Los instrumentos musicales de viento-madera se dividen en dos familias en función de como sea la embocadura del instrumento:

  • Instrumentos de lengüeta simple: Flauta (en todas sus variantes: travesera, de pico, piccolo, dulce, etc.), clarinete, chalumeau, saxofon.
  • Instrumentos de lengüeta doble: Oboe, Corno Inglés y Fagot.

 La lengüeta es en realidad la pieza maestra que permite que el instrumento "suene". Veamos primero de una manera intuitiva por qué esto es así: Imaginemos que soplamos por el extremo superior de un oboe al que le hemos quitado su embocadura (su nombre es caña y está compuesta por el tudel y las dos lengüetas que se denominan palas); lo único que escucharemos es como el aire se desliza por el interior del instrumento como un soplido. Si realizamos el mismo experimento quitándole la embocadura a un clarinete, el resultado es el mismo: No se produce ninguna nota, por fuerte que soplemos.

En la siguiente figura tenemos un corte esquemático longitudinal de la embocadura de un clarinete:

 

La caña o lengüeta se sujeta mediante unas abrazaderas a la embocadura y queda separada de esta una distancia muy pequeña en la parte superior. Si soplamos por la embocadura, aumentaremos la presión del aire en el extremo de la caña y, como es lógico, la presión en sus paredes intentará "doblar" la caña de su sujeción; dado que la parte inferior no puede moverse, la presión de aire doblará ligeramente la caña hacia dentro en el extremo superior. El material de la caña es flexible y cuando llegue al punto de flexión máxima, como un muelle, tenderá a volver a su posición natural, donde la presión de aire de nuevo intentará despegarlo y así sucesivamente.

De esta manera, la caña vibrará a una frecuencia que depende de muchos factores tales como la geometría de la embocadura, la elasticidad del material, etc. Esta vibración será transmitida al cuerpo del clarinete que, a su vez, vibrará y escucharemos el sonido.

Naturalmente, esta es una explicación de lo más simplista ya que, aunque da una explicación básica de por qué vibra la caña, no vemos para nada claro que el instrumento haya de sonar como lo hace (de hecho, una embocadura libre suena como un matasuegras, algo espantoso).

Veamos ahora una explicación más técnica, aunque sin entrar en demasiados detalles que la harían aburrida: El conjunto formado por la embocadura de un clarinete es un sistema acústico y como tal, presenta una determinada impedancia acústica de entrada que depende de la frecuencia. La impedancia acústica de entrada es la relación entre la presión que aplicamos con la boca en la entrada del instrumento y el flujo de aire que se desplaza como consecuencia de aplicar dicha presión. Es importante considerar que nuestra boca aplica un flujo de presión constante o, al menos, con una muy pequeña variación en el tiempo. Imaginemos ahora que aumentamos poco a poco la presión de aire que suministramos al instrumento y que representamos en una gráfica la relación entre la presión y el flujo de aire. Obtendremos la gráfica que se indica en la siguiente figura:

 

Conforme vamos aumentando la presión del aire (en el eje de abcisas de la gráfica), vemos que el flujo de aire en el instrumento aumenta también, hasta que llegado a un determinado punto, el flujo comienza a disminuir, a pesar de que aumentamos la presión (lógico ya que vamos cerrando la caña poco a poco y al disminuir la abertura, es menor la cantidad de aire que puede pasar, aunque apliquemos más presión. Vemos que en un determinado punto, el instrumento comienza a sonar........vamos bien. Si seguimos aumentando más aun la presión, el volumen al que suena el instrumento es cada vez mayor hasta que ya no suena más, debido a que el flujo de aire se hace nulo al ser la presión tanta que cierra completamente la abertura.

Si nos fijamos en la figura, veremos que la pendiente de la curva, que es la impedancia de la embocadura,  pasa de ser positiva a negativa y es donde el instrumento comienza a sonar. ¿Por qué?.....

 El conjunto de la embocadura y el cuerpo del instrumento (supongamos una determinada disposición de las llaves para componer una determinada nota) se comporta como una cavidad resonante que es capaz de generar ondas estacionarias a las frecuencias de resonancia naturales, que dependen única y exclusivamente de la geometría del instrumento. Si acoplamos una resistencia negativa a una cavidad resonante, esta resuena sóla.

Para los que sean aficionados a la electrónica, el efecto es idéntico al de generación de microondas en una cavidad resonante con la ayuda de un diodo gun: El diodo gun se alimenta con una tensión continua que lo sitúa en su zona de trabajo, es decir, en la región con un diferencial de impedancia negativa, y la cavidad resonante fija la frecuencia de oscilación del sistema. El diodo convierte la energía continua de alimentación en energía radiante a unas frecuencias dadas. En el caso de un instrumento de viento madera, la caña convierte la presión de aire constante en oscilaciones a las frecuencias de resonancia del instrumento (el fundamental y todos sus armónicos). Desde este punto de vista, la analogía es perfecta.