Así funciona una caja de música: de la manivela a la melodía

Una caja de música suena sin electricidad porque la energía se la das tú. Al girar la manivela o la llave tensas el muelle, una cinta de acero enrollada. El muelle quiere soltarse y, a través de engranajes, hace girar despacio el cilindro, en el que hay clavadas diminutas púas. Delante del cilindro está el peine: una placa de acero con una fila de dientes finos. La púa levanta un diente y lo suelta, el diente empieza a vibrar y suena una nota.

La melodía está, por tanto, escrita en las púas. La posición de una púa a lo largo del cilindro decide qué diente suena, y su posición en la circunferencia decide cuándo suena. La altura de cada nota la dan la longitud y la masa del diente, no la velocidad de giro. Girar más rápido o más despacio no cambia las notas, como mucho el tempo.

Qué pasa entre el giro de la manivela y la primera nota

Entre el giro de la manivela y la primera nota, la energía pasa por varias piezas. Encontrarás cada una de ellas tanto en una caja de música antigua como en el mecanismo de un kit, solo que de otro tamaño.

1. Muelle. La manivela o la llave lo tensan a través de un trinquete. El trinquete es un dientecillo que solo deja pasar el movimiento en un sentido, por eso al dar cuerda oyes un clic y el muelle no se desenrolla solo.
2. Transmisión. El muelle no gira el cilindro directamente. Entre ambos hay engranajes que reparten el movimiento para que el cilindro gire despacio y una melodía dure decenas de segundos.
3. Cilindro con púas. Al girar, las púas van tocando uno tras otro los dientes del peine. La púa levanta un diente, el diente se escurre de ella y vuelve a su sitio.
4. Peine. Cada diente es como un pequeño diapasón: al soltarse vibra a su propia velocidad y eso lo oyes como una nota. La vibración pasa a través del peine a la base y a la caja, que amplifican el sonido.
5. Regulador. Es un pequeño ventilador de dos aspas que, a través de la transmisión, gira mucho más rápido que el cilindro. Cuanto más rápido gira, más lo frena el aire, y así mantiene el tempo de la melodía.

Sin el regulador, el muelle tensado se soltaría de golpe. El cilindro se embalaría, las púas golpearían los dientes en lugar de pulsarlos con suavidad y la melodía se fundiría en un breve sonido metálico. Por eso la caja de música se detiene también cuando se detiene el ventilador: toda la transmisión está conectada y nada se mueve solo.

Qué decide qué melodía suena

Dos cosas deciden la melodía: las púas del cilindro y la afinación del peine. El cilindro es algo así como una partitura enrollada en círculo. A lo largo del cilindro está la altura de la nota, porque cada posición queda frente a un diente. En la circunferencia está el tiempo: púas juntas significan notas rápidas, un hueco mayor una pausa más larga. Una vuelta del cilindro suele tocar toda la melodía y luego vuelve a empezar.

El peine decide qué notas pueden sonar. Los dientes largos vibran más despacio y suenan graves, los cortos vibran más rápido y suenan agudos. Para las notas más graves el diente tendría que ser demasiado largo, por eso bajo su extremo se fija un pequeño peso de plomo que frena la vibración. El número de dientes es también el número de notas que puede tocar la caja: un mecanismo pequeño de 18 dientes toca una melodía sencilla sin acordes, los mecanismos más grandes con más dientes también pueden con un acompañamiento.

El peine no fue el comienzo de la música mecánica. Los cilindros con púas ya movían mecanismos musicales con campanillas desde siglos antes. En 1796 el relojero ginebrino Antoine Favre-Salomon sustituyó la fila de campanillas por un peine de acero, y así la música cupo en una cajita. A finales del siglo XIX llegaron las cajas con discos metálicos intercambiables, de modo que una sola caja podía tocar muchas melodías. Más tarde las desplazó el gramófono, que no escribe la música en púas sino en un surco; cómo lo lee la aguja lo cuenta el artículo Tocadiscos: cómo la aguja convierte los surcos en música.

Por qué la melodía suena distinta si giras más despacio o más rápido

La altura de las notas no cambia ni al girar más despacio ni al girar más rápido. Cada diente vibra siempre a la misma velocidad, la que le dan su longitud y su masa. Solo cambia lo rápido que se suceden las notas, es decir, el tempo. La melodía suena entonces arrastrada o apresurada, aunque siga tocando las mismas notas. Lo que pasa exactamente depende de cómo esté unida la manivela al mecanismo:

• La manivela tensa el muelle. Girando más rápido solo tensas antes el muelle. Luego el regulador mantiene el tempo, así que la melodía suena igual sin importar lo rápido que giraste.
• La manivela gira el cilindro directamente, sin muelle ni regulador. Entonces el tempo lo marca tu mano: girar despacio alarga la melodía, girar rápido la acelera.
• El muelle se agota. Un muelle con toda la cuerda empuja con más fuerza, y con menos al soltarse. El regulador reduce esa diferencia, pero al final de la cuerda la melodía puede sonar algo más lenta que al principio.

Con un tempo muy lento notarás una cosa más. Tras ser pulsado, el sonido de un diente se va apagando. Cuando la siguiente púa llega tarde, la nota anterior ya se ha callado y la melodía suena entrecortada. Cuando una caja con muelle de repente toca más despacio de lo que debería, la causa suele ser más bien el rozamiento en la transmisión que un muelle débil.

Qué observar en la maqueta: cilindro, peine y transmisión

Una maqueta de caja de música de madera suele tener el mecanismo musical como una pieza aparte ya montada, que colocas en la maqueta según las instrucciones. Las piezas de madera a su alrededor transmiten el movimiento a figuras u otros elementos móviles. Qué partes del mecanismo ves y qué se mueve al sonar cambia de una maqueta a otra, así que en cada paso sigue las instrucciones de tu maqueta. En la maqueta terminada fíjate en estos puntos:

• Llave o manivela. Gírala despacio y fíjate en la resistencia. Si la resistencia aumenta y al soltar oyes el clic del trinquete, estás tensando un muelle y el tempo lo decide el regulador. Si el mecanismo solo suena mientras giras, el tempo lo controlas tú.
• Cilindro y peine. Si el mecanismo está a la vista, mira de lado el punto donde las púas se encuentran con los dientes. En las notas graves se levantan los dientes largos de un extremo del peine, en las agudas los cortos del otro.
• Regulador. Busca un pequeño rotor o ventilador que, al sonar, gira más rápido que todo lo demás. No lo pares con el dedo ni con una herramienta: con él se detiene todo el mecanismo y las aspas son finas.
• Transmisión a las figuras. Sigue los engranajes que, con el mismo movimiento, hacen girar una figura u otra pieza móvil. Si la melodía suena pero la figura está quieta, una rueda no está engranada. Mira en las instrucciones qué ruedas deben encajar antes de empujar a la fuerza.

Si el mecanismo se traba o se detiene poco a poco mientras suena, no busques primero el fallo en el mecanismo musical. Lo más habitual es que rocen las ruedas o los ejes de madera que lo rodean. Cómo encontrar ese punto lo explica el artículo El mecanismo se atasca: cómo hallar la fricción y quitarla.

Maquetas con mecanismo musical para montar

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