Ondas sonoras prehispánicas

(Generadas con chorros de aire)

Roberto Velázquez Cabrera
Conferencia de los Seminarios de Calor, Ondas y Fluidos para alumnos de la carrera de Física, Sala Leonila Vázquez, Conjunto Amoxilli, Facultad de Ciencias, UNAM, 4 de marzo de 2003, 18.00 hr. La ponencia se presentó a invitación de la Dra. Catalina Stern y fue organizada por el Coordinador del Laboratorio de COF el Fis. Jorge Pérez López y la Fis. Margarita Puente Leos.

Esta conferencia, con algunos ajustes, también se impartirá a estudiantes de la Maestría en Ciencias Musicales, de la Escuela de Música (Clauatro de San Agustín) de la Universiad de Guadalajara, el día 4 de noviembre de 2003, a las 18.00 hs. La potencia se presentará a invitación del Dr Arturo Chamorro y fue organizada y coordinada por el Maestro Enrique Uribe Avin, del Laboratorio de Transcripción y Análisis.

Se considera relevante impartir esta plática a estudiantes de física y etnomusicología porque estas ciencias disponen de métodos y herramientas para el análisis de las ondas sonoras, sus generadores y algunos de sus usos como los musicales. La organolgía y los sonidos del México Antiguo constituyen un nuevo y hermoso campo de investigación, excelente para hacer estudios en varios campos científicos como la física de ondas y fluidos. Desde principios del siglo pasado se han usado métodos científicos para analizar instrumentos musicales, pero no han sido aprovechados para estudiar la rica y singular organología del México Antiguo que ha sido destruida, prohibida, proscrita, sustituida y olvidada desde hace cinco siglos, como resultado de la conquista, la colonización, la dependencia, el racismo, el malinchismo, la ignorancia y la pereza, a pesar de la independencia y la revolución y el ordenamiento expreso de nuestras leyes para investigar y divulgar las culturas prehispánicas e indígenas.

El hueco de desconocimiento se origina, en parte, porque los técnicos no se han interesado en estudiar formalmente artefactos sonoros mexicanos y los humanistas especialistas en esta hermosa cultura-tecnología no disponen del conocimiento y herramientas técnicas requeridas.

La primera y única posibilidad para desarrollar un proyecto de física en el campo de la rica organología mexicana surgió a mediados de los años 80, cuando se estableció un contrato para estudiar los bienes sonoros del Museo Nacional de Antropología, pero no se pudo realizar porque a los investigadores no les permitieron analizar los artefactos antiguos en las instalaciones del Instituto de Física de La UNAM.

Afortunadamente, algunos distinguidos expertos en física del exterior ya han empezado a analizar instrumentos musicales antiguos en departamentos de física, de varias universidades como el didjerido de Australia (Neville Fletcher), las trompetas Celtas de Escocia e Irlanda (Murray Campbell), los instrumentos de lengüeta de Asia (James Cottingham) y las campanas de Asia y percusiones (Thomas Rossing).

Una rama importante de la organología mexicana antigua corresponde a los aerófonos que son instrumentos o artefactos de viento que pueden generar sonido o ruido con una o varias cámaras resonadoras de forma globular, tubular y otras formas como silbatos, ocarinas y flautas sencillas y múltiples, trompetas y artefactos de lengüeta, generadores de ruido, aerófonos con membrana o con filtros, etc., que fueron desarrollados durante varios decenios de milenios en el México Antiguo y en otras zonas.

Los aerófonos pueden generar sonidos musicales, de la naturaleza, de seres biológicos, del inframundo y señales de diversos propósitos, incluyendo algunos de uso desconocido. Se construían en una gran variedad de materiales como barro (la mayoría que se ha encontrado en condiciones operables), carrizo (la mayoría de los aun se construyen y usan), madera, hueso, concha, semillas, guajes o bules, carapachos de tortuga, cáscaras de frutas y semillas secas y duras, cortezas de árbol, metal y piedra.

En esta plática se incluye sólo una pequeña muestra de los aerófonos que generan sonidos con chorros de aire, ya que el “árbol” de los artefactos de viento mexicanos es muy extenso y más aun el de su organología.

Para aquellos que quieran profundizar en el tema, se dispone de un conjunto de estudios abiertos sobre aerófonos antiguos, incluyendo una tesis de maestría en computación y diversas fotos.

Una forma de generar ondas sonoras es dirigiendo un chorro de aire laminar contra un bisel afilado en la cercanía de una cavidad, como sucede en diversos aerófonos como silbatos, ocarinas y flautas antiguas y modernas.

El nacimiento del canto de un silbato se muestra en una pintura que se ilustró con vírgulas mexicanas en la tesis sobre aerófonos mexicanos.

aerófonos son los silbatos con un hoyo sonoro

Se cree que los primeros aerófonos son los silbatos con un hoyo sonoro. Los más antiguos pudieron ser semillas o frutas de cáscara dura (como nueces, guajes), hueso, etc., con un hoyo para generar sonidos con la insuflación humana directa. Es probable que los primeros silbatos elementales surgieron hace varios cientos de miles de años. Silbatos similares se pudieron hacer en barro. Se estima que el barro surgió en África hace cerca de 200000 años.

probable evolución de los silbatos elementales

La probable evolución de los silbatos elementales a los silbatos de embocadura con aeroducto pudo durar cientos de miles de años. La mejor manera de mostrar los aerófonos es usando modelos diseccionados para poder ver su diseño sonoro interior. En México, se estima que los primeros silbatos con aeroducto surgieron hace 10000 o 30000 años.

mecanismos sonoros

diversas formas organológicas

Se han encontrado silbatos con diversos mecanismos sonoros. Algunos de ellos pueden incluir más de una cámara resonadora.

Los silbatos se desarrollaron en diversas formas organológicas. Algunos se muestran como aves y vasos silbadores, pero existen muchos otros diseños.

Una de las familias organológicas

generadores de caos y ruido

más mexicanas es la de los generadores de caos y ruido, de uso desconocido. Se han analizado algunos generadores de ruido mexicanos, pero su análisis formal detallado aun no se realiza.

Una rama importante es la de los

silbatos múltiples

silbatos múltiples. Son la evidencia más clara de que en la antigüedad se tocaban varios silbatos al mismo tiempo. Son de alta sonoridad y pueden producir batimentos sónicos o infrasónicos con efectos especiales en el ser humano si se tocan en un grupo. Algunos producen sonidos de animales como el silbato triple o águila, tecolotes y

pájaros cantadores de barro

pájaros cantadores de barro que pueden producir microtonalidades o cambios continuos de altura dentro de un gran rango de frecuencias fundamentales (F0) hasta de una octava, por medio de grandes hoyos tonales.

Los silbatos han sido importantes, debido a su alta potencia percibida y alcance sonoro (300-500m) por su altura, ya que la mayoría genera sonidos con frecuencias fundamentales dentro del rango de máxima sensibilidad humana y de varios animales como los pájaros (1-5 KHz). Por ello, los silbatos son excelentes para aplicaciones de comunicaciones y señales, deportes, vigilancia, etc. Todos los aerófonos funcionan como silbatos (como las flautas y órganos) cuando generan una nota musical.

Una de las ramas mas grandes de los aerófonos tubulares mexicanas son las

flautas, desde las sencillas hasta las flautas múltiples

flautas, desde las sencillas hasta las flautas múltiples incluyendo muchas variantes, tipos de embocaduras y materiales.

Generadores de caos y ruido

Cada tipo de aerófono puede tener una infinidad de diseños como los generadores de caos y ruido. El análisis profundo de cada tipo de aerófono puede ser materia de estudios doctorales de varias ciencias. El estudio profundo de los artefactos sonoros puede dar origen a beneficios importantes como recrear una antigua rama productiva y generar empleo, divisas y patentes.

No se conocen muchos métodos formales específicos para el análisis de artefactos sonoros antiguos, aunque ya se ha propuesto y aplicado uno muy sencillo y barato en la tesis de maestría y en varios casos específicos. Sin embargo, los métodos de análisis dependen del punto de vista del analista y de la aplicación del artefacto. Idealmente, es necesario aplicar un enfoque interdisciplinario, como ocurría en el pasado. Algunos métodos pertenecen a los campos arqueológico, musical, acústico, físico, matemático, organológico, ingenieril, médico, psicológico, religioso, mágico, etc.

Cada campo tiene sus propias herramientas de análisis. En el campo físico es posible hacer diversos análisis: materiales, diseño, construcción, frecuencias fundamentales (f0), componentes de frecuencias (FFT), intensidad sonora (dB), potencia acústica radiada (Watts), impedancia, vibración de los artefactos, dinámica de las ondas (visualización), simulación (ecuaciones de Navier-Stokes), efectos en el ser humano, etc.

Por ejemplo, la ecuación de Helmholtz es un ejemplo de modelo matemático para estimar la f0 de resonadores globulares en acústica pasiva, como muchos silbatos mexicanos. También existen ecuaciones para tubos como flautas y trompetas.

Una de las mejores herramientas para analizar las frecuencias de una señal compleja es la FFT o espectros cuando la señal es estacionaria o espectrograma (en este caso de un silbato zapoteco) si cambia en el tiempo.

silbato zapoteco

Existen diversos métodos de análisis avanzado de aerófonos. Por ejemplo, en los últimos años han surgido estudios para conocer la dinámica de las ondas producidas por silbatos tubulares (flautas y órganos). Un enfoque es simular el proceso con ecuaciones diferenciales parciales en computadoras paralelas como el de una tesis doctoral de Panayotis A. Skordos, MIT y otra es analizar su comportamiento en tiempo real con ayuda de humo y fotos como el realizado en el Laboratorio de Dinámica de Fluidos de la Universidad de Tecnología de Eindhoven (por Hirschberg). Es interesante observar que las ondas sonoras producidas son similares a las de las vírgulas usadas en el México Antiguo para representar esos mismos fenómenos sonoros.

Al final se tocaron algunos generadores de ondas sonoras para escuchar y visualizar sus sonidos mediante espectrogramas, con la ayuda de Gonzalo Sánchez, estudiante de etnomusicología de la Escuela Nacional de Música de la UNAM. Se mostraron algunos artefactos incluidos en la siguiente lista de estudios anteriores: