El primer experimento con un sitar
El primer experimento de electrificación de instrumentos musicales lo realizamos a mediados de la década de los ochenta. En aquella época, utilizábamos acelerómetros, entre otros aparatos de medición. Al respecto, se nos ocurrío que, modificando previamente el dispositivo, éste podría ser utilizado para electrificar un instrumento musical, por ejemplo, un violín, un sitar o cualquier otro instrumento de cuerda.

Pastilla para el violín y la viola

Un violín electrificado no suena igual que un violín eléctrico
En un instrumento eléctrico no es estrictamente necesario que éste suene igual que su homólogo acústico. Incluso, en ocasiones se buscan otros sonidos. Por ejemplo, una guitarra eléctrica no suena igual que su contrapartida clásica. Incluso, la guitarra eléctrica de una determinada firma suena diferente a otra marca o modelo. Por lo tanto, si queremos electrificar un violín, tenemos dos opciones:

• En la primera opción se trata de amplificar el volúmen sonoro pero sin modificar demasiado el timbre del instrumento original. En este caso hay que utilizar un violín acústico e insertar una pastilla de calidad.

• Si lo que deseamos es obtener un sonido genuinamente eléctrico que se aparte del clásico timbre del violín, podemos utilizar un violín sin cuerpo de resonancia. De esta manera, los modos tradicionales, tanto los que se producen en la madera como, también, los existentes en la cavidad del instrumento, no existirán o serán radicalmente diferentes. En estas condiciones, creamos el típico sonido del violín eléctrico al que también es posible añadir diversos efectos con "pedales", y crear nuestro propio sonido personalizado, el cual, a pesar de utilizar un violín macizo, su sonido siempre será reconocido como el de un violín.

Esquema de un violín clásico
En la figura siguiente podemos observar un esquema de principio del violín clásico. A nosotros en este momento sólo nos interesa la parte del generador (cuerdas y puente) más el acoplador (puente, barra armónica y alma). Algo diremos de estos componentes cuando sea necesario.
En cuanto a los dos bloques restantes, ondas en la madera y ondas en la cavidad no los trataremos aquí puesto que no es necesario estudiarlos para entender todo lo que a continuación vamos a exponer.

En el momento en que, con el arco, atacamos cualquiera de las cuerdas del violín o cualquier otro instrumento de cuerda frotada, el sonido producido es el resultado de cuatro tipos de vibración que se producen simultaneamente: la vibración tranversal de la cuerda, la vibración longitudinal, la vibración de torsión y, finalmente, la vibración de octava.
Sin ningún lugar a dudas, la vibración más importante es la transversal puesto que, además de ser la que posee más energía vibratoria, es la que fija la altura de la nota escogida. Además, es la única que, en según que casos, puede observarse a simple vista o, mucho mejor, con luz estroboscópica.
Supongamos, ahora, que el violinista se dispone a tocar una de las cuerdas. En este ir y venir del arco ocurre algo importante. Entre otros fenómenos curiosos, el puente tiene tendencia a vibrar más en su parte izquierda que derecha, siempre mirando el violín de frente o en sección tal como se presenta en el dibujo adjunto. Ello es debido a la asimetría presente en la construcción del instrumento puesto que debajo del pie derecho del puente se encuentra, en sus cercanías el alma, el cual, frena el movimiento vibratorio en esa parte. En la zona izquierda se encuentra la barra armónica y el efecto de frenado que produce es menor. De hecho, un análisis espectrográfico nos revela que en el lado derecho, los componentes graves de la señal proveniente de las cuerdas del instrumento están algo atenueadas respecto del lado izquierdo.
Algunos investigadores acústicos se preocuparon en averiguar el motivo de esta asimetría en los instrumentos de la escuela de Crémona.
El físico Savart, por ejemplo, modificó la posición de la barra armónica colocándola en el centro del violín, justamente donde en la parte superior se encuentra el puente. Con esta disposición, el violín seguía sonando, por supuesto, pero las notas graves perdieron intensidad respecto a las notas medias... Sí, es cierto, los luthiers de Crémona: Amati, Guarneri, Guadagnini, Estradivari, Bergonci, Gagliano, Testore y otros sabían lo que hacían, no nos cabe la menor duda, aunque no en el nivel de desarrollo teórico-matemático. Es sabido que, en aquella relativa lejana época, la física, tal como hoy la conocemos se encontraba en su infancia todavía. Lo que hicieron fue utilizar el método empírico de forma genial. En definitiva, los primeros constructores de violines, a través de la experimentación exhaustiva, buscando un compromiso entre la sonoridad y la estabilidad del instrumento. Sin la existencia del alma y la barra armónica, la probabilidad de que con el paso del tiempo ocurra una deformación en la estructura del violín es alta. Recordemos que la tensión que producen las cuerdas sobre la tapa en un instrumento tan pequeño y aparentemente delicado es del orden de 20 Kg o más. Pero, a su vez, el alma y la barra armónica son dos importantísimos componentes acústicos con la potente facultad de modificar el sonido del violín, simplemente variando sus respectivas posiciones respecto del puente.

Experimentos preliminares al diseño
Todo empezó en la empresa de telefonía y componentes electrónicos de Barcelona Faditronic. En esta compañía empezamos a trabajar en la creación de algunos modelos de transductores piezoeléctricos avanzados. Lo que se pretendía en aquel momento era el diseño de una familia de micrófonos estancos y resistentes a las más severas condiciones atmosféricas.
El diseño y las correspondientes pruebas del transductor los llevamos a buen término en el laboratorio (I+D) de Faditronic. Su fabricación posterior fue encargada a una empresa japonesa especialista en cerámicas, siempre bajo nuestro control. Una vez los transductores estuvieron a punto llegaron a Barcelona para ser ensamblados con la parte electrónica y, finalmente, comercializados. Veamos, ahora, un asunto trascendental: cuando el tranductor se encontraba fuera del cuerpo del micrófono, sobre el banco de pruebas, era capaz de captar un sinfín de vibraciones y ruidos de impacto del entorno, todo lo cual, me hizo pensar (algunos años más tarde) que este dispositivo también podía ser utilizado para recoger las vibraciones (no sonidos) que viajan desde las cuerdas del violín hacia la tapa del mismo y viceversa. El tranductor debía, pues, recoger este conglomerado de ondas en tránsito a través del puente directamente de la madera para ser convenientemente procesada con el objetivo de obtener, si lo deseáramos, nuevos sonidos sin resonancias indeseables, asunto que, en principio parecía difícil, puesto que todos los que conocen el tema de los piezos saben que al margen de pequeñas resonancias y antirresonacias bastante débiles en la parte superior del espectro de audio fáciles de corregir, aparecen, también, una o dos fuertes resonancias y sus correspondientes antirresonancias con un alto factor Q en la zona de las medias frecuencias.
En la gráfica de impedancia adjunta podemos observar estas resonancias y antiresonancias en una típica cerámica de tamaño medio. Aumentando o disminuyendo la superficie vibrante y, para un tipo concreto de fijación, éstas resonancias y antirresonancias se desplazarán hacia las bajas o altas frecuencias respectivamente. También el espesor y tipo de sustrato harán variar la frecuencia de éstas entre límites amplios. Si, por ejemplo, medimos la respuesta de frecuencia de la cerámica, sin modificar ninguna de sus características, las resonancias aparecen, también en la gráfica de respuesta (un tanto desplazadas según el tipo de fijación) haciendo impracticable su utilización en el campo musical.