Aerófonos de Caral, Perú.

Primer borrador, 28 de febrero de 2002. Ultima versión, 18 de noviembre de 2003

 

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Estudio de referencia

La principal referencia de este trabajo es un artículo extraordinario (1) de la arqueóloga peruana Dr. Ruth Shady Solis directora del Museo de Arqueología de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos y otros investigadores, incluyendo tres acústicos. Fue publicado en noviembre de 2000. Se encontró en Internet e incluye análisis y datos de arqueología, organología y acústica. Es extraordinario porque hay muy pocos estudios formales abiertos en la red acerca de aerófonos antiguos con datos descriptivos que permitan conocer su estructura organológica y hacer réplicas experimentales aproximadas. De la rica organología peruana se encontraron sólo otros dos estudios no usuales de grupos importantes de aerófonos relevantes: Los Vasos Silbadores (2) y las Antaras Nasquenses (3), que incluyen también análisis y datos acústicos. A la fecha, otros miles de artefactos sonoros de grandes culturas antiguas que han sido descubiertos han recibido poca atención científica, para conocer sus propiedades y entender su funcionamiento, mientras que los instrumentos musicales actuales han sido analizados científicamente en forma intensiva desde principios del siglo pasado.

El descubrimiento

A mediados de 1999 (4) se encontraron treinta y dos tubos de hueso de ala de pelicano (Pellican thagus) o cóndor en el sitio arqueológico de Caral-Supe, localizado a 182 km. al norte de Lima y 23 km. de la Costa del Océano Pacífico. Caral puede ser la ciudad sagrada más antigua de América y es el establecimiento más imponente del Perú durante el Arcaico Tardío (~2,000-2,600 a.C.). Caral tenía al menos seis grandes piramides de hasta 30 m de altura, construidas sobre un promontorio en el Valle de Supe. Su extensión es de más de 50 Ha. Una vista hermosa del sitio arqueológico y del paisaje del Valle se puede ver en una página del “World Monuments Fund” (WMF). El conjunto de artefactos de vientos se encontró en la esquina exterior sudoeste (o a la izquierda en la foto) de la plaza circular hundida semejante a un Anfiteatro.

Esta es una foto pequeña de un segmento del Anfiteatro proporcionada por WMF con derechos © de R. Shady/WMF. Los tubos de hueso estaban cubiertos de arena sobre una piedra cortada, en un espacio delimitado por piedras cortadas y piedras rodadas y una figura humana sin rostro hecha de barro. Los generadores de sonidos se encontraron en un orden estratigráfico, en relación a las figuras grabadas en su superficie: primero, encontraron los artefactos decorados con monos y caras humanas; luego, los tubos con pájaros y; finalmente, las llanas o sin decoracion externa. Algunos tubos tienen huellas de lazos o cuerdas cerca del centro y de sus extremos. Es interesante observar que en 10 tubos el hoyo sonoro o boca también es la boca de la figura grabada en su superficie, lo que indica claramente que por ese hoyo cantan.

El diseño organológico es el de un tubo abierto con un hoyo sonoro lateral ovalado o boca sonora cerca del centro del tubo, pero con un tabique o pieza dura de arcilla localizado cara a cara y en el interior del tubo (Figure 1). En pocos tubos pequeños la boca es rectangular. Los tubos antiguos tienen forma y sección transversal irregular porque fueron hechos con huesos de pelicano o cóndor, pero su superficie interior es lisa.

Quince tubos de hueso se encontraron completos. Esta tabla en formato pequeño  o en formato mayor, obtenidas del estudio de referecia (1), muestran las dimensiones de los tubos que fueron analizados: número, longitud, diámetro interno de los hoyos izquierdo y derecho, distancia de pieza de barro a los extremos izquierdo y derecho y los diámetros del hoyo central. Los pesos promedio de los tabiques van de 0.15-0.54 gr., de forma triangular y con los lados redondeados y algunos de ellos se perdieron durante su recuperación y limpieza.

 

 

Conclusiones del estudio de referencia (1).

Clasificaron los aerófonos como flautas horizontales o transversas, considerando la manera de construir los artefactos, más que la forma de tocarlos, lo que se desconoce. Encontraron la F0 (fundamental/nota musical) para las cuatro operaciones básicas: con los extremos cerrados, abiertos, cerrado-abierto y abierto-cerrado. Obtuvieron espectros de los sonidos que muestran un pico al lado las armónicas 1ª y 2ª y en algunos casos notaron armónicas de orden superior. También trabajaron con una réplica de PVC para probar lo encontrado anteriormente y para analizar el funcionamiento del tubo usando mediciones de la distribución de la presión sonora interna con un “probe microphone” y espectros. Comentan que los dos semitubos actúan como tubos acoplados por el efecto de la pieza de arcilla y muestran dos picos en el dominio de la frecuencia y una modulación audible en el dominio del tiempo, operados en varios modos, obtenidos con un analizador de espectros con dos canales de entrada.

Otras conclusiones preliminares

Es imposible conocer la forma exacta en que se tocaban muchos aerófonos antiguos, como los de Caral y es difícil obtener resultados exactos sin el análisis directo de los artefactos antiguos de viento. En este caso la forma y superficie del tubo resonador y de la pieza de arcilla no están claras en las fotos y los dibujos disponibles abiertamente. Es necesario tener más información y datos de la dimensión y geometría del resonador interno, el grueso de la pared y la pieza de barro, porque pequeñas variaciones en las dimensiones del tabique pueden producir grandes cambios en los sonidos y aun el silencio.

Si embargo, se pudo usar un método sencillo que se ha aplicado en estudios previos (5). Fue posible obtener algunas características sonoras y usos posibles, aplicando observación cuidadosa con la ayuda de réplicas experimentales en varios materiales como carrizo (una caña mexicana), bambú, madera y barro (el tabique fue hecho con polvo de barro cocido y pegamento) y algunos programas de computadora (6 & 7) para obtener espectrogramas (para ver las variaciones de las señales en el tiempo).

Conclusión 1. La principal distinción del conjunto de aerófonos es que es un CONJUNTO de tubos muy similares en estructura y material. La segunda es que parece que 21 tubos tienen también un tamaño similar (~16-17 cm). Eso significa que esos tubos pertenecen aun familia homogénea de aerófonos, desde el punto de vista de la organología, y ellos pudieron tocarse en grupos con efectos especiales.

Conclusión 2. Hay otras flautas de hueso operables de mayor antigüedad (8) como las que se encontraron en Jihau, China (~7,000 a. C.), pero la embocadura o el diseño del mecanismo de soplado de Caral puede ser el más antiguo hoyo sonoro lateral ovalado, que no ha sido perfeccionado en los últimos 4,600 años. Es una raíz Americana antigua de la embocadura de la flauta tranvesa moderna.

Conclusión 3. Este diseño organológico se encuentra en varias culturas de la América Antigua. Varios tubos similares globulares se encontraron en la zona del México Antiguo. Un buen ejemplo es un silbato de Yaxchilán, Chiapas, (como este modelo con un corte longitudinal) que se incluye en un estudio en desarrollo (9). También hay varios silbatos transversos tubulares en varias culturas mexicanas, como éste de Mario Cortés (18). Esta relación relevante significa que los pueblos de la América Antigua tenían una cultura/ tecnología sónica similar y estaban mejor relacionada culturalmente y tecnológicamente que los habitantes actuales del mismo continente.

 

Conclusión 4. Los tubos sin la pieza de arcilla en su interior pueden ser tocados fáciles, muy bien, suave y fuerte, en varias maneras como otros aerófonos antiguos: horizontalmente, excitados por los dos extremos y; verticalmente, excitados por los dos extremos, abiertos y cerrados y en diferentes ángulos desde la forma de tocar la Quena hasta la Flauta de Pan (como la Siringa y la Zampoña peruanas). El diseño sonoro es simple pero puede ser un artefacto de viento o aerófono tubular multifuncional.

Conclusión 5. Veintiún tubos de hueso son de tamaño similar a los tubos que uso como diapasón para afinar flautas verticales. El tubo más largo (16.6 cm) puede generar una F0 o nota musical de ~440 Hz y sonidos más altos, tocada verticalmente (como Quena) y obturando el hoyo central y el lejano. En la Figura 2 se muestra la nota A4 en 3dimensiones. Este descubrimiento puede significar que los tubos de hueso de Caral pueden ser los primeros diapasones del mundo. Al menos indica que esa altura de sonidos era muy usada y apreciada por los maestros de Caral.

 

Conclusión 6. Las flautas modernas de embocadura similar se diseñaron y perfeccionaran para producir una respuesta plana, con una serie amplia de notas musicales, pocas octavas y variaciones muy pequeñas de altura, intensidad y timbre, en un rango de menos de un semitono (10). Las réplicas con el mecanismo sonoro antiguo pueden producir pocas notas musicales pero dentro de un rango amplio y continuo de F0, únicamente cambiando el ángulo, la velocidad del soplado y la distancia entre la boca y el hoyo sonoro. La Figura 3 muestra la fuerte señal obtenida tocando el tubo en forma horizontal y cerrada, un sonido con un rango ~700-900 Hz. Eso significa que el viejo diseño puede tocar microtonalidades en un rango amplio, lo que es una de las características comunes de algunos aerófonos antiguos del México Antiguo con ese tipo de embocadura. Los silbatos antiguos, aun sin hoyos tonales, pueden ser afinados durante su operación en un rango de alturas par producir sonidos hermosos con cambios continuos en altura e intensidad como los de los pájaros grabados en la superficie de los tubos de hueso.

Conclusión 7. Es muy difícil conocer la manera antigua exacta de tocar estos tubos como instrumentos musicales. Los tubos pueden tocar música melódica con pocas notas, pero muy hermosos en timbre y microtonalidades y pueden ser usados para tocar ritmos. Las flautas son instrumentos melódicos y a la gente de climas fríos le gusta las melodías, más que los ritmos, los que son preferidos en las comunidades de climas cálidos. Parece que el clima antiguo de Caral era más caluroso (350 m sobre el nivel del mar) que el de las montañas donde se escuchan muchas flautas. Sin embargo, en Perú la situación en muy especial, porque su organología es muy rica. Se han encontrado otros instrumentos antiguos en varias de sus culturas, lugares, altitudes y climas. Aun ahora, sus flautas se tocan casi en todas partes.

Conclusión 8. Los sonidos más altos de todos los aerófonos tubulares pueden ser escuchados a una distancia considerable, porque su altura se localiza en el rango de mayor sensibilidad humana. Las réplicas pequeñas pueden generar fácilmente F0 cerca de 2 kHz con armónicas más altas. Eso significa que se pudieron escuchar muy bien en la plaza circular y en cualquier espacio abierto o cerrado de la ciudad sagrada. Esta puede ser una de las razones de su tamaño seleccionado y puede ser una señal de su posible uso antiguo.

Conclusión 9. Los efectos acústicos especiales podrían ser más si el sitio arqueológico fue diseñado para esa finalidad como sucede con otros espacios antiguos. Celso Llimpe Quintanilla, uno de los acústicos peruanos, comentó que algunos espacios de Caral favorecen la acústica y producen reverberaciones de los sonidos.

Conclusión 10. Se ha visto que los efectos más especiales de los silbatos antiguos se podrían haber producido si se tocaban en grupos al mismo tiempo (11). Los tubos antiguos tocados en conjuntos pueden producir batimentos (sonidos fantasmas) debido a las diferencias en tamaño. Y algunos de ellos pueden producir batimentos binaurales infrasónicos, porque sus diferencias en tamaño son pequeñas en la mayoría de ellos. El efecto es dentro del cerebro, originado en el cerebro frontal dentro de la región contralateral de procesamiento de audio llamado núcleo oliváceo superior. Esta sensación neurológica se enruta a la formación reticular y simultáneamente se conduce en volumen hacia la corteza donde se puede medir objetivamente como una respuesta frecuencia-seguimiento (12).

Conclusión 11. Los tubos con el tabique pueden producir varios sonidos muy especiales. Tocados horizontalmente, un efecto observado es el de un sonido con ruido y de lengüeta. Tocados verticalmente, se pueden producir algunos sonidos especiales operando el aerófono como un silbato o como un tubo de órgano con el tubo central abierto y el hoyo del extremo cerrado. Si la entrada de aire es compleja la señal de salida es más compleja. La Figura 4 muestra el espectrograma en 2D de una señal con tres crestas fuertes y ruido de banda ancha en las bajas frecuencias, obtenida vibrando la lengua durante la operación, una forma común de tocar aerófonos antiguos. Esto último puede apoyar nuevas hipótesis de investigación. Se ha reportado que los batimentos binaurales más sonido rosa pueden producir estados de conciencia especiales y efectos en la salud física y mental de los humanos que los escuchan en un campo cercano o en espacios cerrados (12 & 13). Hay terapias y remedios con técnicas sonoras modernas que han sido patentados, pero es relevante encontrar que antiguos maestros de generadores de sonidos podían haber conocido y usado técnicas similares.

Conclusión 12. Si la entrada de aire tiene variaciones o es intermitente, los sonidos generados pueden ser muy similares a los producidos por varios seres biológicos que existieron y eran sagrados en la antigüedad. La Figura 5 muestra la señal que parece el croar o canto de rana. Entonces, un conjunto de tubos puede imitar un coro de ranas. Este puede ser un uso antiguo de los tubos de hueso porque el Valle de Caral tiene el Río Supe y tenía canales de irrigación, vegetación y pantanos durante la época de lluvias, un medio ambiente ideal para proliferar la vida de los anfibios y pudieron tener ceremonias o ritos con coros de ranas para llamar la lluvia, como otros agricultores antiguos (9)

 

Conclusión 13. No se sabe si los artefactos sonoros fueron elaborados en Caral, pero por su gran similitud en cuanto a material, estructura y técnicas de manufactura es posible que hayan sido elaborados por un artesano o por una comunidad artesanal con un estilo organológico muy propio. Si los antiguos habitantes de Caral tenían un gusto especial o usos ceremoniales o rituales intensivos de artefactos sonoros, lo que parece ser, es posible que haya otros artefactos enterrados en esa ciudad sagrada.

Conclusión general preliminar.

El artículo muestra que esos tubos tienen propiedades acústicas especiales y varios posibles usos antiguos. Pero los descubrimientos pueden ser confirmados si los artefactos sonoros antiguos son analizados con equipo calibrado, técnicas avanzadas y dentro de condiciones controladas, complementados con datos arqueológicos de mayor profundidad. Hay otras preguntas no contestadas. Por ejemplo, si los tubos pueden producir sonidos de monos como los grabados en la superficie de algunos de los tubos de hueso antiguos y si pudieron ser usados en otra clase de ceremonias y ritos o usos sonoros.

Experimentos adicionales

Conclusión 14. Los modelos experimentales, operados como flautas transversas pueden producir sonidos hasta de 88 – 90 dB (a 1 m y 0 grados), lo que es equivalente a una potencia acústica radiada de ~ 0.008-0.01 Watts. Esa potencia es suficiente para que los sonidos se escuchen a distancias considerables.

En un estudio reciente sobre la Gamitadera tubular con membrana se utilizaron modelos de los tubos Caral para ver el efecto sonoro de una membrana en uno de sus extremos. La Gamitadera se ha usado en varias zonas de América para llamar venados y otros animales, imitando sus sonidos.

La membrana del tubo de bambú es de plástico un poco rígido (como el que hace ruido cuando se manipula) y se amarró con hilo de nylon. La de carrizo es de papel celofán fijado con una liga. Se puede amarrar con cualquer tipo de cuerda y la membrana puede ser de otros materiales como papel de arroz, encerado o de cebolla, etc. Este tipo de Gamitadera no se sopla. Los efectos sonoros más fuertes se pueden obtener introduciendo por el hoyo lateral sonidos generados por las cuerdas bucales, como los de los fonemas que tienen vocales, aunque también puede funcionar como trompeta excitando el tubo con las vibraciones de los labios.

Conclusión 15. El modelo funciona muy bien con y sin el tabique interior y puede generar diversos sonidos como los siguientes. Se puede observar y escuchar que el sonido es como un zumbido o el de un aerófono de lengüeta rígida, pero su F0 tiene variaciones microtonales y se generan muchas armónicas.

Conclusión 16. Se vio que el tubo también funciona muy bien para simular sonidos de animales y producir otras señales complejas.
El sonido complejo producido no es musical, ya que contiene mucho ruido y parece el rugido de un felino, de un gran mono o de otros animales desconocidos.

 

 

Conclusión 17. La potencia acústica radiada máxima de los sonidos de los tubos tocados como Gamitaderas es similar a los generados como flauta transversa. También pueden ser escuchados a distancias considerables por los armónicos y la altura de otros componentes que pueden producir.

Conclusión 18. Es difícil saber con certeza si originalmente los tubos de hueso de Caral se usaron con membranas, porque los materiales antiguos utilizados eran perecederos (alas de murciélago, tripas de animales, redes de arañas,etc.), pero esta hipótesis fue analizada porque los que examinaron los tubos antiguos han informado que algunos tienen huellas de lazos o cuerdas en sus extremos y en las fotos se observa que varios de ellos tienen grabados en su superficie figuras de monos. El resultado de los últimos ejercicios experimentales muestra que el diseño del aerófono es mucho más multifuncional de lo que se pensaba al hacer los experimentos iniciales y entre sus efectos sonoros está el de poder producir sonidos biológicos como los de algunos monos.