O que é série Harmônica na música?

Qual a diferença entre ouvir uma boa música e ouvir outros tipos de som? Uma sirene, por exemplo, ou o choro de uma criança. Por que a música agrada aos ouvidos enquanto outros tipos de som provocam irritação? Por que a combinação de alguns sons agradam aos ouvidos e outros não?

Uma questão de física

Tudo isso tem a ver com a física do som, ou seja, a forma como as ondas sonoras vibram deslocando o ar e formando ruídos ou notas musicais. A acústica é o ramo da física que estuda os fenômenos do som e harmonia é uma das matérias que trabalha com a combinação das notas musicais de forma a usar as combinações que agradam ao ouvinte.

Qualquer som, seja ele um ruído ou uma nota musical, é produzido pela vibração do ar. Ao tocarmos, por exemplo, uma corda do violão, ele produções vibrações no ar que se repetem. É mais ou menos a mesma situação quando jogamos uma pedra na água e vemos a formação de ondas que se propagam. No nosso caso, nosso meio não é a água, mas o ar. Todo som vibra a uma determinada frequência. Mas o que é frequência? É o número de vezes que uma determinada onda sonora se repete por segundo. Cada ciclo por segundo é chamado de Hertz em homenagem ao físico alemão Heinrich Rudolf Hertz que deu grandes contribuições científicas na área do eletromagnetismo.

Frequências audíveis

Os seres humanos ouvem frequências que vão de 20 a 20.000 Hz (ou 20 kHz = 20.000 Hz).  Bebês chegam a ouvir até 20 kHz, mas à medida que nos tornamos adultos vamos perdendo a habilidade de ouvir frequências mais elevadas. Isso explica o uso de alguns toques de celular em altas frequências impossíveis de serem ouvidas pelo professor, mas facilmente ouvidas pelos adolescentes (Ah, e pelos cães também).

A nota lá do diapasão está na frequência de 440 Hz porque produz um vibração no ar de 440 vezes por segundo. A série harmônica é formada pela sucessão de notas que possuem frequências múltiplas. Se tomarmos o a nota lá do diapasão com frequência de 440 Hz teremos as seguintes frequências múltiplas a ela : 110 Hz, 220 Hz (dobro da fundamental), 330 Hz (triplo da fundamental), 440 Hz (quatro vezes a fundamental, que é nosso lá), 550 Hz (cinco vezes a fundamental), e assim até o infinito. Então a série harmônica é uma série de frequências múltiplas (ou notas notas musicais) infinta.

A contribuição de Pitágoras

Mas o que há de especial com estas notas? Quando tocamos a corda do violão, a nota produzida não é apenas a fundamental, ou seja, no caso da nota lá, outras notas vão soar juntamente com ela reforçando e criando uma sensação de preenchimento que agrada aos ouvidos.

A primeira pessoa que percebeu esta relação entre os harmônicos nas notas musicais foi Pitágoras, na Grécia antiga. Sim, é o mesmo cara do teorema, mas isso já é outra história.

Pitágoras percebeu que ao esticar uma corda o seu som variava em função da tensão aplicada, espessura da corda e o seu tamanho.  Então ele começou a fazer experimentos com uma corda esticada e percebeu que se ele a dividisse no meio, ou seja, se tivesse uma corda com exatamente a metade da primeira o som emitido parecia ser o mesmo, mas era mais agudo. Pitágoras estava descobrindo o conceito de oitava. Ele fez outros experimentos, dividindo a corda em 3 partes, 4 partes e cinco partes e percebeu que havia uma consonância entre os sons, ou seja, se combinados eles agradavam aos ouvidos.

O experimento de Pitágoras

Uma forma de verificar o experimento de Pitágoras é medir o comprimento de uma corda do violão com uma fita métrica. Se você fizer isso, vai perceber que a metade entre as extremidades da corda é exatamente a casa 12, que é a oitava da nota solta. Ou seja, se tocamos a nota lá solta e depois pressionamos na casa 12 temos o lá em 440 Hz para a corda solta e o lá em 880 Hz para a corda pressionada na casa 12. Podemos verificar a frequência da nota instalando no celular um aplicativo de afinação que mostra a nota e sua frequência.

Se agora dividimos a corda em três partes, vamos pressionar a casa 7 que é a nota mi que é ouvida quando os outros 2/3 da corda está vibrando. Sabemos que a nota mi é a quinta nota da escala de lá maior e a frequência do mi é 330 Hz que é múltipla de 440 Hz.

Vamos montar em uma tabela os harmônicos e suas respectivas notas:

110 Hz – A1
220 Hz – A2 (oitava justa)
330 Hz – E3 (quinta justa)
440 Hz – A3 (oitava)
550 Hz – C#4 (terça maior)
660 Hz – E4 (quinta justa)
770 Hz – G4 (sétima menor)
880 Hz – A4 (oitava)
990 Hz – B4 (segunda maior)
1100 Hz – C#5 (quinta justa)
1210 Hz – D# (4 aumentada)
1320 hz – E5 (quinta justa)
1430 Hz – F#5 (sexta maior)
1540 Hz – G5 (quinta justa)
1650 Hz – G#5 (sétima maior)
1760 Hz – A5 (oitava)

Consonância e Dissonância

Nossa série harmônica então fica: 1,8,5,8,3,5,7,8,2,5,4,5,6,5,7,….

Desta forma, podemos montar nossa série harmônica em qualquer escala. Na escala de dó maior ficaria: C, C, G, C, E, G, Bb, etc.

Com isso podemos definir o que é consonância e o que é dissonância.  Consonância são sons que melhor combinam criando uma sensação agradável ao ouvi-los e são formados pelos intervalos mais próximos à fundamental enquanto dissonância são sons que criam um choque ou uma tensão ao serem ouvidos e estão mais afastados da fundamental quando consideramos uma série de frequências múltiplas.

Mas pra que serve isso? Além de nos ajudar a entender as relações harmônicas e a formação dos acordes, se levamos em consideração as consonâncias e dissonâncias podemos usá-las para transmitir as emoções que desejamos em nossa composição. Vamos usar alguns exemplos: Em uma música composta para canto coral, o que se deseja é uma maior consonância entre as vozes, então ao compor um arranjo que prioriza consonâncias, ou seja, terças, quintas, oitavas e sextas entre as vozes, teremos uma música que ao ser ouvida será facilmente assimilada e considerada agradável. Agora imagine que estamos compondo uma trilha sonora para um filme de suspense e o que queremos é criar uma tensão, criar um ambiente mais sombrio, então fazemos uso das dissonâncias. A bossa nova e o jazz são exemplos de gêneros musicais em que o uso das tensões são usados para enriquecer a harmonia e criar variações que aos serem resolvidas nas consonâncias enriquecem a composição. Enfim, não há certo ou errado. Tudo depende do resultado final que se quer.  Outro ponto importante ao se falar de série harmônica é o seu papel na definição do timbre de um instrumento. Quanto mais harmônicos são gerados, mais encorpado e rico é o som.