[19ª EDIÇÃO] Curiosidades: Os Instrumentos Musicais e a Evolução dos Materiais

Escrito por Gabriela Mayer

        Os historiadores não sabem ao certo quando a música surgiu na humanidade, mas consideram que o primeiro instrumento musical inventado foi a flauta - a mais antiga delas, encontrada por arqueólogos na Alemanha, provavelmente foi produzida há quase 82 mil anos. Inicialmente, se tratavam de instrumentos muito rudimentares, visando imitar os sons da natureza, e é muito claro que a evolução dos instrumentos musicais acompanhou os materiais disponíveis ao longo do tempo. Entretanto, mesmo hoje, com uma vasta gama de materiais disponíveis, a aceitação dos instrumentos é muito ligada à história e à tradição, uma vez que, na grande maioria dos instrumentos, o material escolhido está diretamente ligado à qualidade da produção do som.

        Os instrumentos de sopro partiram de objetos ocos presentes na natureza que foram ligeiramente modificados nas diferentes culturas, produzindo variações, desde a flauta, feita com bambu, até o gemshorn, criado com chifre de cabra. Ao longo do tempo, os instrumentos evoluíram e se basearam na madeira, que pode ser facilmente perfurada e manipulada. Como a produção do som nesses instrumentos ocorre, basicamente, a partir da emissão de uma coluna de ar no tubo, as únicas características da madeira com importância acústica são a porosidade e polidez da superfície. Dessa forma, plásticos de boa qualidade se tornaram bons substitutos da madeira, apresentando, inclusive, maior durabilidade. Porém, muitas vezes, esses instrumentos não são bem recebidos pelos músicos mais tradicionais, já que são vistos como alternativas baratas para estudantes e produzidas em massa por grandes indústrias. Já para os instrumentos com geometrias mais complexas, como o trompete, o trombone e o clarinete, os metais se mostraram a melhor opção.

        Os instrumentos de percussão também surgiram logo no início da evolução dos instrumentos musicais. A produção do som, nesse caso, se baseia na agitação ou na batida. Originalmente, os tambores eram produzidos com um pedaço de pele de animal esticado sobre um corpo oco de madeira. A utilização de membranas desta natureza apresentava alguns problemas, como espessuras muito inconstantes, baixa resistência, além de sensibilidade à temperatura e à umidade. Assim, com o tempo, a pele animal foi substituída por polímeros diversos, como o polietileno tereftalato (PET) e o Kevlar. Por outro lado, nos sinos, além do material escolhido, a forma é essencial na produção do som: sinos de diferentes culturas apresentam formas diferentes e, consequentemente, sons diferentes. Nesse caso, os metais dominam, sendo o bronze o mais tradicional. Fixando uma forma, o tamanho do sino é determinado pela velocidade do som, que é proporcional à (E/ρ )½, sendo E o módulo elástico do material e ρ a sua densidade. Com uma menor velocidade do som, o sino deverá ser menor, então o som não será tão alto, mas se sustentará por mais tempo. Utilizando ferro fundido, que é mais barato do que o bronze, como a velocidade do som será 30% maior, o sino deverá ser maior na mesma proporção, produzindo um som mais alto, mas que irradia por menos tempo.

        Nos instrumentos de corda, como o violino e o violão, é necessário que as cordas estejam acopladas a uma caixa de ressonância, já que o diâmetro das cordas é muito pequeno comparado ao comprimento das ondas sonoras envolvidas. Dessa forma, a escolha do material do corpo e das cordas do instrumento é extremamente importante para a produção do som. Tendo em vista a caixa de ressonância, um parâmetro muito importante é a velocidade do som, que depende do módulo elástico do material, como foi dito anteriormente. O material mais comumente utilizado é a madeira, que é anisotrópica, ou seja, suas propriedades, entre elas o módulo elástico, variam para cada direção. Esta característica da madeira é levada em conta na produção dos instrumentos: em violinos e violões, a face superior da caixa de ressonância sempre tem os grãos da madeira orientados no comprimento do instrumento. As propriedades da madeira podem ser reproduzidas por outros materiais, como compósitos poliméricos reforçados com fibras, os quais apresentam a anisotropia necessária. Entretanto, ainda existe resistência na substituição da madeira em instrumentos tradicionais.

        As cordas dos instrumentos, inicialmente, eram produzidas com tripas de animais, as quais eram lavadas, secas, esticadas, torcidas e trançadas. Este tipo de corda apresentava resistência à tração de 275 MPa e densidade de 1,2 g/cm3. Apesar de alguns músicos adeptos à música barroca e antiga ainda utilizarem este tipo de corda, a evolução para materiais mais convencionais foi inevitável, já que são cordas muito caras, têm afinação muito instável e apresentam vida útil muito limitada. O primeiro passo foi a utilização de cordas com um núcleo de tripa coberto com aço e, mais tarde, a tripa foi substituída por nylon ou por perlon - uma fibra sintética muito bem aceita para os violinos, já que é a que menos interfere na natureza do instrumento. Hoje, inúmeras opções de cordas estão disponíveis: para o violão, existem modelos feitos de aço, nylon, bronze, bronze/ fósforo, latão, titânio, entre outros, e a escolha está intimamente ligada ao som buscado. Por exemplo, cordas de nylon apresentam um som mais suave e aveludado, enquanto as cordas de aço têm um som mais estridente e agudo.

        A produção de instrumentos musicais é uma arte por si só, com tamanha atenção aos detalhes e a busca pelo timbre perfeito, juntamente com tradições que remontam de séculos atrás. Também, é muito evidente a grande influência que os materiais e suas propriedades têm na história dos instrumentos e na sua frequente evolução, mobilizando os amantes da música desde a sua origem.

REFERÊNCIAS:
1. Fletcher, N. (1999). Materials for musical instrument - Fletcher 1999.pdf (pp. 1–5). pp. 1–5.
2. Fletcher, Neville. (2012). Materials and musical instruments. Acoustics Australia, 40(2), 130 –133.
3. Kitto, K. L. (2003). Materials science in context using design parameters for musical instruments. Proceedings - Frontiers in Education Conference, FIE, 3, S4A11-S4A16. https:// d o i . o r g / 1 0 . 1 1 0 9 / FIE.2003.1266008