Diapasão

O diapasão fornece uma altura de referência através da vibração de dois ramos metálicos. Músicos e especialistas em acústica comparam este som com uma voz ou um instrumento; uma caixa de ressonância torna-o mais audível.

O que é

Um diapasão é um ressoador metálico com dois ramos livres, unidos por uma curva que se prolonga numa haste. Depois de uma pancada ligeira, emite um som cuja altura serve de referência para afinar um instrumento ou comparar vibrações. O músico ouve a nota e ajusta a corda ou o instrumento até obter a mesma altura.

Rudolph Koenig, construtor de instrumentos em Paris, fabricava forquilhas montadas em caixas de ressonância de madeira. O Smithsonian conserva um conjunto de três forquilhas de aço com um pequeno martelo, instrumentos de laboratório que data de cerca de 1870 a 1900, e descreve as caixas como sendo de espruce. No Kenyon College, forquilhas de Koenig sobre ressoadores têm caixas com tampo de espruce, como o tampo de um violino; o catálogo de Koenig de 1889 vendia a forquilha de 128 Hz por 100 francos. No Hood Museum of Art, em Dartmouth, uma caixa de Koenig que suporta uma forquilha de Max Kohl de cerca de 1900 é de pinho.

Como funciona

Os ramos deformam-se simetricamente em torno da posição de repouso.

Uma pancada encurva ligeiramente os ramos; a sua elasticidade puxa-os de volta para a posição inicial. O movimento prossegue para ambos os lados dessa posição: as pontas aproximam-se, afastam-se e repetem o percurso. Cada ramo flete como uma pequena viga presa na base e livre na extremidade. No modo habitualmente utilizado, os movimentos são simétricos, como duas imagens ao espelho.

A altura depende da frequência da oscilação e, por isso, das dimensões do metal, da sua rigidez e da massa volúmica. Com geometria comparável, ramos mais compridos vibram mais devagar e produzem um som mais grave. Encurtar as pontas torna o som mais agudo. Mudar o metal mantendo as dimensões também pode alterar a frequência, pois os materiais têm rigidez e densidade diferentes.

Apoiada numa mesa, a haste transmite a vibração a uma superfície maior.

A oscilação põe o ar em movimento e produz um som cuja intensidade varia com a direção de escuta. Uma pancada pode excitar vários modos de vibração; o choque contra um objeto duro favorece, em particular, um tinido agudo adicional. Depois do ataque, as componentes agudas atenuam-se e predomina o som principal. A haste também se move, embora muito pouco. O contacto com uma mesa ou um tampo harmónico transmite a vibração a uma superfície maior. Nos aparelhos de Koenig, o acoplamento à caixa de ressonância reforça o som.

Segura-se um diapasão livre pela haste, deixando os ramos desimpedidos para continuarem a vibrar. Quando se ouve ao mesmo tempo outro som de altura próxima, surgem aumentos e diminuições periódicos de intensidade, chamados batimentos. Resultam da sobreposição das duas vibrações; o seu ritmo permite comparar as frequências. Os especialistas em acústica usaram esta comparação para medir outros sons a partir de diapasões conhecidos.

Como fazer

Limar a ponta dos ramos encurta-os e torna o som mais agudo; o diapasão acabado ao lado serve de referência.

Um método de fabrico em oficina consiste em maquinar a forquilha a partir de uma única peça bruta de aço, como nos exemplares de Koenig descritos pelo Smithsonian. Deixam-se dois ramos paralelos unidos por um fundo arredondado que se prolonga na haste. A maquinagem deve preservar a regularidade e a simetria dos ramos, mantendo livres as pontas. A conformação estabelece o comprimento e a espessura, dimensões que determinam o comportamento vibratório. Conserva-se o aço escolhido durante toda a afinação, porque mudar de metal altera as propriedades de vibração.

Compara-se depois o som com uma referência conhecida e fazem-se pequenas correções, voltando a ouvir após cada uma. Encurtar as pontas aumenta a frequência. Retirar metal noutros pontos não equivale a encurtá-las: a rigidez e a distribuição da massa também intervêm no resultado. Uma caixa de madeira pode receber a forquilha, como nos instrumentos de Koenig, com uma ligação mecânica que transmita a vibração.

Prender firmemente a peça, usar proteção ocular e trabalhar com uma lima munida de cabo. Manter os dedos fora do trajeto da ferramenta e retirar as rebarbas antes de manusear. As operações que aqueçam o metal ficam reservadas a uma oficina equipada; é preciso deixar a peça arrefecer antes de lhe tocar. Começar os ensaios sonoros suavemente, longe dos ouvidos, evitando pancadas violentas contra superfícies duras. Um diapasão de oficina destinado à escuta não deve servir para diagnóstico médico nem ser apresentado como instrumento médico calibrado.

História e evolução

O Whipple Museum de Cambridge e o Smithsonian atribuem a John Shore a invenção do diapasão em 1711. Shore era músico na corte inglesa; a sua forquilha fornecia uma altura de referência para afinar instrumentos. Antes dela, os músicos usavam, entre outros recursos, tubos de afinação de madeira, sensíveis à temperatura e à humidade.

No século XIX, as melhorias de fabrico transformaram o diapasão num instrumento de medição acústica. Johann Scheibler reuniu séries de forquilhas para comparar alturas através dos batimentos. Rudolph Koenig desenvolveu depois grandes coleções de frequências e fabricou instrumentos para experiências sobre o som. As caixas de ressonância conservadas no Smithsonian pertencem a esta prática laboratorial.

Os diapasões participaram também nos esforços de normalização da altura musical. A referência depende da convenção e do instrumento; as forquilhas históricas não dão todas a mesma nota. No século XX, as técnicas eletrónicas substituíram muitos dos seus usos científicos. A afinação musical e alguns exames médicos continuam a recorrer à forquilha vibrante.