Piano

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Antecedentes

O piano pode ser o mais conhecido e amado de todos os instrumentos musicais. Ele também tem a faixa mais ampla de qualquer instrumento, portanto, a música para todos os outros instrumentos pode ser composta nele. Pode ser tocado sozinho, mas a maioria dos outros instrumentos, incluindo a voz, usa o piano para acompanhamento. Tecnicamente, o piano também pode ser o instrumento musical mais complicado, com mais de 2.500 partes.

O piano é um instrumento de cordas. Suas muitas partes são organizadas em cinco áreas estruturais e mecânicas gerais de pianos de cauda ou verticais. São eles:o caso do piano de cauda em forma de asa (ou o gabinete do piano vertical ou vertical); a caixa de ressonância e as costelas e pontes que são seus componentes; a placa de ferro fundido; as cordas; e, coletivamente, as teclas, martelos e ação ou mecanismo do piano. O case tem muitas partes estruturais para prender pernas e pinos de afinação, mas talvez o aro e o teclado ou prateleira onde as teclas e a ação do piano serão instaladas sejam os mais importantes. A caixa de ressonância amplifica as vibrações das cordas, que são transmitidas por meio de pontes.

A placa de ferro fundido é instalada sobre a caixa de ressonância e o pinblock (parte da caixa), e fornece a força para ancorar as cordas sob tensão. Parafusos de ponta e de perímetro fixam a placa aos suportes e ao aro interno da caixa. As 220 a 240 cordas do piano são presas a pinos de engate ao longo da borda curva da placa de ferro fundido e a pinos de afinação na frente do piano, quase paralelos ao teclado. A ação do piano é ainda mais complicada e inclui as teclas, martelos e mecanismo ou ação.

Os nomes dos pianos geralmente indicam seus tamanhos. Os pianos grandes (em forma de asa) variam em comprimento de 1,4 a 2,9 m (4 pés 7 pol.-9 pés 6 pol.) Da frente do teclado até o final da curva. O "baby" grand tem 1,52-1,57 m de comprimento; pianos de cauda menores são chamados de "tamanho de apartamento". Os tamanhos maiores são o grande médio e o grande concerto. O design moderno do piano vertical mudou pouco desde 1935. Os verticais variam em altura de 36-52 pol. (91-132 cm), com pequenas variações de largura e profundidade. Os cinco tamanhos padrão, do menor ao mais alto, são spinet, consolette, console, studio e pianos profissionais. Os pianos são frequentemente escolhidos pela aparência, e os gabinetes estão disponíveis na maioria dos estilos e acabamentos de móveis.

História

Os ancestrais do piano são os primeiros instrumentos de cordas. Arrancar, bater e arquear cordas era algo conhecido entre todas as civilizações antigas; a harpa é mencionada no livro de Gênesis na Bíblia. O saltério era um antigo instrumento do tipo caixa com cordas dedilhadas com uma palheta. As teclas foram adicionadas aos instrumentos de cordas para formar a família dos instrumentos conduzidos pelo cravo, mas as teclas são usadas para tocar cordas no cravo, o instrumento mais popular do século XVII. Um desenvolvimento paralelo foi o dulcimer, outra caixa de cordas com cordas que são tocadas. Chaves e cordas foram emparelhadas em um instrumento impressionante no clavicórdio, que levou diretamente à invenção do piano forte ou forte piano.

Bartolomeo de Francesco Cristofori fez cravos em Pádua, Itália. Ele é creditado por ter inventado o piano em 1700. O piano de Cristofori tinha martelos que golpeavam as cordas caindo por impulso, depois de serem movidos pelas partes de ação que ligavam os martelos às teclas. Os martelos foram presos por back checks ou checks de martelo para evitar que saltassem para cima e para baixo nas cordas após o golpe inicial. Este método permitiu que as cordas continuassem a vibrar e a fazer som e que fossem tocadas com força ou suavidade, ao contrário do cravo. Johann Andreas Silbermann de Strasbourg, França, deu continuidade ao interesse de Cristofori pelo piano forte, e o instrumento se tornou popular na Alemanha depois que Frederico, o Grande, comprou vários. Johann Sebastian Bach o aprovou em 1747.

O piano substituiu o cravo em importância no final do século XVIII. Os marceneiros construíram lindas caixas para eles. O piano quadrado foi construído em meados do século, e mais músicos começaram a escrever músicas específicas para piano, em vez de emprestar melodias de cravo. A construção de pianos começou na América em 1775, e as mudanças no design dos martelos e no mecanismo ou ação de tocar melhoraram o som e a capacidade de resposta do instrumento. Jean Henri Pape, de Paris, patenteou 137 melhorias para o piano durante sua vida (1789-1875). Na Inglaterra, John Broadwood desenvolveu máquinas para fabricar pianos e reduzir seu custo.

As melhorias continuaram de 1825 a 1851 com mais de 1.000 patentes na Europa e nos Estados Unidos para pianos mais fortes e hábeis com maior controle e movimento repetitivo. Em meados do século XIX, o piano moderno surgiu com base no desenvolvimento da placa de ferro fundido para resistência estrutural e cordas cruzadas, abanando as cordas do baixo sobre os agudos. Em 1870, a Steinway &Sons desenvolveu esse método em leque denominado escala overstrung, de forma que as cordas se cruzassem mais de perto no centro da caixa de ressonância, onde o melhor som é produzido.

Anúncio de um piano tocador Beckwith do catálogo 1915 da Sears Roebuck. (Das coleções do Museu Henry Ford e Greenfield Village.)

No início do século XX, o piano mecânico alcançou grande popularidade, permitindo que as pessoas se sentissem artísticas e produzissem música em suas casas sem ter que investir horas intermináveis ​​na prática. Os pianos, equipados com um mecanismo de tocador embutido, eram ativados por pedais ou eletricidade e usavam rolos de papel perfurado para tocar uma variedade de músicas.

Os fabricantes anunciaram seus pianos reprodutores como um bom entretenimento para a família e uma fonte de enriquecimento cultural. Um público ávido respondeu com entusiasmo, comprando mais de dois milhões de pianos até o final da década de 1920. Os pais esperavam que os pianos interessassem aos filhos em adquirir habilidades musicais - embora muitas vezes tivessem o efeito oposto, uma vez que os pianos tocadores ofereciam, como um fabricante o descreveu, "perfeição sem prática".

Os revendedores ofereciam rolos de música para uma ampla gama de faixas etárias, gostos musicais e interesses. Jovens adultos cantaram junto com as últimas melodias, enquanto versões musicais de canções de ninar encantaram as crianças. Os entusiastas da música clássica ouviam sonatas ou melodias operísticas. Muitos gregos, italianos e polonês-americanos compraram rolos de música com palavras impressas em sua língua nativa.

Os pianos tocadores operados com moedas eram populares entre os proprietários de hotéis, casas de dança e restaurantes, que os compravam para fazer serenatas aos clientes e aumentar os lucros. Equipados com rolos que tocavam várias melodias, esses pianos despejavam música na queda de uma moeda. Os clientes deslizavam pelas pistas de dança ao som de valsas e fox trots, jantavam em restaurantes ao som de melodias populares ou bebiam em bares clandestinos ao som de melodias uptempo.

O entusiasmo pelos pianos de mesa começou a diminuir no final dos anos 1920, no entanto, à medida que os fonógrafos e o rádio eram uma competição acirrada por tempo de lazer e dinheiro para entretenimento.

Jeanine Head Miller

C. F. Theodore Steinway também desenvolveu o aro curvado contínuo para o case, que melhorou a transmissão do som usando as propriedades acústicas das fibras de madeira longas. Essas melhorias foram adaptadas a todos os estilos de pianos, incluindo pianos de cauda, ​​verticais e quadrados. Em 1911, havia 301 construtores de pianos nos Estados Unidos. A produção atingiu o pico na década de 1920 e diminuiu muito por causa da Grande Depressão na década de 1930. Hoje, existem aproximadamente 15 fabricantes de pianos nos Estados Unidos e o Japão é o maior produtor mundial de pianos.

O design do piano não mudou muito desde o final dos anos 1800, embora os fabricantes possam usar materiais ou abordagens diferentes para o processo de fabricação. O processo de fabricação do piano de cauda é descrito abaixo; existem algumas diferenças na fabricação do piano vertical ou vertical e nos métodos de operação, particularmente o ângulo em que os martelos batem nas cordas.

Matérias-primas

Os pianos são feitos dos melhores materiais, não apenas para as aparências, mas para uma excelente produção de som. As fibras longas da madeira de bordo são fortes e flexíveis para a construção do aro, mas as fibras longas de abeto são necessárias para a resistência das braçadeiras. A madeira também é necessária para fazer padrões de outras peças. O metal é usado em uma variedade de peças, incluindo a placa de ferro fundido. A areia é necessária para moldes de fundição. O caráter da areia é modificado pelo uso de aditivos e aglutinantes como a bentonita (um tipo de argila) e pó de carvão. O ferro fundido para a fundição é feito de ferro-gusa com um pouco de aço e sucata de ferro para adicionar resistência. As cordas são feitas de fio de aço de alta resistência, fabricado em fábricas especializadas de cordas para pianos.

Design

Os pianos são projetados por engenheiros especialmente treinados e qualificados, chamados engenheiros de escala. Os engenheiros de escala escolhem os materiais, criam os designs e especificações e desenvolvem as interações das partes do piano. Talvez o aspecto mais importante do design esteja relacionado à resistência estrutural do piano. Cerca de 160-200 lb por polegada quadrada (11,2-14 kg por cm²) de tensão é exercida em cada uma das 220 ou mais cordas do piano. O piano deve ter um bom desempenho, mas também deve permanecer estável ao longo do tempo, pois as mudanças nas condições afetam os muitos materiais no piano de maneira diferente.

A placa de ferro fundido deve suportar a tensão da escala de amarração, cobrindo muito pouco a caixa acústica; deve ter massa máxima para força, mas massa mínima para qualidade de som. Sua forma é única para o design do piano porque está de acordo com o layout das cordas, a colocação das pontes na caixa de ressonância e os caminhos das cordas. Como o material é quebradiço, deve ser apoiado em locais onde as cordas apliquem tensão. Os orifícios são projetados no lado curvo para evitar que a placa rache devido ao estresse térmico após ser derramada e resfriada, e esse projeto permite que o som também saia da caixa de ressonância. O engenheiro de escala primeiro faz o esboço de uma placa proposta, desenha-a em escala e faz um padrão de madeira; este projeto é posteriormente usado para fabricação.

O processo de fabricação

Dobrando a borda da caixa

• 1 O método Steinway de dobrar o aro ainda é usado e é a primeira etapa na montagem do piano de cauda. Camadas de madeira de bordo de fibra longa são coladas e dobradas em uma prensa de metal para formar um aro contínuo; tanto a borda interna quanto a externa são feitas dessa maneira. Até 22 camadas formam cada borda do piano, e as camadas podem ter até 25 pés (7,62 m) de comprimento. A cola de resina é aplicada à máquina e as camadas são transportadas para a prensa, onde são moldadas. Os aros são armazenados em suportes para evitar que mudem de forma. São temperados em condições de temperatura e umidade controladas até que a madeira atinja um determinado teor de umidade onde manterá seu contorno. O aro interno dobrado é então equipado com outros componentes de madeira, incluindo o bloco cruzado, o bloco de pinos, os colchetes, o porta-chaves e o fundo inferior. Eles são colados e fixados no lugar.
• 2 O gabinete é acabado para melhorar as propriedades de som e também a aparência. O gabinete é lixado para que a mancha seja absorvida adequadamente, a madeira é branqueada para igualar a aparência do verniz, pré-coloração e coloração são feitas em seguida, enchimentos de madeira (às vezes com um washcoat) são adicionados e uma primeira camada de selante ou laca é aplicada. A superfície é lixada novamente, esmaltes especiais (para antiguidades ou outros efeitos) são adicionados seguidos por mais duas camadas de laca, o lixamento é feito novamente, acabamentos especiais são adicionados e duas camadas finais de laca são usadas. O gabinete é seco por até 21 dias antes de ser esfregado à mão até o acabamento final.

Fazendo os componentes estruturais

• 3 Os componentes de madeira do piano (chamados coletivamente de estrutura) - o bloco de pinos e a placa de ferro fundido - são as partes do piano que suportam a tensão das cordas. Os suspensórios são feitos de abeto selecionado e o pinblock ou prancha de luta é construída com camadas unidas de bordo das rochas. O pinblock é um quarto serrado ou corte rotativo para maximizar a aderência da estrutura do grão nos pinos de afinação. As camadas laminadas também são coladas em ângulos diferentes umas às outras, de modo que os pinos são circundados com madeira de fibra final. O pinblock tem um orifício por fio, ou até 240 orifícios perfurados nele.
• 4 A placa de ferro fundido é feita em uma fundição de placa de piano. As placas de fósforo são feitas de metal a partir do padrão de madeira projetado pelo engenheiro com peças superior e inferior para combinar. Os moldes de areia são feitos de placas de fósforo e são usados ​​para fundir a placa. O ferro fundido é derramado através dos moldes e endurecido durante o processo de fundição (um processo de resfriamento controlado) para produzir uma placa pesando cerca de 600 lb (272,4 kg). Depois que a placa é resfriada e removida dos moldes, a areia é soprada da placa com granalha de aço. A placa é transportada em transportadores aéreos para uma sala de perfuração onde são feitos furos para os pinos de ajuste, nosebolts, parafusos na estrutura e pinos de engate. Os pinos de engate são inseridos a seguir; em seguida, as imperfeições de fundição são removidas da placa por lixamento e perfuração. Os óleos também são removidos. A placa é lixada à mão e esfregada, preparada e pintada.
• 5 A placa de ferro fundido é suspensa acima do piano durante o processo de encaixe. A placa será abaixada e levantada para dentro e para fora do piano várias vezes conforme o bloco de pinos, a vedação contra a borda e a caixa de ressonância e as pontes forem encaixadas.

Criação da caixa de ressonância

• 6 A caixa de ressonância é um painel fino de abeto que sustenta as cordas e a placa de ferro fundido e repousa sobre os aros. Suas partes são a própria placa, apoiando as nervuras na parte inferior da placa e as duas pontes sobre as quais as cordas são esticadas. O tampo é feito de abeto com 0,25-0,375 in (0,635-0,95 cm) de espessura; atua como um ressonador natural, é forte para seu peso e pode ser vibrado pelas cordas devido à sua leveza. O abeto vermelho é seco ao ar e depois em um forno até um determinado teor de umidade. Em seguida, é cortado em tiras com 5,08-12,7 cm de largura, as bordas são coladas e as tiras são pressionadas uma contra a outra e secas. Um padrão é sobreposto e a caixa de ressonância é ajustada para o tamanho de um piano de cauda.
• 7 O tampo é curvo para produzir o som certo. A curva é chamada de coroa que se arqueia para cima em direção às cordas. O arco é feito encaixando nervuras de abeto leve ou madeira de pinho-de-açúcar na parte inferior da placa. As nervuras são cuidadosamente cortadas de padrões, depois encaixadas e coladas na caixa de ressonância usando uma prensa de nervuras que posiciona as nervuras com precisão e, em seguida, força a placa na curvatura adequada. As nervuras são cortadas ao longo da fibra longitudinal da madeira e encaixadas em ângulos retos com a fibra longitudinal da placa de ressonância, de modo que as vibrações sejam transmitidas uniformemente. As pontas das costelas são franjadas e, a seguir, encaixadas em entalhes na estrutura do piano que apoiarão exatamente o arco da coroa; os pianomakers usam padrões especiais para orientar esses cortes no quadro.
• 8 As duas pontes da caixa de ressonância transferem as vibrações das cordas ao longo de seu comprimento para a caixa de ressonância. A ponte longa é atravessada por cordas agudas, e as cordas graves que se espalham pelos agudos cruzam a ponte curta. As pontes são complicadas porque devem ser paralelas à textura da caixa acústica, curvar-se com a coroa e apoiar as cordas, que exercem uma pressão de sustentação nas pontes e, portanto, na caixa acústica. Essa pressão deve ser suportada pela força das pontes e do arco da coroa, ou o tom das cordas cairá. As pontes são feitas de blocos maciços de madeira ou de madeira laminada. O bordo duro é usado em pianos americanos e a madeira de falcão (faia) é usada na Europa. As pontes laminadas devem ser colocadas com laminações perpendiculares ao tampo ou as camadas de cola têm um efeito de amortecimento. As pontes são coladas à placa de ressonância e também fixadas a ela com parafusos de madeira cobertos por botões de placa de madeira que funcionam como arruelas e evitam que os parafusos grudem na placa. As pontes são entalhadas em ambos Os pianos têm o maior alcance de qualquer instrumento e mais de 2.500 peças. Eles são considerados pertencentes à família de instrumentos de cordas, porque as cordas de um piano produzem seus sons, e também à família da percussão, porque o som é produzido quando um martelo bate em uma corda. lados onde cada corda se cruza, então a corda atinge uma pequena parte da ponte e pode vibrar facilmente. Os pinos são inseridos na ponte e as cordas são enfiadas entre os pinos.

Amarração e afinação

• 9 A corda do piano é fabricada em usinas especializadas e consiste em fio de aço carbono. As cordas do baixo também são enroladas com enrolamentos de cobre em um processo denominado carregamento das cordas. Os enrolamentos adicionam peso e espessura às cordas centrais de aço para que vibrem mais lentamente e podem ser feitas em comprimentos que cabem em um piano de tamanho prático; sem carregar, as cordas do baixo teriam de ter 30 pés (9,14 m) de comprimento para produzir seus sons. As cordas agudas são curtas, não são enroladas com cobre, mas são agrupadas em três para formar um tom. Paus de escala são usados ​​como padrões para cada corda, atuando como um medidor de cada tipo de fio e determinando quantos tamanhos de corda são necessários; até 17 diâmetros diferentes de fio podem ser usados ​​para amarrar um piano. As cordas de piano requerem cuidado e manuseio especiais porque ficam logo após serem formadas, cortadas e carregadas e nunca são enroladas. Depois que as cordas são amarradas, elas são mantidas no lugar perto dos pinos de afinação por barras de metal e pinos de latão especiais chamados agraffes. Outras barras posicionam as cordas corretamente perto dos pinos de engate.
• 10 pinos de afinação são feitos de fio de aço. O fio é cortado no comprimento adequado, as pontas são moldadas com uma matriz e os pinos são colocados em um tambor onde as bordas ásperas são alisadas. O copo esvazia-os em uma prensa onde broches que se encaixam em martelos afinadores são formados na parte superior dos pinos. Orifícios para as cordas são perfurados nas extremidades dos pinos, os pinos são limpos de lascas de metal e óleo e um revestimento de níquel é aplicado aos pinos para evitar que enferrujem. Os pinos são rosqueados para girar facilmente durante a afinação, então eles são submetidos a um aquecimento controlado chamado blueing, que oxida a superfície externa dos fios dos pinos (onde o revestimento de níquel foi removido durante o enfiamento) para que os pinos agarrem a madeira no pinblock. Máquinas especiais inserem vários pinos de cada vez nos orifícios da placa de ferro fundido e no bloco de pinos, onde são encaixados manualmente.

Construindo o teclado e ação

• 11 Teclados, quadros-chave e de ação e ações são feitos por fabricantes especializados. As teclas se equilibram e giram em um conjunto de dois ou três trilhos cobertos com feltro para evitar ruído. Os pinos-guia para cada chave são inseridos no trilho frontal ou superior e no trilho intermediário ou de equilíbrio. As próprias chaves são feitas de madeira leve, cortada sob medida e seca em fornos. As teclas são revestidas com plástico preto ou branco, embora no passado fossem usados ​​marfim e ébano. As tampas de plástico das chaves são moldadas para cobrir um grupo de chaves que posteriormente são cortadas individualmente. Os orifícios são feitos na parte inferior para se encaixar nos pinos-guia. Os parafusos do cabrestante são montados nas bordas traseiras do teclado, estendendo-se para dentro do piano; a ação será assentada neles. As chaves agora são cortadas em 88 indivíduos, que são lixadas e polidas nas laterais. As teclas pretas também são manchadas de preto antes que as tampas pretas sejam coladas. As chaves são reconectadas ao quadro-chave, perfurações semelhantes a arruelas são colocadas sobre os pinos-guia e as chaves são colocadas neles.
• 12 A voz do piano depende da qualidade dos martelos. Muitos materiais, desde pele de alce até borracha, foram usados ​​ao longo da história do piano, mas hoje os martelos são revestidos com feltro de lã de alta densidade graduada com precisão. O feltro é feito por especialistas que começam com lã selecionada que é cardada, penteada, dobrada e comprimida em feltro em tiras cônicas. O feltro mais fino é usado para os martelos agudos, enquanto o feltro grosso é usado para o baixo. O núcleo de cada cabeça de martelo é uma moldura de madeira, e um feltro inferior e superior são colados no lugar com resina para cobrir a moldagem. Os tubarões-martelo são feitos em longas tiras do mesmo tamanho e então fatiados em tubarões-martelo individuais manualmente ou por automação. O conjunto completo de martelos é instalado no piano. O som do piano é ajustado por um afinador especialmente treinado, denominado voicer. As ações-chave devem responder com a mesma resistência. Os martelos de feltro são modificados com um adesivo ou agulha que retexturiza os martelos e altera o som.
• 13 As partes finais são adicionadas, incluindo os pedais e seu alçapão, a queda ou tampa das teclas, o suporte para partituras, as dobradiças e a tampa superior, a haste superior que sustenta a tampa elevada e muitos outros detalhes. Todas as peças são feitas cuidadosamente para que se encaixem bem e não chacoalhem ou afetem de outra forma o som do instrumento.

Controle de qualidade

Os pianos não existiriam sem o controle de qualidade em todos os aspectos da produção porque os instrumentos são muito sensíveis e dependem da interação de muitas peças e materiais. Por exemplo, a qualidade começa com o projeto do engenheiro de balança. Os metalúrgicos verificam o conteúdo de metal da placa de ferro; as análises químicas são feitas dos outros conteúdos, incluindo carbono, enxofre, fósforo e manganês. A temperatura também é crítica; o ferro fundido é de 2.750 ° F (1.510 ° C), e as temperaturas de fundação ou endurecimento também são monitoradas cuidadosamente. A corda é controlada e testada de forma semelhante durante a fabricação quanto à elasticidade, resiliência e resistência à tração.

O Futuro

O processo de fabricação de pianos permaneceu essencialmente o mesmo por um século, mas os engenheiros de escala estão sempre buscando novos métodos. A fundição a vácuo tem sido usada recentemente para produzir placas de ferro fundido com acabamentos suaves que não requerem retificação.