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Anatomía de Arundo Donax


Una característica fundamental de las cañas de fagot es que tienen tanto el tubo como la pala, lo que hace más fácil el proceso global para producir el sonido. Es extremadamente raro encontrar en la naturaleza un material que reuna estos requisitos. Parece ser que sólo la caña tiene la dureza suficiente para ser tubo y además de la flexibilidad adecuada para que una vez raspada pueda vibrar.

 

Un equipo liderado por el botánico Peter Kolesik, describió la composición de la caña como tres anillos concéntricos (5):

1. Una parte exterior dura, llena de células epidérmicas. Es la "piel" de la caña.

2. Una fina banda de fibras.

3. Una gruesa orteza interior, parémquina, llena de fibras.

Microfotografía de una caña de clarinete (Arundo Donax). (1) celula epidérmica, (4) celula parénquina grande [en la corteza interior], sustancia de crecimiento , (5) escelrénquina, celulas alineadas en grupo por una banda de fibra, celulas muertas que hacen de sostén (7) conjunto de celulas en la corteza interior, (8) anillo de celulas alineadas rodeando un conjunto vascular. Fotografía cortesía de Marilyn S. Veselack.

La dureza de los dos anillos exteriores permite hacer cañas estables. La pala es raspada para exponer las células de la corteza interior, que son lo suficientemente flexibles como para vibrar facilmente. Esclerénquima (sclerenchyma) es más dura y forma una pared. Su principal compuesto es la lignina. La parénquina es más flexible. Ésta se encuentra más en la corteza interior. Son celulas que rellenan espacios libres dejados por otras y forman un tono continuo.

Las capas media e interiores están provistas de unos diminutos conductos que conducen el agua y los alimentos a través de la caña desde las raices. (6).

Donald J. Casadonte, químico y clarinetista, describió una analogía muy útil para entender la función de estas partes: comparando el componente dermatológico con la piel de un animal, la parénquima o tejido de crecimiento con los músculos y/o los huesos y la parte vascular con venas (7). También afirmaba que las células esclerenquima comienzan como celulas vasculares pero en un momento de su desarrollo desarrollan gruesas paredes, para servir como tubo de carga de alimento y protección (8). El material vascular es importante porque los armazones de los conjuntos vasculares, contienen fibra que con la edad y el desarrollo adecuados, ofrecen una rigidez que ofrece vibración en todos los planos.

Numerosos investigadores han identificado la corteza interior como el origen de las características favorables. Kolesik identificó y midió los atributos precisos de las cañas con una vibración rica en armónicos: los conjuntos vasculares en la corteza interior tiene mayores concentraciones de fibra y menores de xylema y floema (finos conductos que transportan agua y nutrientes por toda la planta. Las buenas cañas tienen grandes areas con fibra y mayores proporción de conjuntos vasculares con fibras continuas (9). Los descubrimientos del equipo de Kolesik fueron similares a los obtenidos por Marylin Veselack, Jan-Marie Heinrich y el equipo liderado por H. C Spatz. (10)

Tres cavidades vasculares rodeadas por una rígida cubierta, 200 veces su tamaño. Los investigadores sugieren que esta rígida cubierta, formada por fibra, es la responsable de la solidez en la vibración. Fotografía cortesía de David Rachor

Casadonte identificó tres virtudes esenciales en Arundo Donax. Primero, "moderada densidad combinada con una alta 'compresión' que la hace perfecta para cañas. 'Compresión' se refiere a la rigidez física medible de un material. A mayor compresión, mayor rigidez, y como describió Kolesik, mayor cantidad de fibra.

Una segunda característica muy importante para los fagotistas es que en la caña de Arundo Donax hay tres planos de vibración, debido a que la caña, en el proceso de construcción, ha sido moldeada. (12)

Figura 3a: Muestra los tres dibujos radiales de la dirección de la vibración antes de montar la caña.
Figura 3b: Muestra como el radial es rotado despues de montar (zona de la punta)
Figura 3c: Muestra el radial despues de montar la caña de la zona posterior.

 

Sin esta igualdad en la flexibilidad, la vibración sería menos predecible, sobre todo en avanzados modos de vibración (armónicos)

Esta impresionante flexibilidad en todos los planos es debida a las fibras, formadas en su mayor parte de lignina. La lignina tiene características de vibración viscosas, como los líquidos. La lignina permite a la plante tolerar tempraturas muy frías sin congelarse. En la caña, la lignina está presente en los conjuntos vasculares de la corteza interior.

Explicación de Casadonte:

El mayor componente químico (20% to 40%) de Arundo donax es lignina (del Latin lignum: madera). Esta compleja sustancia natural de relleno son celulas secas y suele ocurrir con el envejecimiento de la planta. La lignina protege a las plantas viejas de patógenos, estabiliza las paredes celulares, da protección a la planta y cierta plasticidad. La presencia de esta lignina es la responsable de que pueda producir la vibración en los tres planos. (13)

Las plantas que contienen gran cantidad de lignina se las denomina leñosas. La lignina está formada por la extracción irreversible del agua de los azúcares, creando compuestos aromáticos. De ahí el sabor dulce del material. A más dulce, mayor cantidad de lignina. Después de los polisacáridos, la lignina es el polímero orgánico más abundante en el mundo vegetal. Es importante destacar que es la única fibra no polisacárido que se conoce.

Este componente de la madera realiza múltiples funciones que son esenciales para la vida de las plantas. Por ejemplo, proporciona rigidez a la pared celular. Realmente, los tejidos lignificados resisten el ataque de los microorganismos, impidiendo la penetración de las enzimas destructivas en la pared celular.

La lignina, que aumenta de manera ostensible en la pared celular de la planta con el curso de la maduración, es resistente a la degradación bacteriana, y su contenido en fibra reduce la digestibilidad de los polisacáridos fibrosos.

La lignina es un componente básico de la madera, que conforma entre 25% y 35% del volumen total de la misma.  A nivel celular, la lignina se encarga de rellenar los espacios entre las células de la planta, en su mayoría celulosa y pectina, haciendo la estructura de la planta mucho más fuerte.  La lignina es un componente básico en los troncos de los árboles, ya que sin su presencia, los árboles no podrían crecer a más de 2 metros de alto.  La lignina también ayuda en la conducción de agua dentro del tallo/tronco de la planta, ya que es hidrofóbica (repele el agua), lo que ayuda a la planta a crear "conductos" dentro de su tallo, creando una ruta cerrada para el transporte del agua.  Finalmente, la dureza de la lignina ayuda a las plantas a repeler ciertos insectos y otras plagas.

Arundo donax es visco-elactica. Vibra como los líquidos. La paredes de parenquina tiene propiedades elásticas y las celulas vasculares son entre viscosas y elásticas. (14)

Casadonte identificó una tercera característica. La vibración cesa casi instantaneamente, comparada con la madera, así que el sonido se puede mantener mientras lo desee el músico. De esta manera hay mayor control del sonido (15). Esto se produce por la corteza interior, que tiene  hemicelulosa, que absorve el agua cuando la caña se moja.

 

Características físicas de Arundo Donax

  • Gran rigidez por su densidad.
  • Igual flexibilidad en los tres planos de vibración
  • Cesa de vibrar rapidamente

 

por James Kopp, traducido por elfagot.com


5. Peter Kolesik, Alan Mills, y Margaret Sedgley, “Anatomical Characteristics Affecting the Musical Performance of Clarinet Reeds Made from Arundo donax L. (Gramineae),” Annals of Botany 81 (1998): 151.
6. "La bandas de fibra contienen pequeños grupos vasculares distribuidos a los largo del tubo. La corteza interior está formada por parénquina y grupos vasculares.” Kolesik et al., 153.
7. Donald J. Casadonte, “The Clarinet Reed: An Introduction to its Biology, Chemistry, and Physics,” (D.M.A. diss.: The Ohio State University, 1995), 82.
8. Casadonte, 92, anotó que lo llamado "banda de fibras" están formadas por diferentes células llamadas sclereids. Pero Veselack, Kolesik, y otros prefieresn “banda de fibras”.
9. Kolesik et al., 153.
10. Nuestros descubrimientos se corresponden con los obtenidos por Veselack (1979)…. Heinrich (1979), analizando cañas de fagot, encontratron que si el anillo de fibras era demasiado fino, la caña producía un tono que decae, calante.  usando Young’s moduli, Spatz et al. (1997) mostró que la rigidez de vibración aparecía con altas cantidades de fibra en la parénquina de la corteza interior. La rigidez es considerada la base para una buna acústica de la caña de clarinete. (Backus, 1961).” Koselik et al., 154.
Los estudios a los que Kolesik se refería son: Marilyn S. W. Veselack, “Comparison of Cell and Tissue Differences in Good and Unusable Clarinet Reeds” (D.A. diss: Ball State University, 1979); Jean-Marie Heinrich, “The Bassoon Reed,” Journal of the International Double Reed Society 7 (1979): 17-43; H.. C. Spatz, H. Beismann, F. Brüchert, A. Emanns, and T. Speck, “Biomechanics of the Giant Reed Arundo donax,” Philosophical Transactions of the Royal Society of London B 352 (1997)” 1-10; J. Backus, “Vibrations of the Reed and the Air Column in the Clarinet,” Journal of the Acoustical Society of America 33 (1961): 806-09.
11.Casadonte, 209. “Después de unos experimentos realizados por Benade con Walter Worman y Daniel Wright, la virtud de  Arundo donax fpara las cañas reside en su alto ratio de rigidez longitudinal en relación a su densidad, junto a su gran flexibilidad transversal a un apropiado grosor fino (como lo es una pala)"  Philip Bate, The Oboe, third ed. (London: Benn; New York: Norton, 1975), 21.
12. Casadonte, 181.
13. Casadonte, 175, 181.
14. Casadonte, 106.
15.“ El compuesto tejido de crecimiento se desarrolla de una manera similar al cristal. Por sus simples patrones de desarrollo ordenado y regular, la energía puede disiparse más eficientemente a través del tejido, y esto hace tan especial su capacidad de vibración.” Casadonte, 103 and 106.
“El material amorfo (normalmente concentrado alrededor del tejido vascular en forma de lignina), es esencialmente un fluido superviscoso,y almacena l fuerza aplicada. La celulosa, como el cristal, es esencialmente elástica, respndiendo a la vibración mecanicamente.” Casadonte, 279.

 

por James Kopp, traducido por elfagot.com

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