Maderas sonoras, singular patrimonio centroamericano
Los países del ámbito mesoamericano son muy afortunados de contar con toda la gama de tipos de madera para la construcción de marimbas y xilófonos. En particular, virtualmente todas las marimbas fabricadas por las grandes compañías mundiales utilizan para las teclas el rosul (Dalbergia stevensonii), encontrada primordialmente en la región limítrofe del sur de Belice y Guatemala. Adicionalmente, esta misma madera es preferida para la tapadera posterior de las guitarras de alta calidad, y codiciada para fabricar muebles finos en China. De allí que su abastecimiento sea muy limitado y su precio muy alto. Es una especie que necesita protección.
Aún en la actualidad, la madera es fundamental en la construcción de guitarras, violines, arpas, pianos, marimbas, xilófonos y muchos instrumentos musicales más. En el caso de la marimba, especialmente la mesoamericana con sus partes totalmente de madera, la contribución al sonido resultante proviene no solo de las teclas, sino de los resonadores y aun de las baquetas. Cada uno de estos componentes utiliza una madera particular, apropiada para su función. Para el diseñador y constructor de marimbas, es importante conocer las propiedades que hacen de cada madera un material insustituible —al menos hasta el presente— para fabricar sus instrumentos.
Primeramente, la madera es un material ortotrópico, es decir, sus propiedades mecánicas dependen de la dirección en que éstas se midan con respecto al grano, en direcciones perpendiculares. Esto ocurre por la forma en que crecen los tejidos del árbol. Las células que componen la madera tienen forma alargada, paralelas entre sí. La dirección longitudinal se da a lo largo de la fibra o grano de la madera, orientada a lo largo del tronco del árbol. La segunda dirección, radial o del centro del árbol hacia la corteza, es perpendicular a los anillos de crecimiento. La tercera dirección es la tangencial a los anillos de crecimiento. En el caso de las teclas de marimba, las propiedades mecánicas en la dirección longitudinal o del grano son las más relevantes en la selección de la madera.
Las características acústicas de la madera son función de dos propiedades materiales básicas: la densidad o masa de un determinado volumen de material, y el módulo de elasticidad, particularmente en la dirección del grano. Este último parámetro es también conocido como módulo de Young, en honor al físico inglés Thomas Young. El módulo de elasticidad indica qué tan fácil es comprimir la madera con una fuerza determinada. La gráfica de abajo muestra que en la naturaleza el módulo de elasticidad y la densidad de la madera están correlacionados: las maderas más densas usualmente tienen también módulos de elasticidad más altos.
Naturalmente, otra propiedad requerida para las teclas es la dureza lateral de la madera, o resistencia a los impactos.
Relación entre el módulo de elasticidad y la densidad de varios tipos de madera, con su respectiva aplicación a los instrumentos musicales
(Efraín Figueroa Lemus, 2015).
Una tercera propiedad, el coeficiente de pérdida interna de energía, es una medida de cuanta energía de vibración es disipada o perdida como calor durante la vibración. Una madera que disipa mucho es poco sonora, es decir, su vibración decae rápido. La disipación de la energía de vibración en la madera aumenta con el contenido de agua. Por eso, antes de usarse, la madera debe ser secada lentamente, hasta reducir el contenido de agua a una fracción pequeña, pero evitando que se agriete. Por el contrario, los compuestos químicos orgánicos que contiene la madera tienden a disminuir la disipación de energía. Estas dos propiedades —la densidad y el módulo de elasticidad—, junto con el coeficiente de perdida de energía interna, le confieren a la madera sus propiedades acústicas.
De las propiedades anteriores se deriva el coeficiente de radiación acústica, el cual indica cuanta energía de vibración se transmite como sonido al ambiente. Por ejemplo, una madera con alta radiación acústica produce al golpearse un sonido inicial fuerte pero de corta duración, pues transmite la energía al aire demasiado eficientemente. Entonces, tal material será útil para la tapadera frontal de las guitarras o la tabla armónica de los pianos (pues irradia muy bien las vibraciones provenientes de las cuerdas), pero no para las teclas de marimba.
Las maderas para resonadores —tal como las tapaderas de guitarra, de violín, la tabla armónica del piano, y los resonadores de marimba mesoamericana— deben ser livianas y flexibles (en lenguaje acústico, de baja impedancia, pues irradian el sonido eficientemente). Ambos propiedades dependen del módulo de elasticidad y de la densidad. Maderas que llenan este requisito son el arce, abeto, ciprés, pino y cedro. En Centroamérica se usan principalmente las últimas tres para los resonadores de marimba.
La madera para las teclas debe tener un coeficiente de radiación intermedio, para que la vibración no decaiga demasiado pronto. También debe tener un bajo coeficiente de disipación interna de energía, especialmente si se desea un sonido más “brillante”, es decir, que incluya muchos sobretonos. Pero también debe tener una alta resistencia lateral para soportar los impactos de las baquetas. Este último requisito limita el tipo de madera para las teclas a aquellas con muy alta densidad. Los árboles que producen madera de alta densidad crecen principalmente en el trópico. La región mesoamericana ha sido particularmente favorecida, pues en ella crecen tres de las maderas mundialmente preferidas para el teclado de marimba: el rosul (Dalbergia stevensonii), el hormigo (Platymiscium dimorphandrun) y el granadillo (Dalbergia granadillo). La cuarta especie, de menor sonoridad, es el padouk africano (Pterocarpus soyauxii), originario del trópico oeste de África.
Marimba para concierto, diseñada y construida por el maestro Fernando Morales Matus. Su teclado, afinado en triples armónicos, es de rosul y sus resonadores de cedro (cortesía de la familia Morales Matus).
Para las varas de las baquetas, la madera deber ser muy resistente a flexiones, conservar su forma con el uso, y no ser demasiado flexible para lograr buen control de su posición. Maderas con estas propiedades son el abedul, arce, encino, guayacán y huitzizil. Esta última ha sido utilizada tradicionalmente en Guatemala. El abedul es usado para baquetas en las marimbas industriales extranjeras.
Efraín Figueroa Lemus es autor de "La marimba mesoamericana, una historia ilustrada", Editorial Piedra Santa, Guatemala, 2016.
