Elementos Básicos da Música: O Som [Altura, Volume e Timbre]

O primeiro elemento que precisamos conhecer para o estudo da música é o Som. Mas o que é o som? Bem, poderíamos entrar em aspectos bastante profundos da física, mas nosso objetivo é o estudo da música, então vou tentar ser o mais prático possível.

O que é o Som

Som é a uma sensação captada pelos nossos ouvidos, mais precisamente pelo sentido da audição e podendo ser um ruído, uma conversa, uma música, um ritmo de percussão, enfim, há muitas formas de sentirmos o som. Do ponto de vista da física, som é uma vibração audível, ou seja, ondas que se propagam entre as frequências de 20 e 20.000 Hz, que é a faixa de frequência que o ouvido humano consegue detectar.

Desta forma, todo som ouvido é causado por alguma coisa que vibra. As vibrações são transmitidas pelo ar na forma de ondas sonoras. O som não se propaga no vácuo, ele precisa de um meio material para se propagar. As ondas sonoras, uma vez viajando no ar acabam por atingir a membrana do tímpano, fazendo com que ele também comece a vibrar. a vibração do tímpano são transformadas pelo nosso cérebro em impulsos nervosos que os identificam com os diferentes tipos de som.

Experimente tocar a corda solta de um violão e verá sua vibração em formas de ondas. Os instrumentos de sopro fazem vibrar a coluna de ar dentro deles, já os eletrônicos enviam uma corrente elétrica proporcional ao som que será gerado no alto-falante e este faz vibrar o ar ao seu redor gerando o som.

O que então difere o ruído de uma nota musical? Bem, o som por ser uma onda possui frequência e amplitude. Quando a relação da frequência com a amplitude é totalmente desordenada, temos um ruído. Quando há um padrão de repetição bem definido temos uma nota musical. Ao observar uma gravação, porém, é muito difícil dizer se o desenho formado pelas ondas referem-se a um ruído ou trata-se de uma música ou discurso. Isso se dá porque ao tocar uma nota musical em um instrumento ou mesmo cantar uma nota, irá produzir seus harmônicos, ou seja, serão vários sons gerados ao mesmo tempo. Na música há uma relação definida entre as frequência, já o ruído é totalmente desordenado.

Diferença entre a forma de onda de uma Nota Musical e o Ruído

Na figura a seguir, utilizando o software open source Audacity (veja mais aqui sobre o Audacity), geramos a forma gráfica de um ruído e de uma nota musical pura, ou seja, sem nenhum harmônico. No mesmo software geramos a forma das ondas de um ruído (neste caso ruído branco, que é um chiado, como o que você ouve em um rádio analógico quando nenhuma estação está sintonizada). Clique nos áudios para ouvir cada um dos sons e perceba a diferença.

Diferença entre ruído e nota musical
Diferença entre Ruído e Nota Musical
Ouvir a Nota Lá (440 Hz)
Ouvir o Ruído Branco

Instrumentos de percussão também produzem vibrações irregulares e podem ser considerados barulho ou ruído. Ao serem tocados seguindo um padrão que chamamos de rítmico, este som se diferencia de um ruído ou barulho.

Para um estudo mais básico do som, tomaremos como exemplo uma nota musical pura. Em cada nota musical ouvida, numa sequência de sons, o seu cérebro irá descobrir e identificar três características fundamentais: a altura, o volume também chamado de intensidade e o timbre.

Altura (Grave/Agudo)

A altura de uma nota depende da frequência que o som está vibrando. a frequência é dada em Hertz (Hz) que significa vibrações por segundo. Este nome foi dado em homenagem ao físico alemão Heinrich Hertz (1857-1894) que fez grande contribuição ao estudo do eletromagnetismo. Tanto na acústica quanto no eletromagnetismo lidamos com a propriedade das ondas, daí a grande importância do trabalho de Hertz.

Um som grave, vibra menos vezes por segundo que um som agudo. No exemplo a seguir, mostramos a onda sonora da nota lá em duas regiões. Na região mais grave temos 110 Hz e na região mais aguda 440 Hz.

Nota lá em diferentes frequências
Nota lá em diferentes frequências

Ouça a nota lá tocada em uma altura mais grave (110 Hz) e compare com o áudio anterior que corresponde à altura do diapasão (440 Hz).

Nota lá em 110 Hz (registro grave)

Você já se perguntou por que o contrabaixo acústico é tão grande e o violino tão pequeno? Ou por que as cordas do contrabaixo é mais grossa que a do violino? A frequência para gerar uma nota quando uma corda é tocada depende de três fatores: o tamanho da corda, o quão distendida ela está e quão grossa ou fina ela é. A regra é simples: quanto mais curta a corda, quanto mais fina e quanto mais distendida, gerará sons mais agudos, ou em frequências maiores. A corda mais longa, mais grossa ou menos distendida gera sons mais graves (frequências menores).

Ao tocar as cordas do violão, à medida que pressiona as cordas sobre o braço do instrumento, você está na verdade diminuindo o tamanho da corda que irá vibrar. Também é pela mesma razão que os bordões são mais espessos que as cordas primas do violão.

O mesmo vale para os instrumentos de sopro. Uma tuba precisa ser maior para quen tenha uma maior coluna de ar durante a vibração, enquanto o flautim precisa de uma coluna de ar pequena para gerar notas em alta frequência. E agora você também já sabe por que os cubos de contrabaixo são tão maiores e mais pesados que os amplificadores de guitarra.

Volume ou Intensidade do som

Para entender o conceito de volume, pegue seu violão, ou qualquer instrumento que tenha em mãos. No caso do violão, pince de leve uma das cordas e ouvirá o som dela bem suave. Pincer novamente a mesma corda, mas com mais pressão e deixe-a vibrar. Você percebe que o som agora é mais forte, apesar se ser a mesma nota. Se seu instrumento for de sopro, sopre de leve e depois com força a mesma nota e perceberá a diferença.

Percebemos que trata-se da mesma nota, ou seja a altura é a mesma para os dois casos, mas a intensidade que ela é tocada é diferente. Em acústica, que estuda a física do som, o volume ou intensidade é chamado de amplitude. Se precisar definir a altura de uma nota, você vai usar um afinador digital que mede sua frequência, mas se for medir a intensidade o melhor equipamento é um decibelímetro. A escala do som não é linear, mas logarítmica e o decibel é a unidade de medida da pressão do som.

Para se ter uma ideia de como essa escala funciona, pense em um violino sendo tocado docemente. O som deste violino vai estar por volta de 25 dB (decibéis). Já uma orquestra tocando com força máxima estará próxima de 100 dB. Sons acima de 120 dB estão próximos do limiar de dor. Um exemplo de som próximo de 120 dB é o da turbina de avião ou mesmo uma explosão. Perceba que de 100 dB que é o som da orquestra tocando para 120 dB que é o som da turbina do avião a diferença é muito grande, mas a diferença é de apenas 20dB. Por que isso acontece? Pelo fato da escala não ser linear, mas logaritmica, ou seja, um pequeno aumento na escala gera um grande aumento na pressão do som.

A figura a seguir mostra a onda sonora da nota lá, ambas na frequência de 440 Hz, mas em diferentes intensidades. Perceba que no eixo to tempo (horizontal) as duas ondas cortam o eixo exatamente no mesmo ponto, o que significa que possuem exatamente o mesmo número de vibrações por segundo, ou seja, possuem a mesma frequência ou a mesma altura. Já no eixo vertical que vai de 0 a 1 ou de 0 a 100%, temos a intensidade, ou volume. No primeiro caso, temos uma amplitude de 0,30 e no segundo caso uma amplitiude de 0,90. Se você ouvir ambas com a mesma regulagem de volume em seu computador verá a diferença no volume. A amplitude não é exatamente a pressão sonora (medida em decibéis), mas é proporcional a ela.

Nota lá a 440 Hz e diferentes Intensidades (Amplitudes)
Ouvir a Nota Lá (440 Hz) com amplitude 0,90
Ouvir a nota lá (440 Hz) com amplitude 0,30

São as diferentes intensidades em diferentes trechos da música que mudam a nossa sensação e interpretação da peça musical. A isso chamamos de dinâmica. Uma banda de rock tocando em volume máximo o tempo todo não tem espaço para variação de volume, e portanto, neste caso não há dinâmica. Já em uma peça clássica, há momentos em que o maestro sinaliza para tocar mais suave, em outros, mais forte. Isso dá dinâmica à peça.

Timbre

Timbre é a palavra que descreve a característica ou qualidade sonora de um instrumento ou voz. É pelo timbre que se reconhece, por exemplo, a diferença entre um violão, um saxofone ou o piano ainda que todos os instrumentos estejam tocando a mesma nota. O timbre de cada instrumento é definido por diversos fatores, tais como: o material que se utilizou para fabricar o instrumento, a maneira como os sons são produzidos e como ressoam, mas o fator mais importante é o que diz respeito aos harmônicos.

Quando uma corda é esticada ou quando o ar dentro de um tubo começa a vibrar, tanto a corda como o tubo, além de vibrar como um todo, vibram ao mesmo tempo em suas duas metades, seus três terços, quatro quartos, etc. A nota que ouvimos é resultado de todas as vibrações, mas a nota mais grave é a geradora (ou fundamental) de uma sequência de notas, chamada de série harmônica (para saber mais sobre a série harmônica veja nosso post sobre este tema clicando aqui). São os harmônicos soando junto com a nota fundamental que dão ao instrumento o seu som característico e um colorido especial para o som da nota geradora.

Alguns instrumentos geram mais harmônicos que outros e cada um faz ressaltar os seus próprios harmônicos. É, de fato, a potência relativa dos harmônicos e a maneira com que se misturam que dão ao instrumento seu som único e característico.

Ouça a composição Allegro deciso (The water Music) de Händel interpretada pela Orquestra Sinfônica de Londres, e perceba os diferentes timbres dos instrumentos combinados. Em alguns momentos é possível ouvir diferentes sessões (cordas, metais, percussão) de forma mais individualizada e em outros momentos todos os timbres misturados dando mais potência ao som. Perceba a música ora fica forte, ora mais suave, o que exemplifica a dinâmica e o uso do volume na interpretação da composição.

Para Saber Mais

Elementos Básicos da Música – Roy Bennet. Jorge Zahar Editor

Os Elementos da Música – Jason Martneau & Jussara A. Trindade

Amazing Grace – Arranjo para violão solo com tablatura e partitura

A canção Amazing Grace ou Maravilhosa Graça é um hino cristão que foi composto em 1772 por John Newton. Ele compôs este hino baseado em sua experiência pessoal com Deus. John Newton cresceu sem nenhuma convicção religiosa e quando joevm foi obrigado a servir a Marinha Real Inglesa. Quando terminou seu serviço militar, envolveu-se com o tráfico negreiro transportando escravos pelo Atlântico.

Em 1748, uma tempestade forte golpeou sua embarcação de forma tão drástica que ele em um momento de desespero clamou a Deus por misericórdia. Este momento o marcou espiritualmente o levando à converter-se ao cristianismo. No entanto, mesmo após este evento, ele continuou traficando escravos até 1755 quando tomou a decisão de parar, abandonando definitivamente o negócio baseado no tráfico de escravos.

O abolicionista

John Newton, então começou a estudar a teologia cristã e tornou-se anglicano e abolicionista. Newton uniu suas forças com um jovem abolicionista chamado William Wilbeforce que era membro do parlamento britânico e liderou a campanha para abolir o tráfico de escravos no império britânico. Em 1807 o parlamento inglês aprovou o fim do tráfico de escravos em todo o império britânico.

John Newton compôs mais de 60 hinos em parceria com William Cowper, mas Amazing Grace é de longe o hino mais conhecido. Sua letra fala de como a graça de Deus pode perdoar e transformar o ser humano.

O novo testamento serviu de inspiração para a letra da música. O primeiro verso, por exemplo, remete à parábola do filho pródigo. No Evangelho de Lucas, o pai ao reencontrar o filho diz: Este meu filho estava morte e reviveu, estava perdido e foi encontrado. A história de Jesus curando um cego que se volta aos fariseus e diz: agora eu posso ver, é contada no evangelho de João. Newton usa esta expressão em sua música: Eu era cego, mas agora posso ver.

Gravações

Este hino foi gravado por grandes nomes da música, incluindo uma versão bastante conhecida e gravada por Elvis Presley. A primeira gravação foi à capela em 1922 pelo coral da Harpa Sagrada. Esta versão foi incluída no catálogo da Okeh Records entre 1926 e 1930 que era focada em jazz e blues. Também teve uma grande demanda por gravações em estilo black gospel. A primeira vez que foi gravada com acompanhamento instrumental foi em 1930 por Fiddlin’ John Carson.

Arranjo para violão solo

O arranjo para violão solo em estilo finger style mostrado no vídeo a seguir foi arranjado e escrito por Fernando Neves. O hino está no tom de mi maior, 80m bpm. a primeira parte está em 3/4 e a segunda em 4/4. A partitura para violão traz a digitação, acordes e tablatura.

Você pode comprar esta partitura no site da Music Sheet Plus clicando aqui.

Letra do Hino

Amazing grace! (how sweet the sound)
   That saved a wretch like me!
I once was lost, but now am found,
   Was blind, but now I see.

‘Twas grace that taught my heart to fear,
   And grace my fears relieved;
How precious did that grace appear
   The hour I first believed!

Thro’ many dangers, toils, and snares,
   I have already come;
‘Tis grace hath brought me safe thus far,
   And grace will lead me home.

The Lord has promis’d good to me,
   His word my hope secures;
He will my shield and portion be
   As long as life endures.

Yes, when this flesh and heart shall fail,
   And mortal life shall cease;
I shall possess, within the veil,
   A life of joy and peace.

The earth shall soon dissolve like snow,
   The sun forbear to shine;
But God, who called me here below,
   Will be forever mine.

John Newton, Olney Hymns, 1779

Tradução para Português

Maravilhosa graça, quão doce é o som

Que salvou um miserável como eu

Eu estive perdido, mas agora fui encontrado

Era cego, mas agora eu vejo

Foi a graça que ensinou meu coração a temer

E a graça meus medos aliviou

Quão preciosa foi a aparição da graça

Na hora em que eu acreditei

Coro

Minhas correntes se foram, eu fui liberto

Meu Deus, meu Salvador, me resgatou

E como num dilúvio, Sua misericórdia chove

Amor sem fim

Graça incrível

O Senhor prometeu-me o bem

Sua palavra assegura minha esperança

Ele meu escudo e proteção será

Enquanto a vida durar

Coro (2x)

Minhas correntes se foram, Eu fui liberto

Meu Deus, meu Salvador, me resgatou

E como num dilúvio, Sua misericórdia chove

Amor sem fim

Graça incrível

A terra em breve se dissolverá como neve

O sol se absterá de brilhar

Mas Deus, Quem me chamou aqui em baixo

Será para sempre meu

Será para sempre meu

Você é para sempre meu