¿Escuchaste alguna vez hablar del theremin o eterófono? Sin lugar a dudas nos estamos refiriendo a uno de los instrumentos musicales más extraños e interesantes inventados hasta el momento. Fue creado en el año 1920 por el físico ruso Lev Sergeyevich Termen (1896-1993), conocido en occidente como León Theremin.
La invención de este dispositivo surgió de manera imprevista. León Theremin creó una máquina que tenía como objetivo medir ciertas constantes de gases con gran precisión. Pero descubrió que su aparato emitía un extraño sonido que podía ser modificado en forma controlada moviendo sus manos alrededor del equipo. Theremin, gracias a su formación de violonchelista, vislumbró la potencialidad de convertir dicho ruido en música, y de este modo, construir un instrumento musical eléctrico y diferente a todo lo conocido hasta ese momento.
León Theremín con el primer prototipo de su instrumento.
El funcionamiento de este instrumento implica la manipulación de campos electromagnéticos alrededor de dos antenas que hacen que el instrumento tenga la apariencia de un atril extraño. Una de sus mayores particularidades radica en que es el único instrumento musical controlado completamente sin contacto físico directo por parte del ejecutor. Está compuesto por una caja con dos antenas metálicas que detectan la posición relativa de las manos de quien lo ejecute; en su interior, circuitos eléctricos, que explicaremos a continuación, permiten que el tono (frecuencia) y el volumen (amplitud) del sonido sean controlados con el movimiento de las manos. Las señales obtenidas se amplifican y se envían a un altavoz, emitiendo el sonido tan característico del theremin.
Ningún otro instrumento necesita de tan elevado grado de control del cuerpo por parte de un ejecutante. Al no contar con un teclado o un tablero que pueda utilizarse como referencia al tocar notas, es fundamental una buena percepción espacial, combinando movimientos corporales relajados con una concentración mental intensa, y recurriendo a técnicas de expresión física y emocional, tal como lo haría un actor que sube al escenario para interpretar a un personaje complejo.
En 1922, León Theremin tuvo la iniciativa de presentar su instrumento a Lenin (Vladimir Ilyich Ulyanov, primer dirigente de la Unión Soviética) quien con gran entusiasmo lo envió de gira por toda Europa con la intención de “mostrar la genialidad de los inventores rusos”. Años más tarde se instaló con su mujer en Estados Unidos, donde tuvo la oportunidad de brindar diferentes conciertos, llegando a tocar su instrumento con la Orquesta Filarmónica de Nueva York. Tiempo más tarde comenzó a comercializar su instrumento, el Theremin, que nunca llegó a ser un gran éxito de ventas, pero sí generó, por su extrañeza y particularidad, una gran fascinación entre el público general, músicos y hasta personajes de primer nivel como el expresidente de los Estados Unidos, Dwight D. Eisenhower, o el famoso físico Albert Einstein.
León Theremín mostró su invento EEUU a finales 1920, sus sueños de fortuna se vieron frustrados por la gran dificultad que muchas personas tenían para tocar el instrumento.
Sus sueños de grandeza y prosperidad en Estados Unidos llegaron a su final en 1938, cuando la Unión Soviética decidió reclutarlo debido al inminente estallido de la Segunda Guerra Mundial. Existen varias versiones acerca de las razones de su arresto, una de ellas es que Theremin fue procesado al poco tiempo de haber regresado de los Estados Unidos, por instalar escuchas en la residencia de Stalin (líder de la Unión Soviética desde 1924) para el NKVD (Comisariado Interno para Asuntos del Pueblo, lugar donde se realizaban tareas policiales y de inteligencia) y otra se vincula a su participación en un complot para asesinar al político Serguéi Kirov en 1934, cuatro años antes de su vuelta a Rusia. Por estas acusaciones, Theremin terminaría recluido en un sharashka en 1939, laboratorios secretos donde se encerraba a científicos prisioneros y se los obligaba a trabajar para el estado. Theremin permaneció recluido allí trabajando hasta 1947. Allí coincidiría con dos célebres ingenieros aeronáuticos: Andréi Túpolev (diseñador y constructor de aviones de bombardeo y de pasajeros) y Serguéi Koroliov (científico e ingeniero de cohetes y naves espaciales, considerado como el fundador del programa espacial soviético), todas víctimas de las decisiones de Stalin.
Luego de su liberación, continuó trabajando para la KGB (la policía secreta del gobierno, según sus siglas en ruso, “Comité para la Seguridad del Estado”) hasta 1966, años más tarde fue empleado en el departamento de investigación acústica y grabación del Conservatorio de Moscú y desde 1971 hizo lo mismo en la Universidad Lomonosov. Se abocó a la investigación durante los últimos 20 años de su vida. Falleció en Moscú en 1993.
¿Cómo funciona el Theremin? Explicación del circuito interno
Analizando este instrumento desde una perspectiva científica, podemos entender y apreciar la implicación de la física en su funcionamiento. León Theremin se dio cuenta que el cuerpo humano es un excelente conductor de la electricidad, es decir que podemos concebirlo como parte de un circuito eléctrico. Es entonces que, por ejemplo, puede interferir sobre los campos electromagnéticos de circuitos eléctricos determinados, en el caso particular del Theremin, es lo que sucede cuando se coloca la mano cerca de las antenas: se altera el campo electromagnético de las antenas, generando una variación en el tono y volumen del sonido del instrumento.
Diagrama esquemático del circuito interno del Theremin.
Lo primero que acontece en este fenómeno complejo, donde intervienen distintos aspectos, es que la mano y la antena forman lo que llamaremos un capacitor. Un capacitor es un dispositivo que consiste en dos placas conductoras que permiten acumular cierta cantidad de carga eléctrica cuando se aplica una diferencia de potencial eléctrico (o voltaje) entre ambas, y siempre que estas dos placas estén separadas por un material que funcione como aislante, el cual llamaremos material dieléctrico. En el theremin una antena funciona como una placa, y la mano como la otra, y el aire es el material dieléctrico. Estos dos capacitores (cada par antena-mano) formarán parte del circuito eléctrico del theremin.
El circuito interno del Thermin puede dividirse en dos partes, una correspondiente a cada antena: el circuito del volumen y el circuito de la frecuencia. El resultado será una onda en el rango auditivo cuyo tono (frecuencia) y volumen (amplitud) puede modificarse con el movimiento de las manos.
Primero analicemos el circuito de la frecuencia. Este posee dos osciladores, que convierten la corriente continua en corriente alterna de una cierta frecuencia. Uno de los osciladores se encuentra establecido a una frecuencia fija de referencia, y el otro varía su frecuencia dependiendo de la carga del capacitor, formado entre la antena y la mano del músico. Acercar la mano a la antena aumenta la capacitancia y disminuye la frecuencia, mientras que alejar la mano de la antena, disminuye la capacitancia y aumenta la frecuencia. Las frecuencias provenientes de ambos osciladores son luego superpuestas en un elemento del circuito llamado mezclador, del cual se obtienen dos combinaciones de las frecuencias superpuestas.
El circuito termina en un filtro que sólo deja pasar la más baja de esas dos frecuencias: la diferencia entre la frecuencia del oscilador fijo y la del oscilador variable. Esto hace que acercar la mano a la antena aumente la frecuencia de salida, generando tonos más agudos, y alejar la mano disminuye la frecuencia de salida, generando tonos más graves. Todos estos pasos son los que transforman el movimiento de la mano en una señal de frecuencias dentro del rango auditivo. Este circuito termina en un amplificador controlado por voltaje, en donde el voltaje está determinado por el circuito del volumen.
El circuito del volumen también posee un oscilador de referencia, y un circuito que puede ser de varias formas, pero cuyo objetivo principal es que, con el movimiento de la mano, el oscilador entre o no en resonancia con este circuito. Esta corriente alterna se transforma en corriente directa mediante un detector de amplitud máxima. Finalmente, el circuito termina en un amplificador controlado por voltaje junto con el circuito de frecuencia. Entonces, si la mano está lejos de la antena, el oscilador entra en resonancia, aumentando el voltaje, y aumentando el volumen, si se acerca la mano a la antena, el oscilador sale de la resonancia, disminuye el voltaje y disminuye el volumen.
Conociendo y entendiendo los aspectos anteriores, podemos entonces afirmar que el movimiento de la mano nos permite controlar y generar variaciones en las oscilaciones de la corriente. Es entonces que si acercamos la mano a la antena entonces las placas de nuestro capacitor estarán más próximas, de modo que se almacenará mayor carga eléctrica y entonces la frecuencia con la que oscila la corriente será más baja, mientras que, si realizamos lo contrario, es decir si alejamos la mano, las placas de nuestro capacitor tendrán mayor distancia, y por lo tanto almacenarán menos carga, generando que la frecuencia con la que oscile la corriente sea más alta.
Pero esto no es todo, aún nos falta un fenómeno clave que es el encargado de provocar que las frecuencias sean distintas a las generadas y nosotros podamos escucharlas y percibirlas como música. A este proceso se le llama heterodinación y básicamente consiste en mezclar dos frecuencias a fin de obtener una nueva y distinta a la de entrada (por supuesto que todo esto ocurre en el circuito interno del Theremin).
A partir de este interesante fenómeno, el orden de las frecuencias cambia dependiendo de la proximidad en nuestra mano. Mientras más cerca esté nuestra mano más alta será la frecuencia y mientras más lejos esté más baja será la frecuencia. Luego de este proceso complejo, la señal se amplifica y se envía a una salida de audio en donde se genera una onda sonora. De esta manera es que se genera la música del Theremin.
El theremin incluso apareció en un famoso Doodle de Google.
Los descubrimientos de Léon Theremin aplicados al espionaje.
El Theremin permite modular ondas sin manipularlo directamente. Otro gran invento de Leon Theremin que sigue principios similares fue un pequeñísimo endovibrador, este instrumento era capaz de recibir ondas y retransmitirlas a decenas de metros de distancia. Este invento entraría en juego cinco años después, en 1945, cuando una asociación de niños boy scouts de la delegación rusa regalaron al embajador norteamericano en Moscú, Averell Harriman, una escultura en madera con el escudo oficial de Estados Unidos en señal de paz y amor diplomático.
Escultura de madera regalada al embajador norteamericano en Moscú, con el dispositivo de escucha inventado por León Theremín.
Detalle del dispositivo de escucha.
En su interior, el obsequio escondía un diminuto dispositivo de escucha: el endovibrador, mediante el cual se podía acceder a las ondas de sonido generadas por las las conversaciones del embajador, que eran emitidas a un receptor ubicado en la calle, el cual sintonizaba y transformaba en audio, como en una radio cualquiera. De manera similar al Theremin, este aparato manipula las ondas de lejos sin tocarlo.
El Theremin en la cultura popular
El Theremin ha sido utilizado por algunas de las bandas más famosas de la historia de la música popular, como Led Zeppelin en la canción Whole Lotta Love y The Rolling Stones en su álbum psicodélico Their Satanic Majesties Request, de 1967.
Jimmy Page usó una variación del Theremin en Whole Lotta Love, de Led Zeppelin.
También se ha utilizado en el cine y en la televisión. En 1945, el genio del suspenso Alfred Hitchcock utilizó su peculiar sonido para la película “Spellbound”. El theremin también está presente en cintas como Ed Wood, Batman Forever o ¡Mars Attacks! También ha aparecido en series de televisión como Los Simpson y The Big Bang Theory.
Aunque en un principio se concibió como un instrumento de sala de conciertos o una novedad para actuar en el hogar, el sonido único del Theremin evocaba sonidos extraños y de otro mundo para una gran cantidad de películas de misterio, terror y ciencia ficción a lo largo de los años 40 y 50. Se convirtió en el sonido de referencia en el Cine y la Televisión para encuentros extraterrestres.
Poster de Spellbound (en Argentina, Cuéntame tu vida) película estadounidense de 1945 basada en la novela de 1927 The House of Dr. Edwardes, de Hilary St. George Saunders y John Palmer. La película fue dirigida por Alfred Hitchcock, y contó con Ingrid Bergman y Gregory Peck como actores principales.
Fuentes:
- https://www.victorestrada.com/2011/11/21/funcionamiento/
- https://www.bbc.com/mundo/vert-cul-55520447
- https://domuno.es/el-theremin-su-historia-y-conceptos-sobre-fisica-del-sonido/
- https://espacio.fundaciontelefonica.com/evento/theremin-el-instrumento-intocable/
- http://hlzr.net/articles/theremin/
- http://web.physics.ucsb.edu/~lecturedemonstrations/Composer/Pages/60.17.html
