un violín es una auténtica aberración. Algunas notas sonarán más fuertes, otras con un nivel más bajo que el resto, desapareciendo el equilibrio tonal y timbre del instrumento.

  2. Los picos positivos presentes en la grafica son puntos donde aparecerá el acoplamiento o efecto Larsen cuando incrementemos el volumen. La solución será bajar el volúmen pero, entonces, el resto del sonido del instrumento será demasiado bajo para una audición cómoda. De hecho, si aumentamos mucho el volumen de reproducción, este efecto siempre aparece, pero con un disco piezoeléctrico standard aparecerá mucho antes que con un pickup profesional.
    Estas cerámicas de respuesta irregular (todas) son útiles para, por ejemplo, los relojes despertadores donde el ingeniero diseñador hará coincidir la gama de frecuencias del oscilador electrónico con uno de los picos positivos.

La solución
Así, pues, los ingenieros, trabajando con el tamaño, espesor y tipo de cerámica (circonato de plomo, titanato de bario o ambos en las proporciones adecuadas). También, escogiendo el tipo de material más adecuado para el sustrato y añadiendo, además, resistencia mecánica al conjunto, puede logarse una excelente respuesta en frecuencia, tal como la gráfica que presentamos: (TAV - TB38)

Conclusiones
Si eres un músico aficionado sin recursos económicos y, además, muy poco exigente con el sonido producido, puedes utilizar un piezo de despertador o alarma pero ten presente que los resultados, desde el punto de vista acústico serán muy mediocres, perjudicando a tu propia música, puesto que muchos oyentes se cansaran del timbre producido por tu instrumento. Ni tu ni ellos sabran el motivo, pero lo cierto es que una respuesta tan irregular acabará produciendo en el oyente cansancio auditivo, además de los consabidos acoplamientos acústicos (Efecto Larsen).
Si, por el contrario, eres un músico exigente, poseedor de un buen instrumento acústico, desearás que nada distorione ese magnífico sonido que tanto te ha costado conseguir ensayando duro y gastando tu dinero en un instrumento musical de gran calidad.
Te aconsejamos que, si eres excéptico, hagas la prueba y saques tus propias conclusiones al respecto.

 Subir 


Rivel. Acústica Musical. Música. Barcelona & Girona. Made in Spain.