Madeiras da amazônia para o fabrico de violôes

Madeiras da amazônia para o fabrico de violôes

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Aluno: Ricardo Faustino Teles Matrícula: 02/39020 Curso: Eng. Florestal / UnB / Dep. Eng. Florestal Orientador: Mário Rabelo de Souza, P.h. D. Unidade: Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis – IBAMA / Laboratório de Produtos Florestais - LPF

Período: 1º de setembro/2003 a 1º agosto/2004

1 - INTRODUÇÃO

Apesar do Brasil possuir uma das mais vastas florestas tropicais do mundo, ele não se caracteriza como um grande exportador de instrumentos musicais. Isto se deve, em parte, a um grande tradicionalismo por parte dos fabricantes e luthiers que utilizam praticamente as mesmas espécies por muitos séculos, o que onera significamente o seu valor no mercado internacional. Entre elas se destacam os abetos europeus, o jacarandá-dabahia, o mogno e o cedro do oregon. Essas espécies possuem excelentes propriedades físicas e mecânicas e seus usos não se restringem somente em instrumentos musicais, mas também em móveis e outras aplicações mais finas. No Brasil, as exportações do mogno e do jacarandá-da-bahia são controladas pelo governo federal. A demanda por instrumentos musicais de qualidade tem aumentado de forma significativa a procura de madeiras alternativas no mercado.

O violão é um instrumento de corda, feito em sua grande parte de madeira. As suas principais partes de madeira são: tampo, laterais, fundos, braço, escala, ponte ou rastilho. A Figura 1 ilustra as suas principais partes e componentes.

1 – Mão 2 – Escala 3 – Braço 4 – Caixa acústica 5 – Boca 6 – Laterais 7 – Escudo 8 – Ponte / Rastilho 9 – Tampo

Figura 1. O violão e seus principais componentes. 2

Para cada parte do violão são usadas madeiras distintas, tornando-o assim, um instrumento com características particulares. No tampo, por exemplo, utilizam-se madeiras mais claras e com baixo peso específico, entretanto, nas laterais e fundos utiliza-se madeiras mais densas e escuras, dando assim um aspecto característico. Nas escalas utilizam-se madeiras mais escuras e densas, como o ébano africano, por exemplo, visto que a tensão provocada pelas cordas exige uma madeira com alta resistência mecânica, a fim de evitar empenos e torções.

A origem do violão não é muito clara, existindo assim várias vertentes para sua aparição. Entretanto, sabe-se que o violão moderno tem origem hispânica, foi criado nos últimos anos do século XIX pelo luthier espanhol Antonio Torres e vem sendo aperfeiçoado ou modificado pelas exigências dos grandes instrumentistas. Para Andrés Segovia, por exemplo, foram construídos modelos com uma caixa acústica maior – origem do instrumento que hoje é usado nos solos com orquestra sinfônica. Mas foi na Espanha que se desenvolveu a grande escola de composição e técnica de Francisco Tárrega (1854-1909), cuja influência ainda se faz sentir até hoje, quer na escola espanhola quer na de três países da América do Sul: Brasil, Uruguai e Argentina – seus discípulos Andrés Segovia (1894-1987) e Miguel Llobet (1875-1938) aqui estiveram várias vezes, até por períodos prolongados, e influenciaram de maneira relevante a história do violão nesses países. Segovia, excursionou por todo o mundo e teve toda a sua obra gravada. Em todos os lugares estimulou músicos a compor para o instrumento – entre eles Heitor Villa-Lobos e, numa outra geração, Turíbio Santos, no Brasil (http://w.sescsp.org.br/sesc/revistas/pb/artigo.cfm?). É controversa ainda a história de como, exatamente, o violão teria chegado ao Brasil. A maioria dos historiadores da música dá a sua chegada com os portugueses. Mas parece que de Portugal só nos veio realmente a viola, bem mais primitiva e diferente do violão atual – e que ainda permanece na música caipira do interior do país. Os principais modelos estão presentes na Figura 2.

Figura 2 . Modelo de violões. (http://w.washburn.com/acoustics/index.htm).

No Brasil, os principais modelos comercializados são o clássico, o dreadn écies já estudadas pelo L

Dentre as centenas de espécies florestais bem conhecidas no mundo, apena ought e o eletro-acústico. O clássico é muito utilizado por solistas em orquestras e por músicos eruditos e clássicos, e está intimamente ligado à bossa-nova e à MPB. O dreadnought e o eletro-acústico foram popularizados ainda no início do século X pela empresa MARTIN por usar essencialmente cordas de aço e possuir uns timbres distintos do popular, que utiliza cordas de nylon. Modelos como o D-45 da empresa MARTIN podem passar de US$ 100 mil por utilizar madeiras nobres, como o jacarandá-da-bahia e o “spruce”, e também ter uma característica de ser um instrumento raro.

O objetivo central do trabalho é avaliar todas as esp PF, visando o uso em violões e classificar as espécies da Amazônia para o uso em violões.

s poucas são efetivamente utilizadas para instrumentos musicais. Isto se deve basicamente a dois fatores: forte tradicionalismo, que sempre evitou qualquer iniciativa científica nesta área e, principalmente, as excelentes propriedades físicas e mecânicas das já utilizadas para fabricação de instrumentos musicais (SOUZA, 1983).

Os violões fazem parte da classe dos instrumentos de cordas, assim como os violinos, os violoncelos e as violas. Os instrumentos de corda se diferenciam dos demais por serem rasas caixas de madeiras afinadas para produzir fortes sons a partir de excitações em suas cordas. As dimensões, finuras e o volume de ar incluso são cuidadosamente regulados para alcançar este fim. Segundo SLOANE (1973), aumentando o volume de ar incluso na carcaça de um instrumento curvado (como a viola, o violoncelo e o contrabaixo) aumenta a ressonância dos graves. O mesmo se aplica aos violões. Logo, violões com as laterais mais largas acentuam mais os graves, e violões mais rasos acentuam os médios na escala e também sofre uma redução de volume.

As principais partes de madeira usadas no violão são: tampo, laterais, fundos, braço, escala e ponte. No tampo, as madeiras mais utilizadas são os abetos das florestas européias, spruce da América do Norte e cedro do norte do Oregon (USA). Para as faixas laterais e fundos é utilizado o jacarandá-dabahia, “nato”, mogno, “maple”, imbuía e o pau-ferro; para o braço utiliza-se o mogno e diversas “rosewood”. Para a ponte, normalmente utiliza-se as mesmas usadas nas escalas como o ébano africano, por exemplo. (SLOOTEN; SOUZA,1993)(BUCUR, 1995).

2.1 - CARACTERÍSTICAS GERAIS DAS MADEIRAS DE INSTRUMENTOS MUSICAIS

Segundo SLOOTEN;SOUZA (1993), as características gerais da madeira englobam cor, textura, figura e grã. A fabricação de instrumentos musicais é conservadora e para cada diferente componente de um instrumento se exige que haja combinações específicas destas características.

A cor da madeira para instrumentos musicais tem que levar em conta algumas exigências já consagradas pela tradição, como por exemplo, o caso dos oboés que são preferencialmente da cor preta. No caso dos violões, não existe necessariamente uma tonalidade específica, uma vez que os mesmos possuem uma gama distinta de cores, variando do marrom-amarelo fraco (mogno) até ao marrom-acizentado escuro (jacarandá). Entretanto, os violões mais comercializados, normalmente, possuem tampos de cores mais claras (cedro de oregon, por exemplo) e laterais e fundos mais escuros (jacarandá). Com isso, os violões ganham uma cor característica, muito freqüente nos modelos clássicos.

As diferenças de cor entre cerne e alburno são também bastante importantes, tendo em vista que não se deve usar o alburno na fabricação de instrumentos musicais e que a diferença de cor entre eles facilita a separação (SLOOTEN ;SOUZA, 1993). A variação natural da madeira se deve principalmente a presença de extrativos (taninos, resinas, óleos, etc.) nas células e nas paredes celulares, que se depositam, de forma mais acentuada, no cerne (MELO, 2002). A espessura da camada do alburno é um fator limitante na seleção das espécies, uma vez que a largura mínima das tábuas para fabricação de um violão é de 20 cm, por exemplo. Como a madeira tem que ser perfeitamente radial, é necessário que o diâmetro mínimo do cerne seja de pelo menos 50 cm, o que significa que árvores com 5 cm de espessura na camada do alburno devem ter um diâmetro de pelo menos 60 cm para permitir a largura necessária (SLOOTEN;SOUZA, 1993).

Segundo MELO (2002), a textura é o termo utilizado para se referir ao efeito produzido na madeira, pelas dimensões, distribuição e abundância relativa dos elementos anatômicos estruturais da madeira. Geralmente é classificada em textura fina, média e grossa, de acordo com o grau de uniformidade da madeira.

O conceito de figura ou desenho que se obtém com a orientação de corte na madeira é bastante subjetivo, sendo de conseqüência de características naturais da espécie, presente no cerne e no alburno, tais como anéis de crescimento distintos, raios diferenciados, cor, tipo de grã, etc. (MELO, 2002). Desenhos especialmente atraentes têm sua origem em certas anormalidades como: grã irregular, galhas, troncos aforquilhados, nós, crescimento excêntrico, deposições irregulares de substâncias corantes, etc. (BURGER; RICHTER, 1991). O termo grã refere-se à orientação geral dos elementos verticais constituintes do lenho em relação ao eixo da árvore (ou peça de madeira). Em decorrência dos processos de crescimento, sob as mais diversas influências, há uma grande variação natural no arranjo e direção dos tecidos axiais, originando vários tipos de grãs: grã-direita, reversa, espiralada, ondulada e torcida. De forma prática, quando se racha uma peça de madeira na direção longitudinal, ela se parte seguindo a direção dos elementos anatômicos, isto é, na direção da grã (MELO, 2002). Preferencialmente as madeiras utilizadas na confecção de instrumentos musicais devem apresentar grã-direita, no entanto, muitas espécies tropicais apresentam grã-cruzada ou entrecruzada (SLOOTEN; SOUZA, 1993).

2.2 - PROPRIEDADES FÍSICAS

Para instrumentos musicais as principais propriedades físicas são: densidade básica, contração (linear, volumétrica, tangencial e radial) e o ter de umidade inicial.

Segundo SLOOTEN; SOUZA (1993), na fabricação de instrumentos musicais a densidade básica das espécies tradicionais deve ser diferente para os vários componentes, ou seja, o peso específico de uma madeira para tampo de um instrumento de corda deve ser menor que o daquela usada para o fundo. A densidade básica é de suma importância, uma vez que possui relação direta com outras propriedades. Ela se caracteriza por ser a relação entre massa seca em estufa a 0% de teor de umidade e o volume verde (MELO, 2002). A densidade é muito usada na comparação entre propriedades de espécies e na condução de programas de secagem.

A contração é a redução das dimensões longitudinal, tangencial e radial de uma peça de madeira, em conseqüência da diminuição do teor de umidade (secagem), quando a umidade da madeira atinge valores abaixo do ponto de saturação das fibras (PSF). De maneira geral, quanto menor a contração, mais estável dimensionalmente é a madeira (MARQUES; MARTINS, 2002).

O teor de umidade inicial é uma propriedade muito importante, visto que o período de secagem é influenciado por este fator. O teor de umidade é a quantidade de água que uma peça de madeira contém, expressa como porcentagem do seu peso seco em estufa a. Um alto teor de umidade inicial está diretamente relacionado com a densidade da madeira, ou seja, o teor de umidade inicial diminui com o aumento do peso específico. Por conseguinte aquelas madeiras tropicais que apresentam baixa densidade e, portanto altos teores de umidade inicial são geralmente fáceis de secar sem apresentar defeitos graves.

2.3 - PROPRIEDADADES MECÂNICAS

As características mecânicas da madeira de instrumentos musicais englobam principalmente a flexão estática, compressão, tração, cisalhamento e dureza. Essas características são principalmente analisadas para madeiras de baixa e média densidade, uma vez que para madeiras densas e pesadas utilizadas em instrumentos de sopro não é necessário determinar suas resistências mecânicas.

2.4 - PROPRIEDADES ACÚSTICAS

Segundo SLOOTEN; SOUZA (1993), os princípios de ressonância e as propriedades de radiação do som na madeira foram aplicados durante séculos na construção de instrumentos musicais em madeira, antes mesmo de serem cientificamente comprovados. Atualmente, as propriedades acústicas da madeira são conhecidas e podem ser devidamente investigadas.

O método de vibração forçada é o mais utilizado para determinar a freqüência natural de vibração (fr) e o decaimento logarítmico (DL). Segundo HEARMON, ele funciona da seguinte maneira: a amostra é suportada por um fio ou linha nos seus pontos nodais, e tem suas pequenas chapas de metal fixadas nas suas extremidades. Próximos às chapas ficam dois eletrodos, um deles é alimentado com corrente alternada para excitar as vibrações, e o outro serve como detector da resposta da amostra. A freqüência da corrente elétrica é variada até que se atinja um ponto máximo de vibração; quando atingida esse ponto máximo a freqüência natural de ressonância da amostra é obtida.

De acordo com Hearmon: DL = π * ∆f √3 * fr onde, “fr” é a freqüência de ressonância e f é o diferencial da freqüência entre os dois pontos diretamente opostos, acima e abaixo do ponto de ressonância, no qual a amplitude de vibração cai para a metade do valor do ponto de pique de ressonância com a freqüência de “meia amplitude” f’ e f’’.

Outros métodos foram utilizados por SOUZA (1983) que consistiam no método acústico, método de comparação direta e o método estatístico. O método acústico, destinado a instrumentos de cordas, foi proposto por KOLLMAN (1968) a partir da seguinte observação: a madeira, apesar de possuir 1/10 a 1/20 da densidade dos metais em geral, tem uma velocidade de propagação sonora semelhante aos mesmos. Então definiu-se um parâmetro que chamou de resistência à onda sonora (W), e que, quanto menor, melhor será a qualidade acústica do material.

de propagação sonora, E= módulo de elasticidade.

O método de comparação direta consiste numa comparação direta de todas as propriedades mensuráveis para a classificação. No terceiro método ou método estatístico, compara-se mais precisamente as espécies. Este método desenvolvido por CAILLIEZ (1976) utiliza a análise estatística denominada “Análise das Componentes Principais”. Neste método, tanto as grandezas mensuráveis como as não mensuráveis (grã, brilho, cor, etc.) podem ser analisadas.

2.5 – SECAGEM

A secagem da madeira para instrumentos musicais é feita preferencialmente de forma tradicional, ou seja, utilizando a secagem ao ar livre. Pode-se também utilizar da secagem artificial pelo processo convencional e secagem à baixa temperatura (desumidificação). Os resultados observados por SLOOTEN; SOUZA (1993), utilizando o tratamento de secagem artificial foi considerado excelente para instrumentos de corda, e os defeitos encontrados limitaram-se a leves rachaduras nas extremidades em algumas poucas espécies.

3 - MATERIAL E MÉTODOS 3.1 - ESTUDO DE MERCADO

Foi preparado um estudo do mercado atual de violões, visando o seu potencial. O estudo foi feito em lojas especializadas em instrumentos musicais nas cidades satélites de Brasília e Taguatinga, no Distrito Federal.

3.2 - ESTUDO DAS CARACTERÍSTICAS NECESSÁRIAS PARA O VIOLÃO

As características dos violões bem como as madeiras utilizadas foram analisadas a partir de páginas da Internet dos principais fabricantes mundiais e nacionais. Foi feita uma análise das principais partes de madeiras utilizadas nos violões e suas características diretas com as relações físicas e acústicas.

3.3 - LEVANTAMENTO DAS ESPÉCIES JÁ ESTUDADAS PELO LPF

Todas as espécies estudadas e publicadas no banco de dados pelo LPF foram listadas e preparado um mapa com todas as características encontradas.

3.4 - TESTE ESTATÍSTICO PRELIMINAR

As espécies foram pré-selecionadas a partir de características mensuráveis como não mensuráveis. As principais características para a préseleção foram: textura de média a fina, grã direita, densidade básica e contração volumétrica.

3.5 - IDENTIFICAÇÃO E COMPRA DA MADEIRA

Foram procuradas no mercado pranchas das espécies selecionadas. A direção do corte das pranchas dependeu da aplicação. Dessa forma, algumas tiveram corte radial e outras tangencial. As pranchas foram aparelhadas, ter 30 cm de largura por 5 cm de espessura e 2 metros de comprimento. Foram secas ao ar e acondicionadas a 12%.

3.6 - TESTES ACÚSTICOS

Para realização dos testes acústicos foi utilizado um parelho que consistia de um excitador e um captador eletromagnéticos. A amostra era colocada para vibrar de 120 a 240Hz, num intervalo de 150 segundos, com amplitude constante e uma variação na freqüência em forma de degraus de 0,01Hz. A freqüência requerida foi obtida através de um computador PC AMD Duron 1,4 GHz com 128 MB de memória que controlava todo o sistema e do software Cool Edit Pro 2, o qual gerava o intervalo de vibração na forma de sinal com 16 bits de definição. O detector de sinais recebia a vibração transmitida através das amostras de madeiras, as quais tinham 30 cm x 2,0 cm x 0,3 cm de dimensões (Figura 3) e possuíam duas chapas de metal de tamanhos e pesos desprezíveis em suas extremidades, e o computador os interpretava . Este sinal era lido pelo programa após ser transmitido ao longo da amostra de madeira. Junto com a leitura do sinal, o programa gravava a resposta recebida da amostra. Isto fazia com que a amostra de madeira vibrasse a uma freqüência que ia aumentado progressivamente e quando esta freqüência coincidisse com a freqüência natural entrava em ressonância. Então era gerado um pico de resposta que era característico de cada amostra. Uma vez com a freqüência de ressonância obtida, o cálculo do decaimento logarítmico foi feito de acordo com a fórmula proposta por Hearmon (1968) e através da análise do comportamento dos picos de ressonância e do seu formato. O decaimento logarítmico seria uma forma de expressão do amortecimento em um sistema ressonante. A amplitude das vibrações de um sistema ressonante amortecido, excitado por uma fonte senoidal decai de forma logarítmica com o tempo ao se interromper a excitação.

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