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ESTUDIO DEL EFECTO DEL BARNIZ EN LA TAPA POSTERIOR DE LA GUITARRA

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Academic year: 2017

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(1)

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL.

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA.

UNIDAD PROFESIONAL ADOLFO LÓPEZ MATEOS.

INGENIERÍA EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA.

ESPECIALIDAD EN ACÚSTICA.

CAMPUS ZACATENCO.

TESIS.

ESTUDIO DEL EFECTO DEL BARNIZ EN LA TAPA

POSTERIOR DE LA GUITARRA

”.

QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE:

INGENIERO EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA

PRESENTAN:

C. ARREOLA ROJAS JAIME.

C. GONZÁLEZ DE LA MORA GRISELDA V.

ASESORES:

DRA. RABADÁN MALDA ITZALÁ.

(2)
(3)

AGRADECIMIENTOS

¿Qué sería de mí, sin ustedes?, Todo lo

que soy, es por ustedes, vivo y me

refugio en ustedes, me dan calor

cuando hace frío, me dan amor, en

soledad, ustedes… uste

des me dan

fuerza, y con nada puedo pagar su

amor; los amo, hasta el cansancio, los

amo hasta desvanecer.

Si de algo carecen, no podre existir,

pues para mí, eso no es vivir.

Eréndira, Jaime y Diana.

(4)

ESTUDIO DEL EFECTO

DEL BARNIZ EN LA

TAPA POSTERIOR DE LA

GUITARRA

(5)

INDICE.

PORTADA

... 1

REGISTRO DE TÉSIS

... 2

AGRADECIMIENTOS

... 3

CARÁTULA

... 4

ÍNDICE

... 5

OBJETIVO

... 6

ALCANCE

... 6

IMPORTANCIA DEL TEMA

... 6

PRINCIPALES LOGROS

... 7

PR

ÓLOGO

... 7

JUSTIFICACIÓN

... 8

RESUMEN

... 9

SUMMARY

... 10

ANTECEDENTES

... 11

CAPITULO I INTRODUCCIÓN TEORICA.

... 13

EMPLASTECIDO ……….13

TIPOS DE EMPLASTE……….14

APLICACIÓN……….14

LIJADO……….14

TIPOS DE LIJA: ……….14

LIJADO GRUESO: ……….14

LIJADO FINO: ……….14

TINTE……….15

BARNIZADO……….15

TIPOS DE BARNIZ……….15

BARNIZ DE FONDO O TAPAPOROS……….15

ACABADO FINAL……….15

OTRAS TÉCNICAS……….16

ENVEJECIDO……….16

GOMA-LACA……….16

CERA……….16

VIBRACIÓN EN PLACAS DELGADAS……….17

CAPITULO II MEDIDAS DE SEGURIDAD.

... 20

CAPITULO III DISEÑO.

... 27

DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA. ……….32

OPERACIÓN DEL SISTEMA……….33

CAPITULO IV EXPERIMENTACIÓN.

... 35

CAPITULO V ANÁLISIS DE RESULTADOS.

... 60

OBSERVACIONES

... 65

CONCLUSIONES.

... 66

RECOMENDACIONES A FUTURO.

... 67

ANEXO A. ARTÍCULO DRA. IZTALÁ.

... 68

ANEXO B. MEMORIA DE COSTOS.

... 77

CRONOLOGÍA.

... 82

(6)

OBJETIVO

Documentar los cambios producidos al variar las condiciones de

barnizado (tanto la técnica de aplicación como el número de

capas) de la tapa posterior de la guitarra acústica.

ALCANCE

El alcance de esta Tésis es ciertamente

proponer el sistema de

evaluación de cada una de las muestras de las placas

. Dada la

circunstancia de la falta de un lugar donde experimentar, pues la

institución sufre de una remodelación, que conlleva la falta de un

banco de pruebas, es decir, esta Tésis,

contempla ser el primer

cimiento de una estructura de un cúmulo de conocimiento e

iniciar todo un compendio de análisis, secuenciado de Tésis en

Tésis para generar un reporte crítico acerca de los modos de

vibración de las placas en la guitarra acústica

.

IMPORTANCIA DEL TEMA

Se considera que la información acerca de los modos de vibración

en placas, sólo se circunscribe en el área de materiales metálicos

y para fines mecánicos.

(7)

PRINCIPALES LOGROS

Consideramos un logro de la especialidad, el exigir un laboratorio

de pruebas y ganar un espacio para la discusión y análisis

exclusivo de Acústica para alumnos tésistas en forma y en tiempo

para este, y los subsecuentes proyectos.

Dado el escenario adverso en el tiempo del proyecto, por la falta

de un espacio y un banco de pruebas, también se consideró un

logro el banco de pruebas, aportación para la academia en ambos

turnos, y sobre todo para todos los análisis que a la postre se irán

sumando.

El diseño del banco de pruebas, fue una aportación conjunta por

la Dra. Itzalá Rabadán Malda y nosotros, es para nosotros un

logro que fuera funcional y su operación fue óptima desde su

implementación.

PRÓLOGO

El móvil de esta Tésis, fue sin lugar a dudas la inquietud de la

Dra. Itzalá Rabadán Malda por hacer Ciencia.

Esta humilde Obra, es sin duda dirigida hacia nuestros

compañeros de la Especialidad e Institución que estén interesados

en sustentar los fenómenos físicos que hacen posible el

funcionamiento de la Música en la Guitarra.

(8)

JUSTIFICACIÓN

Un área de desarrollo de los egresados de la especialidad de

acústica, es la acústica musical, materia que exhorta a tener un

sustento científico de patrones de calidad sobre los instrumentos

musicales así como los materiales con los que están hechos y

poder mantener un estándar de calidad.

Por otro lado un instrumento muy arraigado en el gusto musical

de los mexicanos es la guitarra, a tal grado que es aquí donde se

producen algunas de las mejores guitarras del mundo.

En la actualidad los fabricantes mexicanos se enfrentan a las

grandes empresas transnacionales productoras de guitarras, las

cuales tienen como prioridad la venta al mayoreo de dichos

instrumentos y existe una evidente y desleal ventaja sobre los

productores nacionales, es por eso, que se tiene que argumentar y

defender las virtudes, los inconvenientes, sus mitos y sus

realidades de cada condición de la manufacturación de nuestros

instrumentos musicales, con un estudio amplio para convencer al

consumidor final, que en definitiva puede tomar la decisión que

más se ajuste a sus necesidades, pero existe un detalle verdadero,

que la calidad no siempre está en función con el precio.

Es por las razones expuestas que en la especialidad de acústica se

ha planteado la necesidad de contar con un compendio del estudio

sobre instrumentos musicales, y el presente escrito pretende ser

un pequeño tomo, cual si fuere una columna sosteniendo una gran

investigación.

(9)

PALABRAS CLAVE

Placas, capas de barniz, modos de vibración,

patrones de vibración, figuras de Chladni.

RESUMEN

He aquí el primer segmento de un compendio de lo que se

pretende formar una vasta investigación, sobre el efecto del

barniz en el sonido de la guitarra, que busca distinguir los

alcances y los límites de este análisis, para poder trazar una

segura directriz a seguir, ya que en este estudio, es

potencialmente fácil perder la objetividad, dada la riqueza del

tema y la multitemática que esconden misteriosamente sus

fenómenos físicos.

Presentamos el primer segmento, puesto que la planeación,

propuesta por la Doctora Itzalá Rabadán Malda, dicta un

ambicioso proyecto, mismo que por su naturaleza y por la paridad

con el régimen escolar, tiene que ser asistido por jóvenes tesistas,

con la necesidad de titularse, luego entonces se busca aportar

investigación, particionadamente.

Se documentan los patrones de figuras de Chladni, formados por

aserrín, que juega el papel de sustancia granular; al someter

placas de dos materiales distintos: Triplay de Meranti y Triplay

de Pino BD, barnizadas de una sola cara, con diferentes números

de capas de barniz que varían de una a cinco capas de barniz, con

cuatro distintos modos de aplicación: brocha, rodillo, esponja y

estopa; estos conjuntos de placas, se sometieron a perturbaciones

incidentes, variables intencionalmente, en bajas frecuencias.

(10)

KEYWORDS

Plates, layers of varnish, modes of vibration,

vibration patterns, Chladni figures.

SUMMARY

Is here the first segment of a compendium of what one tries to

form a vast investigation, on the effect of the glaze in the sound

of the guitar, which seeks to distinguish the scopes and the limits

of this analysis, to be able to plan a sure directive to continuing,

since in this study, it is potentially easy to lose the objectivity,

given the wealth of the topic and the multisubject matter that his

physical phenomena hide mysteriously.

Let's sense beforehand the first segment, since the strategy

proposed by the PhD Itzalá Rabadán Malda, dictates an ambitious

project, same that for his nature and for the parity with the school

regime has to be represented by young students whose labor at

their final work to obtain their engineer degree, then one seeks to

contribute, at least in one segment of this investigation.

There receive documents the bosses of Chladni figures, formed

by sawdust; that plays the paper of granular substance; on having

submitted plates of two different materials both Meranti's Triplay

and

BD Pine’s

Triplay, varnished of an alone face, with different

numbers of caps of glaze that change from to five caps of glaze,

with four different manners of application since it was with brush,

roller, sponge and tow; these sets of plates, they surrendered to

incidental, variable disturbances intentionally, in low frequencies.

(11)

ANTECEDENTES

Como ocurre en el recubrimiento de metales, también el recubrimiento de maderas requiere un sistema de barnices o pinturas, cada uno de los cuales tiene una misión determinada.

El barnizado es una operación de acabado de superficies mediante un material que forme una película continua, es decir de poro cerrado o discontinua, de poro abierto, de protección, merced a una composición fluida de elementos sólidos, que al ser aplicada en capas finísimas se seca por evaporación, oxidación u otra reacción química.

Un barniz es un producto compuesto de aglutinantes, disolventes y diluyentes, sin pigmentos, que al ser aplicado origina una película insoluble en agua, adherente y dura, generalmente lisa y brillante, con propiedades protectoras, decorativas o técnicas particulares. Son transparentes, por lo que el veteado de la madera no queda oculto.

El aglutinante es la parte principal del barniz, siendo el elemento que queda sobre la madera cuando se seca y se endurece la película. En general, está constituido por aceites. El disolvente es un líquido volátil que sirve para dispersar el aglutinante. El diluyente es también volátil y su misión es mejorar las características de aplicación. Estas partes volátiles que se evaporan tras el extendido sirven para disminuir la viscosidad y son acetonas, alcoholes, hidrocarburos y el aguarrás.

El barnizado de maderas es una necesidad de dos cuestiones principales, la conservación de la conservación de la madera y una mejor estética.

En cualquier proyecto, relacionado con madera, exige su conservación, dicha conservación requiere emplear ciertas técnicas, que según la escuela generacional, reza que se deben emplear los mismos procesos del cual se echaron mano en su construcción, Antonio Camacho Atalaya, Perito de Montes de AITIM, en su artículo, Barnizado o acabado de madera, destaca que la técnica más difícil y a la vez más exquisita, es el barnizado con goma-laca a muñequilla, reservada a verdaderos barnizadores.

La goma-laca tiene una presentación en forma de escamas, que se disuelven en alcohol y se “mete”;

después, con el extracto que queda al filtrar la goma-laca, se “peina”. En el “aclarado”, con alcohol

y blanco de España, se quitan los arañazos y pequeñas ráfagas. Cuando la madera es nueva, el

“emplastecido”, que trata de igualar vetas claras y oscuras, esto es oscureciendo las claras.

El emplastecido tienen dos fases: el emplastecido propiamente dicho, a base de ceras calentadas y

mezcladas con anilina, para conseguir el color, y el “igualado”, con anilinas al alcohol.

Para aplicar los acabados descritos hay que usar trapos, lijas, agua, brochas, etc. Una vez que la

madera nueva este limpia, se empapa con agua por medio de un trapo, para lograr que el “pelo” de

la madera de levante. Una vez que se muestra, se procede a lijar con lijas de doble cero. Una vez lijado a conciencia se aplica el colorante con brocha, y si se quiere otro color distinto al nogal se mezcla con anilinas. Siempre se lija entre una fase y l siguiente, estando seca la primera aplicación.

Las lijas de 0 a 0000 se emplean en maderas nuevas, en trabajos de cierta categoría, hechos por ebanistas. En el barnizado convencional, entre mano y mano de barniz conviene lijar hasta que

(12)

La muñequilla mejor, es la hecha con hilo grueso de algodón y lana. Con la lañase hace una punta de lanza que se envuelve con esta funda, doblándole para que se ajuste al trozo de lana. Procurando que el retorcido del calcetín no se afloje (se sujeta la muñequilla con los dedos meñique, anular, medio y pulgar), el dedo índice aprieta sobre la punta de lanza impregnada de goma –laca, imprimiendo movimientos longitudinales y circulares.

Con la muñequilla también se pueden aplicar algunos barnices transparentes comerciales, a base de resinas y disolventes.

En el peinado se utiliza otra muñequillas, pero hecha a base de algodón en rama y enfundada en tela un poco más fina. El aclarado se hace con trozos de tela de hilo fino.

Los muebles actuales comerciales se barnizan a base de poliuretanos y los baratos por medio de lacas-nitro, que han sustituido a los poliésteres que cristalizaban y al golpearse se rebajaban. El poliuretano es más elástico y a la vez más duro.

Por muy pequeño que sea el taller y aún con la poca credibilidad que se le tenga, hay dos ideas claras, que las brochas sólo se emplean para extender el colorante y los botes pequeños de barniz sólo sirven para un verdadero apuro.

El barniz por excelencia es el de poliuretano con dos componentes; en un envase viene el barniz propiamente dicho y en el otro el catalizador. De este modo se controla perfectamente el acabado.

En los envases industriales el barniz llega más concentrado, pero a cambio exige una distribución seriada para pistolas, barnizadoras de cortina o rodillos, inmersión, etc.

El verdadero profesional hace la mezcla de barniz más catalizador que va a necesitar. Una vez hecha la mezcla, ésta tiene una duración en horas que depende de la temperatura ambiente. Si queremos prolongar esta vida útil de trabajo de mezcla de tres a doce horas según la época del año, invierno ó verano, se tiene la posibilidad de emplear disolventes de catalización o bajar la proporción de la mezcla.

(13)

CAPITULO I

INTRODUCCIÓN TEORICA.

La madera es un material natural, formado por células, anisótropo. Es un recurso natural, renovable, cuyo proceso industrial posterior no produce mayor contaminación ambiental y cuyo crecimiento natural tiene aparejado el proceso de fotosíntesis que al absorber el dióxido de carbono, fija el carbono, componente de la madera y libera oxígeno contribuyendo al mantenimiento de las condiciones ambientales, es decir sin polución.

La densidad es una de las propiedades más importantes de la madera y dado la naturaleza anisótropa de la misma se explica su alta variabilidad.

El agua está siempre presente en la madera y el porcentaje de la misma tiene mucha influencia en sus propiedades. Los procesos de encogimiento e hinchamiento tienen importancia en el comportamiento de la madera.

La madera es un material natural, de tipo orgánico, con células, sólido pero con poros. Su composición química compleja de carbono, hidrógeno y oxígeno.

La madera es un recurso altamente anisótropo debido a la forma de crecimiento de células alargadas y orientación de la estructura de las paredes de las células.

Esta anisotropía resulta de la diferenciación de las dimensiones de sus celdas en la estación de crecimiento y parte de direcciones preferenciales de crecimiento en las algunos tipos de células, rayos.

La estructura de las paredes de sus celdas explica los problemas de encogimiento e hinchamiento, ejemplo que sus efectos son 10 a 20 veces más grandes en la dirección transversal que en la longitudinal, y la micro-estructura de la madera es la clave para entender porqué la rigidez de la madera en el sentido longitudinal es 20 a 40 veces más que en la dirección transversal.

La madera se obtiene de dos grandes categorías: maderas duras y maderas blandas, históricamente las dimensiones de los árboles en el bosque determinan las medidas de las maderas que se producen. Como la madera es producida por la naturaleza sus propiedades, tales como resistencia y deformación son altamente variables.

Después de superar la complicada etapa de discriminar los tipos de madera y así mismo elegir la más conveniente, es necesariamente obligatorio conocer las técnicas básicas de acabado, que son las imprescindibles: el emplastecido, el lijado, el tintado y el barnizado.

EMPLASTECIDO

(14)

TIPOS DE EMPLASTE

Existen en el mercado muchos productos utilizados para este fin, como pastas, ceras y colas. Algunos están fabricados con serrín de madera y cola, consiguiendo una tonalidad perfecta. Generalmente, una vez seco el emplaste se puede lijar y teñir.

La cera se presenta en diferentes tonos, se moldea como la plastilina y es muy fácil de aplicar.

APLICACIÓN

Aplicaremos el emplaste de cera con una pequeña espátula o un trozo de tablilla. Es muy importante limpiar bien el sobrante de cera, porque de lo contrario tendremos defectos en el barnizado ya que el barniz resalta las zonas manchadas de cera.

LIJADO

El lijado es una labor trabajosa y aburrida. Consiste en frotar la madera con lija cuanto más, mejor. Esta operación incluye dos fases: primero con lija gruesa y luego con lija fina.

Al lijar la madera conseguimos varios efectos: igualamos la superficie de la madera eliminando imperfecciones como arañazos e irregularidades, limpiamos la superficie de manchas y marcas de lápiz, y sobre todo, preparamos la madera para recibir adecuadamente el barniz.

TIPOS DE LIJA:

La lija se denomina con un número (80, 100, 120, 200, etc.), que puede leerse en la cara de atrás y que significa la cantidad de granos que tiene en 1cm2.

Por ejemplo: la lija de 100 tiene 100 granos por cm2; la lija de 220 tiene 220 granos por cm2. Esto

quiere decir que cuanto menor sea el número, más gruesa es la lija y más madera arranca, pero también queda más rugosa la superficie lijada.

LIJADO GRUESO:

Se hace con lija gruesa, por ejemplo de 100. Con la lija gruesa lijaremos más deprisa porque arrancamos más madera y nivelamos mejor la superficie, eliminando irregularidades, imperfecciones y suciedad. Pero tiene el inconveniente de que la superficie lijada queda áspera y fea, y sería imposible barnizarla, por eso luego deberemos utilizar la lija fina. Otro efecto que se consigue con el lijado grueso es abrir los poros de la madera para que el barniz penetre mejor.

LIJADO FINO:

(15)

TINTE

Generalmente, y dependiendo del color de la madera, se suele dar algún tinte antes de barnizar. Estos tintes se absorben muy bien y tienen tonos de maderas o de colores. Básicamente emplearemos dos tipos de tintes, los que se diluyen en agua y los que se diluyen en disolvente. Cuanto más diluido preparemos el tinte, más claro será el tono que adquiera la madera.

Es importante saber que la intensidad del tinte se acumula en las sucesivas capas, por lo que una zona que se haya pasado la brocha 4 veces estará el doble de oscura que una zona que se haya pasado la brocha 2 veces.

BARNIZADO

Consiste en aplicar una capa de barniz a la madera para protegerla y darle un aspecto más bonito. Para su aplicación utilizaremos la brocha. El barniz es como una especie de plástico líquido que al secarse se endurece y la madera queda protegida contra golpes y rozaduras. Además resalta las vetas y da un aspecto húmedo a la madera que la hace más atractiva.

Se hace en dos fases: primero se aplica una capa de fondo, para tapar los poros de la madera, y después una o más capas de barniz que será la definitiva.

Es imprescindible que entre una capa y otra de barniz se lije el objeto una vez que está completamente seco.

TIPOS DE BARNIZ

Hay multitud de tipos de barniz: brillante, mate, al agua, incoloro, tintado, incluso los hay que protegen contra insectos o contra los rayos ultravioleta. Nosotros nos centraremos en dos tipos: el barniz de fondo y el acabado final.

BARNIZ DE FONDO O TAPAPOROS

Es el que se aplica en la primera capa. Puede utilizarse un producto tapaporos específico, o también el mismo barniz que en la capa final, generalmente diluido con disolvente. Nosotros emplearemos como tapaporos y como barniz final el mismo producto, pero en la primera capa estará rebajado con disolvente. Cuando está seco el barniz de fondo, debemos lijarlo suavemente con lija muy fina antes de aplicar la capa final.

ACABADO FINAL

(16)

OTRAS TÉCNICAS

Además del barniz, o en su lugar, se pueden realizar otras operaciones con el objeto de dar un aspecto determinado a la madera (envejecido...), o dotarla de propiedades específicas (protección...)

ENVEJECIDO

Para que nuestra obra presente un aspecto envejecido seguiremos los siguientes pasos:

a) El lijado se hará de forma imperfecta, con rugosidades y arañazos.

b) Podemos practicar grupos de pequeños agujeros a modo de ataque de termitas c) Antes de aplicar el barniz final, aplicaremos un producto especial con brocha

o paño que se llama pátina de envejecido. Este producto simula en esquinas y arañazos, la porquería acumulada con el paso del tiempo.

GOMA-LACA

Se trata de un tipo especial de barniz, usado antiguamente que consigue un acabado con tono miel, suave y poco resistente. Apropiado para fabricación artesanal.

Tiene unas características especiales:

- Es un producto natural; lo produce un insecto. - Se compra en escamas.

- Se diluye con alcohol. - Se aplican múltiples capas.

CERA

Se puede, una vez terminado el barnizado, aplicar una capa de cera con un paño, consiguiendo así un brillo especial. La cera además nutre la madera y sirve para que la madera seca y estropeada recupere su buen aspecto. Generalmente se trata de cera pura de abeja perfumada. Su aplicación se hace así:

(17)

VIBRACIÓN EN PLACAS DELGADAS

Hay una diferencia esencial entre la vibración de una membrana y de una placa delgada. En una membrana la fuerza de restauración corresponde en su totalidad a partir de la tensión aplicada a la membrana mientras que en una placa delgada de la restauración de los resultados de la fuerza de la rigidez del diafragma. Esta misma diferencia que existe entre las fuerzas de la restauración transversal en cadenas y barras. Análisis de la placa se limitará a las vibraciones simétricas de un diafragma circular uniforme. Un desarrollo riguroso de la ecuación de movimiento está más allá de nuestros intereses.

La ecuación es:

………(1.1)

Donde P es la densidad de volumen del material, σ es el coeficiente de Poisson-s. Y el modulo de Young-s y k el radio de giro de:

………..………(1.2)

Donde d es el espesor de la placa.

En la explicación parcial, la fuerza restauradora que actúa sobre una placa depende de su respuesta elástica a la torsión, el coeficiente del término en el derecho deber ser similar a la vibración transversal de una barra (3.9.4) k2 Y/ p. Sin embargo como una barra, una hoja de rizos

transversalmente cuando se dobla a lo largo, pero la extensión lateral de la hoja dificulta el rizo.

Por lo tanto debe de haber un ligero descenso en la tensión resultante de la hoja de la tensión de flexión y por lo tanto impresiono a un ligero aumento en la rigidez efectiva de la hoja. El análisis proporciona el factor 1/ ( 1-σ2 ). Los valores del coeficiente de Poisson’s para varios materiales

figuran en el apéndice

Asumir vibración periódica

………..………(1.3)

Que por simetría ψ es una función solo de Y. La sustitución en ( 4-11-1 ) los rendimientos.

(18)

………..………(1.4)

Ahora muestra directa la sustitución ( 4.11.3) que puede ser satisfecha por :

………..………(1.5)

En coordenadas polares y con simetría circular con el signo + se satisface. Jo (gr), y las soluciones para el signo – son las funciones de Bassel de argumento imaginario. Jo _(jgr) y Yo ( jgr). Como antes las soluciones que implican Yo puede ser descartados, ya que tienen singularidades en r=0, por lo que tenemos

………..………(1.6)

Para evaluar las constantes A y B tenemos que saber para que el diafragma es compatible. El tipo mas común de apoyo es rígido de fijación de la membrana alrededor de su circunferencia en r = a. Esto equivale a

………..………(1.7)

Estas condiciones dan

………..………(1.8)

La aproximación mejora con el aumento de n

Y dividiendo uno por el otro, la ecuación trascendental para él permitió que los valores de g.

………..………(1.9)

(19)

La aproximación mejora con el aumento de n

La solución de ( 4.11.3 ) para la frecuencia natural mas baja f1 da

…..………(1.10)

La frecuencia de los modos simétricos no son armónicos de la fundamental: f2 / f1 = ( g2/g1)2 = 3.88 f3/f1= 8.70, y así sucesivamente. Las frecuencias naturales se extienden mucho más lejos que las de la membrana circular. El desplazamiento de una placa delgada circular que vibra en su modo fundamental es:

…………(1.11)

Donde la relación de los coeficientes se obtiene de (4.11.7). tenga en cuenta que la amplitud en el centro | ya(o)| no es A1 pero 1.0555 A1.

Al comparar el desplazamiento de la placa delgada circular que vibra en su modo fundamental con el de una membrana que vibra en sus programas fundamentales que el desplazamiento relativo de la placa cerca de su borde es mucho menor que la de la membrana. Por lo tanto debemos esperar que la razón de su amplitud media, de que el centro a menos que la proporción de muestras de la membrana, la amplitud del desplazamiento promedio es de.

y .………(1.12)

(20)

CAPITULO II MEDIDAS DE SEGURIDAD

.

Al trabajar en el laboratorio de la especialidad, como en cualquier laboratorio, deben existir normas; el laboratorio exige que se cuente con una serie de medidas básicas de seguridad, necesarias pues al trabajar ahí, y la propuesta de esta Tésis, conlleva analizar muestras que son replicas de la tapa posterior de la guitarra, como se muestra en las imágenes de la figura 2.1, en donde se trabaja con hojas de Triplay, que implican cortes con distintas herramientas como lo son la sierra circular y la sierra caladora, (ver figura 2.2), la cierra circular o de banco para hacer cortes rectos de la hoja de Triplay y después para poder usar la sierra caladora para conseguir las muestras lo más parecido posible con la original.

Figura 2.1. a) Réplica de la tapa posterior de la Guitarra Acústica. b) Cortes de hojas de Triplay.

Figura 2.2. a) Dimensionamiento de las muestras. b) Corte de una muestra de Triplay.

(21)

Dada la proyección del análisis, se puede evitar el trabajo de corte de las hojas de Triplay, y según esa dinámica, no se estaría expuesto a riesgos innecesarios pero dado que el alcance del compendio de este estudio, que pretende analizar distintos materiales, ya que el espectro de madera con la que se fabrican las guitarras es muy amplio, no es costeable mandar a cortar y a su vez hacer la réplica de las placas que son a semejanza de la tapa posterior de la guitarra acústica para cada material a analizar.

En nuestro caso convenimos pues, hacer el trabajo con nuestros propios recursos y así observamos la atenuación en los costos, (ver Anexo, Memoria de Costos), noticia que la economía de la Doctora y la nuestra aceptaron con gran júbilo; aún con los riesgos que esta planeación conlleva, pues como en cualquier oficio, a las herramientas se les debe de guardar verdadero respeto, más aún si, este proyecto pretende ser profesional, se considera que todas, todas, las medidas de seguridad no salen sobrando.

Así pues expusimos a análisis un número del orden de 50 placas, (ver figura 2.3) cabe mencionar que existieron algunas pérdidas, que evidenciaron, que nuestros dotes de Lutiers, son discretos; más sin en cambio, terminamos con todas y cada unas de las extremidades de nuestro cuerpo, con las que empezamos a trabajar, he ahí la importancia de las medidas de seguridad.

Figura 2.3. a) Trazo de réplica de una placa. b) Corte de una muestra con una sierra caladora.

Si se pudiera dividir en etapas el proyecto no mentiríamos en decir que comienza en el corte de las hojas de Triplay, continuando con los cortes de los trazos de cada réplica, el número de veces que se pretende lijar, el número de veces que se pretende entintar, y el número de veces que se va a barnizar; y el análisis de cada muestra sometidas a ondas sonoras en el banco de pruebas, por determinado tiempo; tal que, aseguramos que hay un riesgo muy elevado en la etapa de corte, de sufrir lesiones y amputaciones en cualquier parte de nuestro cuerpo, sin contar los daños materiales al espacio de trabajo, que es lo de menos; en la etapa de la aplicación de químicos, aseguramos, -por que lo vivimos- que es dañino para la salud estar expuestos a tintes y barnices químicos y orgánicos por espacios prolongados de tiempo, es necesario contar con la protección adecuada en los ojos y en la nariz, así como en la ropa.

En el instante de analizar las placas, se someten a ondas sonoras y a frecuencias en el rango de 50Hz a 18kHz, con niveles de presión acústica del orden de los 20dBSPL a 100dBSPL y son

(22)

Por los aspectos ya mencionados, proponemos las siguientes medidas de seguridad.

Las medidas de Seguridad en Laboratorios son un conjunto de medidas preventivas destinadas a proteger la salud de los que allí se desempeñan frente a los riesgos propios derivados de la actividad, para evitar accidentes y contaminaciones tanto dentro de su ámbito de trabajo, como hacia el exterior.

Las reglas básicas aquí indicadas son un conjunto de prácticas de sentido común realizadas en forma rutinaria.

El elemento clave es la actitud proactiva hacia la seguridad y la información que permita reconocer y combatir los riesgos presentes en el laboratorio. Será fundamental la realización meticulosa de cada técnica, pues ninguna medida, ni siquiera un equipo excelente puede sustituir el orden y el cuidado con que se trabaja.

1. Se deberá conocer la ubicación de los elementos de seguridad en el lugar de trabajo, tales como: salidas de emergencia, botiquín de emergencia y teléfonos de emergencia.

2. No se permitirá comer, beber, fumar o maquillarse. 3. No se deberán guardar alimentos en el laboratorio.

4. Se deberá utilizar vestimenta apropiada para realizar trabajos de laboratorio y cabello recogido evitando el uso de accesorios colgantes.

5. Es imprescindible mantener el orden y la limpieza. Cada persona es responsable directa de la zona que le ha sido asignada y de todos los lugares comunes.

6. Las manos deben lavarse cuidadosamente después de cualquier manipulación de laboratorio y antes de retirarse del mismo.

7. Se deberán utilizar guantes apropiados para evitar el contacto con los tintes y los barnices. Toda persona cuyos guantes se encuentren contaminados no deberá tocar objetos, ni superficies, tales como: paredes, escritorios, manijas de cajones o puertas, cuadernos, etc.

8. No se permitirá correr en el laboratorio.

9. No se deben bloquear las rutas de escape o pasillos con equipos, mochilas u otros elementos que entorpezcan la correcta circulación.

10. Todo material corrosivo, tóxico, inflamable, oxidante, radiactivo, explosivo o nocivo deberá estar adecuadamente etiquetado.

11. No se permitirán instalaciones eléctricas precarias o provisorias. Se dará aviso inmediato a la Secretaría Técnica en caso de filtraciones o goteras que puedan afectar las instalaciones o equipos y puedan provocar incendios por cortocircuitos

12. Se requerirá el uso de mascarillas descartables cuando exista el uso de barnices en aerosoles. 13. Se prestará especial atención al punto de inflamación y de autoignición de los barnices o tintes para las tapas de la guitarra.

14. Está prohibido vaciar líquidos inflamables o tóxicos o corrosivos o material biológico por los desagües de los sanitarios o recientes comunes para residuos.

15.El laboratorio contendrá un botiquín de primeros auxilios con los elementos indispensables para atender casos de emergencia.

16. Se anotará en un lugar visible desde el exterior los teléfonos de los responsables de emergencias.

(23)
[image:23.612.214.413.172.369.2]

Desde la entrega del laboratorio de Acústica Musical, sólo teníamos para trabajar una mesa, que rescató la Dra. Itzalá, donde al plan distaba el arreglo de una red de hilo para sostener cada placa, pero se le propuso y se llevó a un debate que la mesa como se muestra en la Figura 2.1, se le podían hacer unas modificaciones para utilizar algún ente físico diferente a la red, con el fin de observar los modos de vibración.

Figura 2.4. Mesa que rescató la Dra. Itzalá de la última remodelación.

Luego entonces, Jaime tomó las medidas, 140cm por largo, 69cm por ancho y 76.5cm por alto y proyectó dimensiones y espesor de 2 horizontales de Triplay que seguían con el mismo, objetivo; diseño que le agradó a la Doctora, pues auxiliándose del dibujo en CAD, era muy entendible la idea, como se muestra en las Figuras 2.5 y la 2.6.

Figura 2.5. Adaptación de 2 horizontales de Triplay de 18mm de espesor.

[image:23.612.235.424.485.667.2]
(24)
[image:24.612.221.407.126.306.2]

Figura 2.6. Propuesta de adaptación de mesa.

Después de ordenar la hoja de Triplay para Cimbra, de 18mm de espesor, y hacer los cortes para las dos horizontales, se tuvo que auxiliarse de la ayuda del Ing. Rodolfo Cervantes para el traslado de de las 2 horizontales, hasta el Laboratorio de Acústica Musical.

Al fijar Jaime la horizontal superior a la mesa y la horizontal inferior, dejarla libre pero sostenida, el Ingeniero Daniel Camacho, nos asistió para realizar el detalle fino de carpintería, de manera que el acoplamiento de la Bocina de 10” modelo MIT – 10700 sea natural y no forzado, como se muestra en la Figura 2.7.

[image:24.612.154.459.446.677.2]
(25)

Para el detalle de carpintería, se hechó mano de un Router de ½”, de marca Black & Decker, en donde si hubo la necesidad de que el Ing. Daniel Camacho, con todas las medidas de seguridad,

hizó el rebaje y el corte exacto para la que la bocina de 10” entrará de forma natural, como se muestra en la Figura 2.8, pero cabe destacar que el es una persona calificada para este esfuerzo, de manera que tomó todas las precauciones debidas para no sufrir ningún percance y se obtuviera la el resultado previsto en la proyección, como se muestra en la Figura 2.9.

Figura 2.8. Detalle fino de carpintería.

(26)

Subsecuentemente de la presentación de la implementación de la proyección, utilizando todas la medidas de seguridad básicas, y sin ninguna eventualidad médica negativa, llegamos a la primer prueba, como se observa en la Figura 2.10.

Figura 2.10. Primer prueba después de la implementación de la proyección.

(27)

CAPITULO III

DISEÑO.

Este proyecto requiere de una serie de insumos los cuales se enumeran de la siguiente manera:

- Un laboratorio de pruebas. - Una mesa de trabajo.

- Un generador de ondas para bajas frecuencias. - Un osciloscopio.

- Una bocina 10 pulgadas.

Figura 3.1 Laboratorio de Acústica Musical.

Figura 3.2

Mesa de trabajo, con herrajes, bocina de 10”, Generador de ondas HP, Osciloscopio

(28)

El estudio consiste en someter n placas de hoja de Triplay, a vibraciones, que son especialmente, bajas frecuencias, y existen dos métodos para visualizar los efectos del barniz en cada placa.

El primer método es una variante del interferómetro de Michelson Morley, que consiste en proyectar una imagen en la placa de madera como se observa en la Figura 3.4, después hacer vibrar la placa de madera, hacerle incidir un haz de luz, que se buscaría con una imagen predefinida por ondulaciones, desde una computadora y directamente por un cañón proyector y de esa manera verificar los modos de vibración y capturar cada imagen; con la idea de que cada deformación de una línea, generará de inmediato modos de vibración; para después proceder a su análisis.

Figura 3.3. Diseño de interferómetro de Michelson Morley, adaptado a conveniencia.

(29)

El segundo método, es echando mano de los patrones de Chladni, que se puede según los recursos adaptar en dos modalidades, una por medio de una interlineado de cordón de algodón, como se muestra en la Figura 3.5, que sostendrá cada placa de madera, y abonando cantidades específicas de sustancia granular, observar los modos de vibración. A este método los tésistas le asignamos el

nombre de método de la “telaraña”, por la similitud que presenta después de armado el interlineado.

Figura 3.5. Diseño de sistema, interlineado de cordón de algodón.

(30)

Así mismo existe otro diseño, el cual para el presente proyecto, lo ejecutamos y obtuvimos satisfactorios resultados, le asignamos el sobrenombre de “esponjas”, dado que de igual manera

consiste en abonar suficiente sustancia granular, pero con la diferencia que está sostenida por esponjas que absorben las vibraciones en el sistema, y están en una superficie plana de madera de 18 mm de espesor.

(31)

En este proyecto de tesis se considera que el método de “esponjas” es ideal y se apega a los

requerimientos necesarios para poder realizar nuestro análisis.

(32)

DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA.

Al saber que hay dos métodos, para realizar el análisis, y uno de ellos tiene dos variantes, discriminamos dos y adoptamos uno, pues se apega a las necesidades de evaluación y esta a nuestro alcance, en materia de recursos. Luego entonces a continuación se describe y se enuncia sus componentes así como también su funcionamiento.

Figura 3.9. Componentes del sistema.

Nuestro sistema se compone de un Generador de ondas, conectado en paralelo a una Bocina de 10”

(33)

Con este sistema, después de realizar las pruebas necesarias, aseguramos que el funcionamiento es correcto y satisfactorio, pues en esta parte del proyecto, no es menor la idea de que si la planeación no es la correcta y no opera, desde esta etapa, el proyecto, seguramente, no obtendría los resultados esperados, viciando así futuros análisis.

OPERACIÓN DEL SISTEMA.

El sistema propuesto anteriormente, tiene una operación de gran facilidad; auxiliándonos de la Figura 3.10 que nos muestra el diagrama de conexión del sistema, podemos observar que el Generador de ondas, proporciona una señal analógica, monitoreada por un Osciloscopio Digital, en

donde la Bocina de 10”, no requiere de un amplificador, para ser excitada de manera tal que al

someter las diferentes placas, una a una, a perturbaciones del orden de las bajas frecuencias; y como se observa en la Figura 3.11 a la placa de Triplay se le abona suficiente sustancia granular con el propósito de observas nodos y antinodos, que forman al acumularse en espacios no existe vibración, y al someter placa por placa, de diferentes materiales, con variantes estilos de aplicación de barniz y subsecuentes números de placas, observar los modos de vibración en cada placa.

(34)
[image:34.612.86.525.95.443.2]

Figura 3.11. Figura que forma la sustancia granular después de someterla a perturbaciones.

(35)

CAPITULO IV

EXPERIMENTACIÓN.

El estudio del efecto del barniz en la tapa posterior de la guitarra, se ha tratado de exponer con la mayor objetividad posible, dejando de lado información que motivara alejarse del único fin que nos aqueja, esto, no por ser mezquino en cuanto a material teórico se refiere, más bien, lo justificamos dado que si se permite proponerlo de la siguiente manera, es un tema multidisciplinario, que comienza en la guitarra, que bien destacado hemos dejado que sólo analizamos placas, estas mismas placas, en algún momento, formaran parte de una guitarra, que tiene una amplia gama de matices, pues según la óptica con la que se mire, puede analizarse, por los fenómenos físicos, en la guitarra como instrumento, los materiales que componen al instrumento, y los procedimientos para construirlo; he aquí pues lo basto, que es un estudio de la guitarra; pero la ambición de la Dra. Itzala, combinada con su inquietud por hacer ciencia, es el detonante que se necesita en cualquier proyecto.

Luego entonces este primer proyecto, que según los planes formará parte de un pretencioso compendio de análisis de la guitarra, dicta documentar los cambios producidos al variar las condiciones de barnizado de la tapa posterior de la guitarra.

Para este proyecto, se han seleccionado cuatro métodos de aplicación de barniz, en dos diferentes materiales, con cinco diferentes capas de barniz.

Este proyecto se ha limitado de esa manera, por los tiempos y los recursos con los que se cuenta, pero no es menor, destacar que estas tres variantes, que son métodos de aplicación, materiales y capas de barniz, se pueden escalar o en su defecto contraer, según la planeación que se requiera, pues puede ser tan completo como se desee.

Nuestra experimentación se ha concebido en el diseño y la planeación de la siguiente manera, definimos que utilizaríamos dos materiales distintos, Triplay de Meranti de 2.7 mm de espesor así como Triplay de Pino de 3.0 mm; la presentación en el mercado son de hojas de 1.22 por 2.44 metros, como se muestra en la Figura 3.1, nuestros cálculos, nos dicen que hay la posibilidad de extraer hasta quince muestras, de placas de forma de la Figura 3.2, dado la falta de experiencia en cortes de madera y manejo de la sierra caladora, optamos por asegurar el buen uso del material y solo extraer doce muestras pero de manera más segura, como se muestra en la Figura 3.3.

(36)
[image:36.612.173.441.157.361.2] [image:36.612.92.523.416.640.2]

Al tener las medidas se extendió la petición en la maderería Triplay y Maderas Nacionales S. A. de C. V. de realizar cortes a escuadra, con las medidas de 61 cm por 40.6 cm, como se muestra en la Figura 4.4, teniendo en cuenta que la sierra de banco de la maderería tiene un espesor de 4mm., se garantiza que no habrá excedentes y se obtienen doce placas.

Figura 4.2. Placa, que opera como la tapa posterior de la guitarra.

(37)
[image:37.612.147.468.80.286.2]

Figura 4.4.Cortes a escuadra de 61 x 40.6 cm.

Ya con los cortes a escuadra de 61 x 40.6 cm, echamos mano de la sierra caladora y procedemos a cortar el contorno de la placa, obteniendo 12 placas, por cada hoja de Triplay; si se compraron cinco hojas de Triplay, tres de Meranti y dos de Pino, no arrojó un número de 60 muestras de placas a analizar.

Al comprar las hojas de Triplay en diferentes fechas, pues los recursos no nos brindaron la facilidad para celebrar la compra, en un solo evento, sucedió que el mismo material presenta una diferente tonalidad de color, precisando, la primer adquisición de hoja de Triplay de Meranti está fechada el 7 de Septiembre del 2010, al efectuar la siguiente compra de dos hojas de Triplay de Meranti, con fecha del 1 de Octubre del 2010, cotejamos cortes y es destacable la diferencia en color del mismo material, por tanto se tomó la decisión de utilizar los cortes de hojas homogéneas; luego entonces nuestro estudio tiene un alcance de 48 muestras, a las que inmediatamente se procede a ligar en tres tiempos, por sólo una superficie, es decir con tres lijas diferentes, lijando con una hoja gruesa del 80, subsecuentemente, una lija media, del número 100 y finalmente, una lija fina del número 120.

Las placas lijadas por una superficie, se barnizaron de cuatro diferentes maneras, con una brocha de

2”, con un rodillo de 4”, con una esponja y con un pedazo de estopa, son los métodos, más populares entre los lauderos; se barnizo placa por placa de tal suerte que tenemos una cuenta de 42 placas, 21 de Triplay de Meranti y 21 de Triplay de Pino.

(38)

Tabla 4.1 Registro de placas.

(39)

La forma correcta de leer el código de placas es explicada en la Figura 4.4.

Figura 4.5. Ejemplo de código de placa.

BROCHA TME05 = APLICACIÓN DE BARNIZ, MEDIANTE UNA BROCHA, LA PLACA ES DE HOJA DE TRIPLAY MERANTI Y CUENTA CON CINCO CAPAS DE BARNIZ.

(40)

Figura 4.6 a) f=82.34Hz , A= 6.8Vpp. b) f=109.92 Hz , A=6.5Vpp.

Figura 4.7 a) f=106.774Hz , A=4.72Vpp. b) f=78.32 Hz , A=5.24Vpp.

.

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

222

82.34

6.8

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

225

109.92

6.5

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

228

106.77

4.72

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

(41)

Figura 4.8 a) f=157.28Hz , A= 4.32Vpp. b) f=237.45 Hz , A=5.22Vpp.

Figura 4.9 a) f=322.9Hz , A= 4.5Vpp. b) f=325.7 Hz , A=3.69Vpp.

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

233

157.28

4.32

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

230

237.45

5.22

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

231

322.9

4.5

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

(42)
[image:42.612.85.529.76.286.2]

Figura 4.10 a) f=80.07Hz , A= 7.4Vpp. b) f=108.97 Hz , A=2.68Vpp.

Figura 4.11 a) f=146.16Hz , A= 2.49Vpp. b) f=188.18 Hz , A=3.6Vpp.

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

822

80.07

7.4

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

828

108.97

2.68

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

829

146.16

2.49

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

[image:42.612.83.529.361.561.2]
(43)

Figura 4.12 a) f=241.72Hz , A= 3.76Vpp. b) f=328.43 Hz , A=4.68Vpp.

.

Figura 4.13a) f=83.62Hz , A= 6.16Vpp. b) f=113.57 Hz , A=4Vpp

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

831

241.72

3.76

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

832

328.43

4.68

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

834

113.57

4

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

(44)

Figura 4.14 a) f=151.57Hz , A= 4.12Vpp. b) f=197.32 Hz , A=3.64Vpp.

Figura 4.15 a) f=248.51Hz , A= 3.56Vpp. b) f=326.57 Hz , A=4.56Vpp.

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

835

151.57

4.12

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

836

197.32

3.64

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

837

248.51

3.56

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

(45)

Figura 4.16 a) f=80.5Hz , A= 4.48Vpp. b) f=104.35 Hz , A=4.12Vpp.

Figura 4.17 a) f=140.28Hz , A= 3.88Vpp. b) f=192.75 Hz , A=3.68Vpp.

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

844

80.5

4.48

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

843

104.35

4.12

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

841

192.75

3.68

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

(46)

Figura 4.18 a) f=243.1Hz , A= 3.88Vpp. b) f=344 Hz , A=4.64Vpp.

Figura 4.19 a) f=83.89Hz , A= 4Vpp. b) f=119.27 Hz , A=4Vpp.

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

840

243.1

3.88

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

839

344

4.64

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

(47)
[image:47.612.77.529.93.293.2]

Figura 4.20 a) f=153.82Hz , A= 3.8Vpp. b) f=185.4 Hz , A=3.72Vpp.

Figura 4.21 a) f=233.02Hz , A= 3.48Vpp. b) f=359.2 Hz , A=4.8Vpp.

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

846

153.82

3.8

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

847

185.4

3.72

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

849

359.2

4.8

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

(48)
[image:48.612.77.524.96.301.2]

Figura 4.22 a) f=360.4Hz , A= 5.8Vpp. b) f=83.38 Hz , A=3.72Vpp.

Figura 4.23 a) f=107.31Hz , A= 3.36Vpp. b) f=147.81 Hz , A=3.4Vpp.

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

850

360.4

5.8

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

860

83.38

3.72

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

(49)

Figura 4.24 a) f=193.17Hz , A= 3.72Vpp. b) f=247.1Hz , A=3.88Vpp.

Figura 4.25 a) f=349.5Hz , A= 5.92Vpp. b) f=81.14 Hz , A=2.72Vpp.

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

863

193.17

3.72

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

864

247.1

3.88

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

865

349.5

5.92

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

(50)

Figura 4.26 a) f=108.73Hz , A= 3.48Vpp. b) f=158.9 Hz , A=3.16Vpp.

Figura 4.27 a) f=191Hz , A= 3.61Vpp. b) f=248.15 Hz , A=4.04Vpp.

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

867

108.73

3.48

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

868

158.9

3.16

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

869

191

3.61

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

(51)

Figura 4.28 a) f=336.1Hz , A= 3.76Vpp. b) f=84.57 Hz , A=4.4Vpp.

Figura 4.29 a) f=114.99Hz , A= 4Vpp. b) f=194.52 Hz , A=3.72Vpp.

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

871

336.1

3.76

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

859

84.57

4.4

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

858

114.99

4

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

(52)

Figura 4.30 a) f=207.06Hz , A= 3.68Vpp. b) f=366.95 Hz , A=6Vpp.

Figura 4.31 a) f=238.81Hz , A= 3.76Vpp. b) f=355.07 Hz , A=4.84Vpp.

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

855

207.06

3.68

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

854

366.95

6

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

880

238.81

3.76

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

(53)

Figura 4.32 a) f=234.61Hz , A= 3.56Vpp. b) f=330 Hz , A=4.6Vpp.

Figura 4.32 a) f=355 , A= 5.3Vpp. b) f=238.82 Hz , A=3.84Vpp.

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

872

234.61

356

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

873

330

4.6

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

874

355

5.3

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

(54)

Figura 4.33 a) f=366.91Hz , A= 5.28Vpp. b) f=239.82 Hz , A=3.72Vpp.

Figura 4.34 a) f=363.9Hz , A=5.08Vpp. b) f=366.92 Hz , A=5.6Vpp.

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

877

239.82

3.72

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

852

366.91

5.28

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

853

366.92

5.6

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

(55)

Figura 4.37 a) f=197.332Hz , A= 3.52Vpp. b) f=106.28 Hz , A=3.92Vpp.

Figura 4.38 a) f=126.73Hz , A= 4.16Vpp. b) f=79.11 Hz , A=4.76Vpp.

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

8587

197.32

3.52

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

8594

106.28

3.92

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

8584

126.73

4.16

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

(56)

Figura 4.39 a) f=208.47Hz , A= 4.2Vpp. b) f=196.91 Hz , A=3.8Vpp.

Figura 4.40 a) f=103.95Hz , A= 4.12Vpp. b) f=125.25 Hz , A=4.12Vpp.

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

8590

208.47

4.2

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

8588

196.91

3.8

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

(57)

Figura 4.41 a) f=137.98Hz , A= 3.64Vpp. b) f=218.1 Hz , A=3.92Vpp.

Figura 4.42 a) f=368.77Hz , A= 4.72Vpp. b) f=72.10 Hz , A=8.01Vpp.

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

8600

137.98

3.64

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

8589

218.1

3.92

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

(58)

Figura 4.43 a) f=135.92 , A= 3.6Vpp. b) f=202.78 Hz , A=3.52Vpp.

Figura 4.44 a) f=118Hz , A= 4.08Vpp. b) f=130.85 Hz , A=4Vpp.

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

8586

202.78

3.52

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

8599

135.92

3.6

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

8593

118

4.08

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

(59)

Figura 4.45 a) f=368.784Hz , A= 4.72Vpp. b) f=80.56, A=4.4Vpp.

Figura 4.46 a) f=135.94Hz , A= 3.68Vpp.

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

8575

368.78

4.72

IMAGEN FRECUENCIA AMPLITUD

8579

80.56

4.4

IMAGEN

FRECUENCIA AMPLITUD

(60)

CAPITULO V

ANÁLISIS DE RESULTADOS.

En este proyecto se analizaron 42 placas de hoja de Triplay de Meranti y Pino con las siguientes características.

[image:60.612.90.523.176.467.2]

Figura 5.1. Dimensiones de placa en cm.

(61)

Después de probar altavoces de distinta capacidad, y soportes que mantuvieran las placas de hojas de Triplay, experimentamos con esponjas como se muestra en la Figura 5.2 y la Figura 5.3 y al hacer ciertas pruebas es necesario destacar que probamos con aserrín como sustancias granular para observar las figuras de Chladni, y los resultados no fueron nada alentadores, al grado de que por los tiempos establecidos, pensamos en abortar este lindo proyecto, probamos con sal de grano, y de igual manera no satisfacíamos las expectativas, después de pruebas y más pruebas, de propuestas y más propuestas, la Doctora Iztalá, hurtó de la manera más inocente unos resortes de la estufa de su hogar y los donó para este proyecto, luego entonces, observamos cómo se muestra en las Figuras 5.4, 5.5, 5.6 y 5.7 la disposición de los 4 resortes, y no es menor decir, que la mejoría en los resultados fue evidente.

[image:61.612.183.406.219.427.2]

Figura 5.2. Ordenamiento con esponjas.

(62)
[image:62.612.167.442.415.636.2]

Figura 5.4. Proyección con resortes.

(63)
[image:63.612.124.476.112.327.2]

Figura 5.6. Visualización en 3D del sistema de soporte con resortes.

(Dibujó Jaime Arreola Rojas.)

Al documentar todas las placas con distintos materiales como el Triplay de Pino y Triplay de Meranti, con distintos materiales que absorben la energía, desde trozos de madera, esponjas duras, esponjas suaves, consideramos que lo que mejor permite ver los modos de vibración son los resortes.

También se observó que efectivamente, el comportamiento de las Figuras de Chladni varía considerablemente al monitorear de altas a bajas frecuencias en el rango de la música, en el barniz comercial, con las hojas de madera más económicas.

(64)
[image:64.612.85.518.384.637.2]

Figura 5.7 Primera proyección del sistema usando resortes en vez de esponjas.

(Dibujó Jaime Arreola Rojas.)

Figura 5.8 Acoplamiento a futuro de las partes de una guitarra.

(65)

OBSERVACIONES

Cabe resaltar que a lo largo de este proyecto nos fuimos encontrando con diversas dificultades, que de alguna manera mermaron el desempeño y los tiempos previstos; mas sin en cambio mencionaremos las que tuvieron más relevancia; y destacaremos las observaciones que fueron factor en el proyecto y que se deben tener en cuenta, al realizar análisis posteriores.

Encontramos que existen una amplia gama de maderas con las que se construyen las guitarras y que no existe la justificación documentada para usar un solo material, en la construcción de guitarras, y de igual manera al combinar materiales para su construcción.

Tuvimos que elegir un par de materiales para comenzar el análisis, pues en el mercado, existen a nuestro alcance y posibilidades 6 opciones palpables, a utilizar estas las podemos observar en la Tabla 6.1.

Tabla O.1 Materiales disponibles en el mercado.

Comenzamos por los dos primeros materiales para llevar un orden.

Observamos que ambos materiales, tienen que tener un trato especial, pues la temperatura y la humedad la afectan, su almacenamiento debe ser cuidadoso, pues tienden a sufrir deformaciones, pues al encontrarnos con esa premisa, el estudio de placas tuvo que reducirse, por no cumplir con las condiciones requeridas.

También observamos que es de vital importancia tomar por aspecto estético el sentido y la orientación de las betas con las que viene daba la hoja de Triplay, pues no pueden planearse los cortes, sin antes tomar en cuenta las betas.

(66)

CONCLUSIONES.

Al abordar en un principio este proyecto que fue, de común acuerdo,

propuesto por la Dra. Rabadán Malda Itzala, González de la Mora Griselda y

Arreola Rojas Jaime, nos enfrascamos en una discusión que fue apoyada y

contrapuesta en todos los frentes, pues el pensamiento principal era que el

barniz y el entintado que aplican los expertos en la construcción de guitarras,

los Luthier, obedecían a una cuestión meramente estética y prevalecían por

un respeto a sus tradiciones y sus creencias, no para la aportación de un

mejor sonido, en el instrumento, tan es así que el argumento más consistente

era que por dentro, de la guitarra, la mayoría de los Luthier, ni si quiera lija

la madera.

(67)

RECOMENDACIONES A FUTURO.

Existen una serie de puntos que, debido a nuestro alcance, no pudimos concretar. Pero

dadas las condiciones y tiempo en el laboratorio de Acústica Musical, es interesante probar

el método interferometrías, con la variación que mencionamos en el capítulo II, la que es

una variante del método de Michel Morley, vista en las Figuras 2.3 y 2.4., con imágenes

variadas y con la más acorde a los requerimientos, es para nosotros los tésistas, un sabor

amargo al no haber podido concretar ese punto del proyecto, pues ya estaba diseñado.

Dada la amplia gamma de maderas que usan los lutier y artesanos, solo analizamos el pino

y el Meranti pero, existen diferentes maderas usadas como el palo de Brasil. Nogal negro

americano, cedro de Canadá, Ébano de Guinea, que pudieran afianzar un análisis, de Tésis

a Tésis un compendio muy completo.

Al tener el espacio abierto a aportaciones y recomendaciones, podemos decir que en los

cuatro métodos de aplicación del barniz, se puede añadir uno más, el cual consiste en

utilizar una compresora y seguir el proceso.

Podemos aportar que quisiéramos haber añadido a nuestras pruebas imágenes de

laboratorio, pero más detalladas, por lo cual recomendaríamos hacer uso de un

microscopio.

Nosotros utilizamos un solo tipo de barniz, es importante, completar futuros análisis con

una variedad de barnices, que no sea del orden de la unidad.

En este pequeño estudio, no alcanzamos a observar el comportamiento de los modos de

vibración, al lijar ambos lados de la placa, lo hicimos como la mayaría de los Luthier, por

un solo lado, y la cuestión nos invita a saber que patrones seguirían lijando ambos lados.

Según la tabla 6.1 de Materiales disponibles en el mercado, sólo utilizamos los 2 primeros

materiales, la recomendación es que en un futuro analizar parcialmente los demás

materiales.

Y finalmente, en este proyecto solo barnizamos, pues así nos lo dicto la planeación, pero el

proceso de acabado de una guitarra implica el lijado, aplicar un sellador, volver a lijar y

proceder a entintar, y entre mano y mano lijar, después aplicar un barniz, todo este proceso,

está tentado a analizarse.

(68)

ANEXO A. ARTÍCULO DRA. ITZALÁ RABADÁN

.

(NOVIEMBRE, 2001. CONGRESO DE ACÚSTICA PUEBLA, MÉXICO.)

BANCO DE PRUEBAS PARA PLACAS Y MEMBRANAS.

El laboratorio de acústica musical de la especialidad de acústica del departamento de ICE

1

de la ESIME

2

, es el sitio donde deben llevarse a cabo las prácticas correspondientes a la

materia, sin embargo carecía de un dispositivo en el cual llevar a cabo pruebas destinadas a

la comprobación de los modos de vibrar de placas y membranas, por tal razón se decidió

que el diseño y construcción de un banco de pruebas era necesario.

REQUERIMIENTOS DE DISEÑO.

1. El banco de pruebas será instalado en el laboratorio de acústica musical, ubicado en la UPALM3, en el edifi io de la oratorios ligeros e trada A , ° piso. Este espa io es o partido para su uso o o laboratorio de las materias correspondientes a la titulación curricular, por lo cual su ubicación deberá considerar los espacios destinados a ello.

2. Las pruebas que se llevarán a cabo, inicialmente, en este banco serán aquellas destinadas a la obtención de patrones de los modos de vibración en placas y membranas de formas varias, así como de instrumentos musicales que las contengan; siendo una gran variedad la presentada respecto a formas y tamaños se considerará entonces la factibilidad de modificar el tamaño (largo y ancho) de la suspensión destinada a la probeta (placa, membrana o instrumento musical).

3. Dicha suspensión deberá soportar pesos desde 100 gramos hasta 20 Kg.

4. A fin de conocer cómo responde un cuerpo a la excitación por vibraciones, se deberá contar con un

sistema de excitación para tal fin, el cual deberá ser capaz de proporcionar una cobertura en frecuencia de 50 Hz a 18 KHz, y en cuanto a nivel de presión acústica (NPA o SPL) el rango

correspondiente es de 20 dBSPL a 100 dBSPL, ya que estos son los rangos para la música.

5. Como todo trabajo serio de ingeniería, la evaluación de instrumentos musicales exige que los valores proporcionados por los equipos de excitación estén constantemente monitoreados a fin de corroborar la exactitud de las mediciones, por lo tanto el banco de pruebas deberá incluir el equipo necesario para cumplir esa función.

6. Finalmente los resultados obtenidos deberán ser registrados en algún medio gráfico.

ANTEPROYECTO DE DISEÑO

Considerando los requerimientos se procedió a:

A. Tomar medidas del espacio disponible para la colocación del banco de pruebas. B. Investigar sobre diseños ya existentes.

C. Proponer un diseño propio.

1

Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica. 2

(69)

A. Espacio disponible

El espacio disponible se ubica en la esquina sur-oriente del laboratorio (ver figura 1) y sus

dimensiones son de:

2 m (largo) x 1.10 m (ancho) x 2.68 m (altura).

Figura 1. Ubicación del banco de pruebas en el laboratorio.

B. Diseños existentes.

El interferómetro de Michelson Morley, consiste en proyectar una imagen en la placa de madera como se observa en la Figura 2, después hacer vibrar la placa de madera, hacerle incidir un haz de luz, que se buscaría con una imagen predefinida por ondulaciones, desde una computadora y directamente por un cañón proyector y de esa manera verificar los modos de vibración y capturar cada imagen; con la idea de que cada deformación de una línea, generará de inmediato modos de vibración; para después proceder a su análisis.

Figure

Figura 2.5. Adaptación de 2 horizontales de Triplay de 18mm de espesor.
Figura 2.7. Implementación de la bocina de 10” al sistema del Banco de Pruebas.
Figura 3.11. Figura que forma la sustancia granular después de someterla a perturbaciones
Figura 4.4, teniendo en cuenta que la sierra de banco de la maderería tiene un espesor de 4mm., se
+7

Referencias

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