Antecesores
Al igual que muchas otras invenciones, el piano fue fabricado a partir de otros instrumentos. El instrumento musical de cuerda más antiguo que inicia la línea evolutiva del piano es la cítara, un instrumento originario de África y del sudeste de Asia que se remonta a la Edad del Bronce (alrededor del año 3000 a. C.). La cítara era un conjunto de cuerdas tensas dispuestas sobre una tabla que se hacían vibrar mediante los dedos, las uñas o algún otro objeto punzante.
El monocordio fue un instrumento posterior a la cítara, pero tenía leves variaciones respecto a ésta. Estaba construido con una única cuerda mucho más larga que las cuerdas que se empleaban en la cítara, que vibraba sobre una pequeña caja de resonancia de madera. Este instrumento fue utilizado por varios matemáticos a lo largo de la historia para realizar sus estudios, como el griego Pitágoras, que realizó sus estudios sobre las relaciones entre los intervalos musicales, y Euclides, que basó la geometría euclidiana en las divisiones de este instrumento.
Más tarde se inventó el salterio, un instrumento construido sobre los principios de la cítara pero con una forma trapezoidal en función de las distintas longitudes de sus cuerdas. La tabla trapezoidal del salterio, mucho más tarde, dio paso al diseño de los primeros clavecines. Se pretendía encontrar algún tipo de mecanismo que hiciera que las cuerdas no estuvieran en contacto con los dedos
Se hicieron bastantes experimentos, y uno de ellos fue el clavicordio, un instrumento que vibraba mediante un pequeño clavo o una aguja metálica que era accionada a través de unas teclas que hacían mover la aguja o clavo para que vibrara la cuerda. Después de la creación del clavicordio nació el clave, diferenciado del clavicordio porque para hacer vibrar las cuerdas utilizaba un plectro o la punta de las plumas de las aves.
Los primeros instrumentos de cuerda percutida fueron los dulcémeles que procedían del santur, un instrumento musical tradicional persa. Durante la Edad Media, hubo varios intentos para crear instrumentos de teclado con cuerdas percutidas. El primero de ellos fue la zanfona, que tiene origen incierto. Del siglo XIV son las primeras referencias alEscaque, instrumento poco conocido cuyo mecanismo (descrito en un manuscrito de Henri Arnault de Zwolle) podría anticipar el del piano. En el siglo XVII, los mecanismos de instrumentos de teclado como el clavicordio y el clavecín eran bien conocidos. En un clavicordio las cuerdas son golpeadas por las tangentes, mientras que en un clavecín son presionadas por plumas de ganso. Siglos de trabajo sobre el mecanismo del clave, en particular, han mostrado los medios más eficaces para construir la caja de resonancia, el puente y el teclado
Evolución del Piano
A partir de 1725, año en que el organero alemán Gottfried Silbermann, de Friburgo, adopta el sistema de Cristofori y construye dos pianofortes que somete a la consideración de Johann Sebastian Bach, los mayores avances se producen en Alemania. Quizá la contribución más importante fue la de Johann Andreas Stein, de Augsburgo, al que se considera inventor de un sistema de escape mejorado que sirvió para fundar la escuela vienesa de piano elogiada por Wolfgang Amadeus Mozart, que contó con el favor de la mayoría de los compositores alemanes de finales del siglo XVIII y principios del XIX. Varios constructores de la Alemania central emigraron a Londres hacia 1760 y fundaron la escuela inglesa que, con John Broadwood y otros, empezó a trabajar para la producción de pianos más sólidos, cuya fama ha llegado hasta nuestros días.
El francés Sébastien Érard fundó la escuela francesa en la década de 1790. En 1823 desarrolló el sistema de doble acción que todavía hoy es de uso general. En esta época, artesanos de muchos países europeos trabajaban para perfeccionar el instrumento. Se produjeron numerosas mejoras en el diseño y la construcción. Alemania y Estados Unidos han destacado en la fabricación de pianos, en especial la casa alemana fundada por Karl Bechstein y las estadounidenses Steinway, de Nueva York, y Chickering, de Boston. Los pianos de la fábrica austriaca Bösendorfer son también muy apreciados.
La extensión del piano primitivo era, como la del clavicémbalo, de cuatro o cinco octavas. De forma gradual se fue aumentando a más de siete. Para ello se realizaron cambios estructurales, como el incremento de la tensión de la cuerdas para producir ciertas notas. Existe un modelo de Bösendorfer que tiene un bajo extendido, gracias a lo que alcanza las ocho octavas.
Estructura Moderna
El piano moderno tiene seis partes fundamentales (en la explicación siguiente los números entre paréntesis hacen referencia al diagrama de la estructura del instrumento): (1) El bastidor suele ser de hierro. En el extremo posterior se sitúa el cordal donde se sujetan las cuerdas. En el frente está el clavijero, en el que se distribuyen las clavijas de afinación. Alrededor de éstas se enrolla el otro extremo de la cuerda. La tensión se regula girando cada clavija. (2) La tabla armónica, pieza delgada de madera con un veteado muy regular, situada debajo de las cuerdas, refuerza el sonido mediante la vibración por simpatía. (3) Las cuerdas, fabricadas de hilo de acero, en las que aumenta el grosor y la longitud desde el agudo al grave. Las notas agudas disponen de dos o tres cuerdas afinadas al unísono. Las graves tienen una sola cuerda fortalecida al entorcharse en espiral un alambre fino. (4) El teclado es el verdadero mecanismo requerido para impulsar los martillos o macillos contra las cuerdas. La parte más visible consiste en una hilera de teclas que se accionan con los dedos. Las teclas de las notas naturales se fabrican de marfil o plástico, las de las notas alteradas de ébano o plástico. (5) Los pedales son palancas que se accionan con los pies. El pedal fuerte (derecho) levanta los apagadores para que las cuerdas continúen vibrando cuando las teclas se han dejado de pulsar. El pedal sordina (izquierdo) acerca los martillos a las cuerdas para que las golpeen con más suavidad, o los mueve hacia un lado para reducir el contacto. Algunos pianos tienen un pedal tonal en el centro que sostiene las notas producidas por las teclas pulsadas cuando el pedal está pisado. La utilización de los pedales produce variaciones en la calidad del sonido. En muchos pianos verticales al pisar el pedal de sordina se interpone una tira de fieltro entre los macillos y las cuerdas con lo que se produce un sonido tenue. (6) Según la forma del mueble los pianos se clasifican en de cola, rectangular y vertical. El cuadrado o de mesa no es muy común. Para el uso doméstico se suele utilizar el vertical, mejor para estancias pequeñas. Los pianos de cola se construyen en varios tamaños, desde el gran cola de 2,69 m de largo, hasta el colín, de menos de 1,8 metros.
Entre los pianos verticales se incluye el piano doméstico del siglo XIX, del que el gran piano vertical es un tipo mayor. Los modernos pianos de espineta y consola son verticales pequeños emparentados con el cuadrado. En los pianos verticales las cuerdas se sitúan en sentido vertical o diagonal desde el extremo inferior del instrumento. En los verticales y los colines las cuerdas graves se sitúan en diagonal respecto de las agudas, más pequeñas. Con ello se ahorra espacio y se distribuye la tensión al mismo tiempo. La tensión conjunta de las cuerdas de un piano gran cola de concierto es de unas 30 toneladas, en el vertical de unas 14 toneladas.
Mecanismo de Pulsación
Cuando la tecla del piano se pulsa, las palancas que hay en el otro extremo suben y elevan otra palanca que lanza un martillo contra las cuerdas de una determinada nota. Al mismo tiempo, un apagador se separa de esas cuerdas para que puedan vibrar. Lo siguiente es una explicación detallada de cómo funciona el mecanismo. Los números entre paréntesis hacen referencia al diagrama en el que se muestra el mecanismo de un piano de cola.
La tecla (1) es una palanca que pivota (2) sobre una articulación elevadora. Cuando el pianista pulsa la tecla, la parte trasera asciende y la fuerza de la palanca de la tecla (3) presiona hacia arriba el puente (4), que actúa como bisagra. El lado libre de éste sube llevándose una pieza en forma de L llamada sostén del amortiguador o palanca de escape (5) y la palanca de repetición (9).
La articulación elevadora empuja al rodillo (6), un rollo de fieltro sujeto al brazo del macillo (7), y éste sube. El movimiento hacia arriba de la articulación se detiene cuando su extremo saliente golpea el botón regulador (8). El martillo sube rápidamente desde la articulación y golpea las cuerdas correspondientes. La palanca de repetición (9) también asciende, pero sólo hasta el extremo donde la articulación lo atraviesa, y toca el tornillo descendente situado en la cabeza del macillo (10); esta palanca permanece elevada hasta que la tecla se suelta.
El macillo cae hacia atrás, pero sólo en parte. Se detiene por la junta articulada golpeando la palanca de repetición que estaba arriba (9). La palanca de escape (5) puede entonces volver bajo el mango del macillo, elevado a su posición original. Al mismo tiempo, el empujador (11) hace que el macillo rebote contra las cuerdas.
Si la tecla se suelta, el macillo se mueve y la palanca de repetición queda elevada. Si el intérprete presiona de nuevo la tecla que ha pulsado antes, la palanca de escape (5) puede una vez más empujar al rodillo y al mango del macillo hacia arriba. Este sistema permite una rápida repetición de las notas antes de que la tecla y el martillo tengan tiempo de volver a sus posiciones originales. Fue una mejora importante en los mecanismos más simples y primitivos del piano y muy explotada por virtuosos como Johann Nepomuk Hummel y Franz Liszt.
Mientras tanto, la parte trasera de la tecla también ha empujado hacia arriba la palanca del apagador (12) que levanta a éste de las cuerdas de la tecla. Cuando ésta permanece en parte suelta, el apagador retrocede, se posa en las cuerdas y silencia su sonido.
Cuando la tecla se libera del todo todas las partes del mecanismo vuelven a sus posiciones originales por la fuerza de la gravedad. A diferencia de los pianos de cola, los modelos verticales no pueden depender de la gravedad para hacer que todo vuelva a su lugar. En un piano de cola el mecanismo se asienta horizontalmente sobre la tecla, en uno vertical se adapta para que se asiente más o menos en vertical. Ya que no puede depender por completo de la gravedad, incluye varios muelles y pequeñas tiras de tela para devolver el mecanismo a su lugar.
