Las maderas tonales son especies de madera que poseen ciertas propiedades deseables que las hacen adecuadas para fabricar instrumentos musicales, como instrumentos de viento o de cuerda, como una flauta o un violín. Cualquier buena madera tonal debe cortarse radialmente, lo que significa que las líneas formadas por los anillos anuales son perfectamente paralelas en la superficie. Debe tener una estructura de grano uniforme, estar libre de defectos y no encogerse ni hincharse de forma notable con los cambios ambientales.

Los violines del mundo están hechos principalmente de madera de abeto y arce, árboles que crecen en el hemisferio norte. Pero, ¿y si se utilizaran maderas autóctonas africanas del hemisferio sur para crear un violín africano? Nos pusimos a probar las maderas autóctonas del continente y descubrimos que cuatro especies de madera no solo podían funcionar, sino que funcionaban bien. Luego creamos dos violines completos a partir de ellos para probar su sonido.

¿Cuál es la madera adecuada para un violín?

Las cajas de resonancia son parte del cuerpo del violín. Están hechos de maderas que deben resonar amplificando la oscilación —la vibración— de los instrumentos de cuerda. Deben ser livianos pero lo suficientemente rígidos para soportar la tensión de las cuerdas y deben propagar bien el sonido en la dirección de la veta de la madera. Si la densidad de la madera no es uniforme, las ondas sonoras podrían dispersarse. Esto debería hacer que las especies de madera (sub)tropical sean buenas candidatas para cajas armónicas porque la falta de estaciones de crecimiento pronunciadas da como resultado madera con anillos anuales apenas visibles y pocas variaciones de densidad.

Sin embargo, los violines de alta calidad están hechos de la misma especie de madera en todo el mundo:abeto como tapa armónica (placa superior) y arce como marco (trasera). Mientras que los fabricantes de guitarras parecen ser más aventureros en el uso de especies de madera alternativas, los fabricantes de violines tienden a usar solo estas especies de madera tradicionales. La madera de buena calidad suele provenir de regiones más frías, como Canadá o los Alpes europeos, donde los árboles crecen más lentamente, lo que da como resultado una estructura de madera uniforme con menos fluctuaciones de densidad.

La caja de resonancia en la parte frontal del violín debe transmitir bien el sonido, mientras que la estructura en la parte posterior debe tener un módulo elástico alto para dar soporte a la caja de resonancia, mientras que sigue irradiando bien el sonido. Ambas partes deben tener una densidad bastante baja para evitar un peso innecesario, que haría incómodo tocar el instrumento.

En base a todos estos requisitos, nuestro equipo de investigación caracterizó varias especies de madera del sur de África para identificar posibles alternativas para la fabricación de violines. Finalmente, decidimos que Yellowwood (Podocarpus latifolius) y Knysna Blackwood (Acacia melanoxylon, que estrictamente hablando no es autóctona, pero se ha establecido en los bosques naturales de la parte suroeste de Sudáfrica desde principios del siglo XX) serían adecuados como cajas de resonancia. Indígenas de África Occidental, Sapele (Entandrophragma cylindricum) y Hardpear (Olinia ventosa) de Sudáfrica eran los más adecuados como tableros de estructura.

Probando el violín africano

Hannes Jacobs es un luthier profesional de Pretoria, Sudáfrica. Un luthier es alguien que construye instrumentos de cuerda. Estuvo de acuerdo en hacer un violín de tamaño completo de Yellowwood y Sapele. Queríamos asegurarnos de que la calidad del instrumento fuera comparable a la de los instrumentos comerciales de buena calidad.

La calidad del sonido de este instrumento, denominado "violín africano", se comparó luego con un violín fabricado con especies de madera tradicionales por el mismo luthier, con la misma metodología. Ambos instrumentos fueron tocados por el mismo ejecutante con el mismo arco.

La calidad del sonido de los dos violines se determinó mediante el registro de espectros de frecuencia de audio (rango) de varias notas individuales para analizar los armónicos perceptibles. Este es un tono musical que forma parte de la serie armónica por encima de una nota fundamental. Una buena calidad de sonido generalmente consiste en muchos armónicos en frecuencias más altas.

El violín africano fue tocado por varios músicos en distintas ocasiones, y todos estuvieron de acuerdo en que su sonido es bastante diferente al de la mayoría de los otros violines. La evaluación general fue que tiene un sonido muy completo y potente con un fuerte registro inferior que se proyecta bien a través de la sala.

Las frecuencias de resonancia del violín africano son visiblemente diferentes a las del violín convencional. Tiene armónicos más fuertes en el rango de baja frecuencia, lo que da como resultado un sonido completo que se lleva bien. También muestra más armónicos en frecuencias más altas. Para frecuencias por encima de los 3 kHz, el violín africano muestra amplitudes claramente más altas, lo que le da un sonido algo áspero, mientras que las amplitudes más bajas del violín convencional dan como resultado un sonido más suave. El violín africano probablemente sea más adecuado para la música moderna o de jazz.

Las propiedades físicas de la madera utilizada para el violín africano sugirieron que puede irradiar menos sonido en el rango de alta frecuencia que la madera de abeto. Contrariamente a esta expectativa, el violín africano muestra picos de resonancia más grandes a altas frecuencias que el violín convencional. Los picos de resonancia están en las frecuencias donde más oscila la caja de resonancia y componen las notas musicales que escuchas. Cuantas más frecuencias de resonancia sean audibles, más completo será el sonido.

Para resumir

Los resultados de nuestro estudio muestran que las especies de madera africanas son claramente adecuadas para ser utilizadas como maderas tonales en violines. Son capaces de producir un instrumento con un sonido hermoso, aunque ligeramente diferente.

El violín africano tiene un sonido significativamente más fuerte en las frecuencias más bajas que se transmite muy bien por la habitación. También mostró más armónicos con amplitudes más altas en las frecuencias altas, lo que le da un sonido más áspero que el violín convencional. Yellowwood y Sapele se pueden utilizar para hacer instrumentos de cuerda con un sonido fuerte y sonoro.