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O violino pertence à família das cordas, e caracteriza-se por ser um instrumento de timbre denso, de grande alcance dinâmico, e imensa capacidade de expressividade e possibilidade de variação contínua na tonalidade.

Não é muito claro quem inventou o violino. Pode ter sido Andrea Amati, que fundou uma importante escola de luthiers de violinos, em Cremona, Itália. Amati morreu em 1580, e cerca de 150 anos depois seus “pupilos” desenvolveram a arte da fabricação de violinos a um extraordinário alto nível, particularmente Antonio Stradivari e Giuseppe Guarneri. Naquela época, o pouco conhecimento da física do som não influenciou sobremaneira o desenvolvimento do instrumento. Hoje, entretanto, a desenvolvida ciência da acústica é aplicada abertamente para compreender o violino e seu processo de fabricação, bem como contribuir para o seu aperfeiçoamento.

Em essência, o violino é um conjunto de quatro cordas montadas sobre uma caixa de madeira compreendendo um espaço de ar quase fechado. Alguma energia das vibrações induzidas nas cordas é transmitida à caixa e ao espaço de ar incluso no qual são estabelecidos vibrações correspondentes.

A Figura 16 abaixo mostra a anatomia de um violino, indicando suas partes componentes.

Figura 16 - Anatomia de um violino: partes constituintes principais

A 1a corda (primeira à direita na figura acima) é a corda afinada em mi: a mais aguda. A 2a é a corda em lá, a 3a, em ré, e a 4a (última à esquerda, também chamada bordão), em sol, a mais grave [73]. As cordas tradicionalmente são feitas de uma alma (que pode ser de tripa de porco ou perlon) envolvida por finos fios trançados de prata ou alumínio. Cordas vibrantes têm sido estudadas desde a época de Pitágoras. No século XIX, O físico alemão Hermann von Helmholtz muito contribuiu ao tema elucidando os tipos de vibrações que distinguem a corda puxada (pizicato) da tocada pelo arco. Seu trabalho foi mais tarde complementado e enriquecido por muitos outros pesquisadores.

A corda vibrante por si só não possui área de superfície suficiente para imprimir uma pressão sonora apreciável, e sozinha, sem amplificação, soaria desprezivelmente. Cerca de 10% da energia suprida pelo violinista é comunicada aos corpos ressonantes de madeira por meio de um mecanismo de movimentação do cavalete. Excitada pelo arco, as vibrações na corda encampam dezenas de harmônicos energéticos, e embora seu movimento possa parecer simples31 nenhuma solução geral foi firmada para ele, por

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muitas vezes considerado simplesmente um deslocamento em forma de onda triangular ou dente de serra. cravelhas voluta braço espelho ou ponto tampo fundo cavalete estandarte abertura em f faixa lateral (costilhos)

causa da extrema não linearidade existente na fricção, e pelo complexo relacionamento desta com a velocidade de arraste do arco.

A caixa sonora vibrante é formada por um tampo - construído de abeto laminado no

sentido do comprimento da tora, arqueado para fora e vazado por 2 furos em forma de f - por um fundo - também arqueado para fora, normalmente esculpido de um bloco de

ácer curado por vários anos, cuja espessura varia de 6 mm no centro a 2 mm nas bordas - e por finas faixas laterais de suporte, de espessura próxima de 1mm, construídas de ácer crespo, envergadas e coladas a blocos de abetos ou madeira de salgueiros. O braço, de ácer crespo, é a base para o espelho, este normalmente de ébano, onde o violinista dedilha. O cavalete, de ácer maciço, é um elemento fundamental para a formação do som no violino.

Na parte interior da caixa existem ainda dois elementos de importantes funções acústicas, exercendo relevante influência sobre a qualidade do tom: a alma (sound post na língua inglesa; âme, em francês), um cilindro de madeira encaixado (aproximadamente) sob um dos pés do cavalete, e sem o qual o violino passa a soar mais parecido a um violão, e a cadeira [73] ou barra harmônica (bass bar), uma faixa

de madeira sob o outro pé do cavalete que se estende sob boa parte do comprimento do tampo. "Ambas as estruturas, além de darem mais solidez ao tampo, melhoram o som: a barra harmônica, o das notas graves; a alma, o das agudas". [73] A Figura 17, abaixo, ilustra um corte seccional do violino mostrando a localização destes componentes internos à caixa.

O arco, ferramenta (imprescindível) à parte, possui o lenho de madeira e o "cabelo" tradicionalmente formado de crina de cavalo. Outros ingredientes, como colas, vernizes e enchimentos, também exercem sua parcela contribuinte sobre a qualidade do timbre. Itokawa e Kumagai (1952) lembram que uma fonte sonora usualmente possui três elementos necessários: um sistema vibratório, uma parte comunicativa (ou transmissiva) que geralmente inclui sistemas filtrantes e ressonantes, e uma terceira parte: o radiador. No caso do violino as cordas fazem o papel da primeira parte, o cavalete age transmitindo e filtrando as vibrações, e a terceira parte cabe à caixa, ao tampo, fundo e o volume de ar contido no corpo do violino, que consiste num ressonador de Helmholtz juntamente com as aberturas em f. [30, p.55]

As aberturas em f, de cada lado do instrumento, exercem duas funções acústicas fundamentais: (1) reduzir a rigidez da base do tampo, onde o cavalete se ergue, e (2) formar uma ressonador de Helmholtz [30]. Elas não consistem simplesmente em saídas para o som irradiar-se, mas juntamente com o as paredes do corpo do violino formam um vibrador harmônico ou cavidade ressonante, que ressona em faixas graves de frequência.

A extensa faixa de frequências comunicada pelas cordas à caixa forçam-na a vibrar em sintonia. A estrutura do corpo entretanto possui seu próprio conjunto de frequências ressonantes, e transferência expressiva de energia ocorre na coincidência dos harmônicos ressonantes. O luthier de violinos está principalmente interessado na principal frequência de ressonância do volume de ar (PFA-Principal Frequência do Ar), que é a frequência do ressonador de Helmholtz. Quanto maior o volume de ar fechado, menor será a frequência de ressonância, e quanto maior for a área das aberturas em f, maior será esta frequência.

A excitação do instrumento normalmente ocorre pelo arraste de um arco sobre as cordas presas no corpo do instrumento. A afinação das tonalidades fundamentais das cordas é determinada pela tensão a que estão submetidas, embora a tonalidade possa ser continuamente variada pelo instrumentista alterando o comprimento vibrante das cordas com os dedos.

Existe uma supremacia dos instrumentos de cordas sobre os outros em orquestras sinfônicas, assim como uma "discreta preferência" pelos compositores (eruditos) por eles. A “coloração tonal” do grupo das cordas é equitativamente homogênea de cima a

baixo, enquanto os instrumentos de sopro apresentam características sonoras individuais muito mais pronunciadas. [57]

As possibilidades de expressão dinâmica destes instrumentos, bem como os detalhes sobre suas respectivas técnicas de interpretação são assuntos cuja abordagem extrapola o objetivo deste texto. O leitor interessado pode encontrar maiores detalhes em [57]. Também dúvidas mais acirradas e um interesse maior pela física do instrumento podem ser satisfeitas, ainda que inicialmente, pela compilação dos mais relevantes trabalhos abordando a acústica do violino, a acústica da corda arqueada, os materiais de fabricação e propriedades, e o papel de importantes elementos do instrumento (como o cavalete e a alma) em [30].

O instrumento utilizado para capturar os eventos musicais abordados neste trabalho foi um violino Hopf, de 1730, com a corda sol revestida de prata, o interior de perlon, as demais cordas revestidas de alumínio.