La creación de este dispositivo nació de la necesidad de contar con un instrumento que pudiera definir con precisión la velocidad de ejecución de una pieza musical. Antes de su invención, era habitual que los compositores usaran como velocidad de referencia el pulso medio humano, que en estado de reposo equivale aproximadamente a 80 pulsaciones por minuto.
El metrónomo fue inventado en el año 1812 por el holandés Dietrich Nikolaus Winkel. A pesar de haber sido el inventor original, no lo registró, por lo que otro compatriota suyo, Johann Maezel, copió muchas de las ideas y logró adjudicarse la patente del metrónomo portátil en el año 1816. El compositor alemán Ludwig Van Beethoven, fue el primero en establecer en sus composiciones musicales marcas de los tiempos usando un metrónomo (esto en la época clasicista. Curiosamente el mismo Beethoven, en el Romanticismo, dijo que para la nueva música, más libre y llena de elementos que alteraban el tempo, el metrónomo era una abominación). Inicialmente, los metrónomos consistían en un péndulo con una polea, la que se podía regular para marcar un tiempo más lento o más rápido según la velocidad requerida.
Para definir el ritmo al cual debe ser ejecutada una pieza musical, se establece el tiempo de duración de una nota negra. Si quien escribe la composición desea que el movimiento o tiempo sea de una nota negra por segundo, escribirá en la parte superior de la partitura de la obra la indicación " = 60", indicando así el número de negras que deben sonar en un minuto. Esto servirá para ajustar el dispositivo a este valor.
La mayoría de los estudiantes de música, en la actualidad, usa un metrónomo para la práctica, con el fin de respetar un tiempo estándar. Antiguamente, para establecer los tiempos en una composición se usaban palabras en italiano que indican el tempo como "allegro", "vivace", andante" o "presto", pero esta práctica se ha abandonado en favor de valores más precisos para el ritmo de la ejecución.
Negras por minuto Expresión italiana
40-43 Grave
44-47 Largo
48-51 Larghetto
52-54 Adagio
55-65 Andante
66-69 Andantino
70-95 Moderato
96-112 Allegretto
113-120 Allegro
121-140 Vivace
141-175 Presto
176-208 Prestissimo
En la actualidad, los metrónomos en su mayoría, son electrónicos. Los más simples consisten en un dial o una serie de botones para el control del tiempo, produciendo un solo tipo de sonido. Los metrónomos más sofisticados pueden producir dos o más tipos de sonidos para marcar el tiempo. Por ejemplo, un tipo de sonido es para el inicio de cada compás, mientras que otro tipo de sonido es para cada uno de los tiempos que lo componen. Un controlador ajusta la cantidad el tiempo que separa cada sonido, mientras que otro ajusta el ritmo del compás, y por lo tanto el número de sonidos relacionados con los tiempos que hay en este.
El metrónomo mecánico consta de una caja de madera o de plástico y de una varilla metálica que porta una pesa que puede desplazarse a lo largo de la misma. La varilla se comporta como un péndulo invertido de frecuencia ajustable. Cuando la pesa se sitúa cerca de la base, los tiempos son más cortos, mientras que al alejarla de la base el péndulo se mueve más despacio.
En la parte superior de la caja, detrás de la varilla, hay una escala numérica que permite fijar el número de oscilaciones por minuto. La escala abarca desde 40 a 208 oscilaciones o pulsos por minuto. El mecanismo interno que sirve para impulsarlo suele consistir en un muelle helicoidal, tensado mediante un sistema de cuerda manual, que permite al metrónomo funcionar en forma continua de 10 a 15 minutos.
Los metrónomos digitales cumplen las mismas funciones de los mecánicos, reproduciendo regularmente una señal (acústica o visual). En algunos casos, el aparato incluye un afinador. Tiene algunas ventajas respecto al mecánico, como que puede ajustarse la intensidad de la señal emitida y que el tiempo de funcionamiento no está limitado más que por la autonomía de sus baterías. No obstante, algunos músicos prefieren los metrónomos mecánicos tradicionales, bien por su estética y por tradición.
Existen aplicaciones de software específicas que realizan la función de metrónomo. Además, muchas aplicaciones informáticas como las de secuenciadores o editores de audio multipista integran también esta función.
El ritmógrafo es un metrónomo visual que marca los tiempos a través de un gráfico animado en el que se pueden observar la duración de las pulsaciones. Está destinado para la comprensión de la teoría musical, en concreto para la escritura de las figuras rítmicas, y también para personas con discapacidades auditivas o psicomotrices.
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