Estudio de las "pastillas" y su influencia en el sonido de la guitarra eléctrica

La electrónica juega un papel primordial para que las vibraciones que se forman en la cuerda, moldeadas por su cuerpo, sean recogidas con todo su esplendor, definición y con la mayor precisión posible, para obtener en salida del jack una señal que al ser recogida por el amplificador, nos lleve todo el potencial que el instrumento puede entregar.

De nada nos sirve gastar 10.000 euros en una madera de secuoya de 5000 años, con una tapa de arce flameado de 57Aes, además de los los mas refinados y exquisitos accesorios, si al final al pretender, ahorrarnos muy poco dinero, optamos por un condensador, potenciómetros, cables, pastillas, etc., de poca calidad. Ese detalle simple y absurdo, echaría por tierra todo lo que buscamos en una guitarra por muy bien construida que esté.

Como es obvio el primer peldaño en este estudio es el estudio de las pastillas. En todo momento y por todas partes vemos discusiones de todo tipo entre los guitarristas, indicando las ventajas y desventajas entre las distintas marcas y modelos lo cual para alguien que no tenga los suficientes conocimientos puede resultar un poco complicado que entienda la dinámica y relación que puede tener este sencillo y singular dispositivo. Cada uno da sus opiniones en favor o en contra, y todos tienen razón en sus argumentos, ya que se fían de su oído para el análisis que hacen, pero la mayoría sin sospechar que las distintas frecuencias que obtienen con determinada pastilla, están sujetas a múltiples detalles que varían su forma de recoger la información, y el resultado final que entrega el instrumento.

¿Que es una pastilla?:

Básica y elementalmente es un dispositivo eléctrico que modifica en forma de corriente alterna las vibraciones de una cuerda. Se dividen en dos grupos. Electromagnéticas, que se encargan de recoger las vibraciones de las cuerdas metálicas con propiedades magnéticas básicamente de acero, níquel, formadas sencillamente por piezas polares magnetizadas alrededor de las cuales gira un alambre de cobre aislado llamado bobina. Luego están los piezoeléctricos, que recogen las vibraciones de las cuerdas que son o no atraídas por los imanes como el caso del bronce o nylon, que no voy a tratar en este artículo.

¿Cómo funciona?:

A diferencia de un micrófono, que no es mas que una membrana que vibra con las ondas de sonido, y esta a su vez mueve una bobina creando impulsos eléctricos alrededor de un imán, en las pastillas ocurre lo mismo, pero de forma distinta. Su dinámica aunque en esencia es igual, en la práctica es muy distinta… Con las cuerdas en reposo muchos piensan que las pastillas no están “trabajando”, pero están igual de activas que cuando hacemos un acorde, el silencio ocurre ya que el flujo magnético a través de la bobina es constante. Cuantas encendemos el amplificador y esperando a que se caliente, tenemos la guitarra colgada y sin accionar ninguna cuerda, esta comienza a sonar sola, y cada vez se incrementa mas el sonido, hasta que ponemos una mano encima y se hace el silencio. Esto se produce por retroalimentación del mismo sonido que produce la guitarra que a medida que se “autoescucha” va recogiendo la vibración que producen los altavoces completando un ciclo que se incrementa a irse añadiendo uno mas.  Este fenómeno es conocido como retroalimentación. Cuando ponemos la mano cortamos toda la vibración en la cuerda y aunque podemos mover las cuerdas con la mano, no es suficiente como para generar una corriente alterna que pueda recoger nuestro amplificador.

Cuando hacemos vibrar la cuerda, creamos una diferencia de voltaje que la pastilla recoge y transforma en impulsos eléctricos de forma alternada dependiendo si se aleja o acerca al imán, ya que dependiendo de la dirección del movimiento, esta cambia de uno a otro sentido creando una alternancia en el flujo eléctrico. Este es el fenómeno o efecto por el cual la pieza polar recoge la vibración de la cuerda. Cuando esta se aleja o se acerca a la pieza imantada, o pieza polar como la llamaremos a partir de ahora. Una pastilla es un mecanismo muy simple que solo recoge variaciones del campo magnético y no de aire como piensan algunos. Los movimientos paralelos a la pastilla no crean impulsos electromagnéticos, ya que no generan variaciones de ningún tipo, de ahí la importancia de tener bien ajustada la altura de las pastillas para obtener el rango de sonidos que nos interesa.

Esta altura afecta de forma sustancial la ganancia en la salida de la señal eléctrica. Si están demasiado lejos las pastillas captaran de forma muy débil la vibración de la cuerda y el sonido tendrá poco volumen y presencia, pero a medida que nos acercamos a las cuerdas encontramos un tono suave, cristalino y limpio. Este se ira incrementando y ganando cuerpo. A medida que reducimos cada vez mas la distancia con las cuerdas el sonido comienza a tener mas pegada, contundencia muy apropiado para tipo hard rock o heavy, pero todo tiene un límite, ya que después de cierta altura, se pierden propiedades importantes por la proximidad de las cuerdas a las piezas polares. Una de estas consecuencias es la interferencia magnética del imán sobre la cuerda, que impide que esta vibre libremente, acortando armónicos, frecuencias importantes y la consiguiente pérdida de sustain debido a que ejerce un efecto amortiguador sobre la cuerda y por consiguiente hace que la vibración disminuya rápidamente.  Recuerden siempre que nuestro oído es el que indica la pauta y el límite que debemos alcanzar. Aquí tienen entonces el primer detalle por el cual una pastilla falla en una guitarra. Es tan sencillo como tener a punto el ajuste de su altura con respecto a las cuerdas. Por otra parte no todos usamos la misma altura en una pastilla, ya que depende del tipo de música que interpretamos y la forma de atacar las cuerdas,

Las pastillas son muy variadas y existen infinidad de modelos dependiendo de la necesidad de cada caso.

En primer lugar tenemos las pastillas de una sola bobina o singlecoil. Su construcción es muy elemental, y no es mas que la disposición de un imán debajo de cada cuerda para recoger la vibración de la misma, que puede ser de distintas aleaciones. Mientras menos potencia tenga el imán menor será su capacidad de captar la vibración y frecuencias entregando una menor corriente alterna. Los hay puramente de acero que serian los mas sencillos y con los que se hicieron las primeras pastillas. Luego las aleaciones de Alnico en sus distintos grados sustituyeron a estos primitivos imanes por sus grandes propiedades para captar frecuencias importantes y por funcionamiento Con ellos es posible una paleta muy amplia de sonidos desde limpios hasta saturados. En la siguiente generación llegaron los cerámicos de mayor potencia mas orientados hacia sonidos distorsionados porque entregan mayor cantidad de corriente al amplificador permitiendo saturar antes sus componentes electrónicos. En todos ellos se sigue el mismo principio al enrollar un alambre de cobre esmaltado formando lo que se llama la bobina.

Esta bobina dependiendo del sonido que queremos tendrá un número determinado de vueltas, espesor de alambre, altura y ancho. Un detalle importante es que siempre hablamos del positivo y negativo de una pastilla, y esto no existe en una bobina. En realidad lo que existe es un principio en donde se comienza a embobinar o enrollar el alambre y un fin que es donde terminamos la ultima vuelta.

En la siguiente foto se puede observar la construcción elemental de una pastilla.

Todas obedecen el mismo principio independientemente de como estén dispuestos los imanes o como se utilicen. El variar estos factores sumado a otros mas harán que cada pastilla entregue una paleta de sonidos específica, pero eso lo veremos con mas detalle mas adelante. En el caso anterior son seis barras imantadas, cada una independiente y orientadas en el mismo sentido magnético.

En la foto inferior obtenemos una variable, en donde las piezas polares transmiten el efecto imán a través de las piezas polares, colocándolas encima de una barra imantada.

Otra variable de la bobina anterior, en donde se instalan dos barras imantadas. Este es el esquema de una P-90, pastilla muy famosa de la casa Gibson por ser una single, pero muy vitaminada y con garra.

Esta que vemos a continuación es una barra imantada continua llamada “Rail”, que permite en todo momento tener exactamente el imán debajo de la cuerda, que permite recoger de forma uniforme las vibraciones.

Todas estas variaciones son importantes ya que aunque todas son de bobina sencilla y cada una recoge determinadas vibraciones y entrega un sonido distinto, dependiendo de lo que se busque, obtendremos sonidos apropiados para Jazz, Blues, Metal, Death etc.. Influyendo también la disposición de sus imanes además de su composición, forma, etc..

Pero todas las anteriores tienen una característica peculiar si se le puede llamar así. Estas pastillas sencillas, son sensibles a las oscilaciones de la cuerda de acero que esta sobre sus piezas polares, pero también son sensibles a los campos magnéticos generados por los transformadores, lámparas fluorescentes, y otras fuentes de interferencias, recogiendo el famoso ¡Hummmm! de esas fuentes…

En el año 1955 el señor Seth Lover que trabajaba en aquel entonces para Gibson como diseñador de amplificadores, dio con una formula sencilla para eliminar el famoso “Hummm” que recogía la pastilla de bobina sencilla, conectando dos de estas en serie pero cambiando el bobinado de una de estas poniéndola fuera de fase con la otra con lo que anulaba el efecto de recolección de interferencias, en otras palabras, una bobina esta envuelta en sentido inverso a la otra anulando las interferencias a la que bautizó “Humbucker” y serian mas conocidas como PAF (“PATENT APPLIED FOR”) por la pegatina puesta en el reverso de la pastilla

Hasta que el 28 de julio de 1959 le otorgaron la patente con el numero que se conoce actualmente.

Para entenderlo mejor, imaginen a dos trenes en la misma via pero en dirección contraria uno alejándose del otro pero unidos por una cuerda, y cada uno con el mismo peso y energía. Cuando  intentan avanzar, no se mueven a pesar de estar al máximo de su capacidad se anulan sus capacidades de desplazamiento. Lo mismo pasa con las bobinas, al estar una contra otra, están efectivamente opuestas a estas señales externas y comunes para ambas anulándose, pero no a las vibraciones de las cuerdas, ya que para el el fenómeno no ocurra en su totalidad, la bobina secundaria esta hecha sin cambiar la orientación de las piezas polares con respecto al bobinado, con lo que ambas bobinas tienen orientadas estas piezas magnéticas de forma idéntica. Ese diferencial hace que la bobina solo tome la vibración de la cuerda sin ruidos.

La disposición de los imanes, al igual que en las single coil, es diferente para diferentes pastillas. Algunos tipos tienen las piezas polares en forma de barra cilíndrica que atraviesan la bobina de arriba abajo y otras tienen una barra imantada en su base la cual esta en contacto con tornillos que transmiten esta propiedad a través de la bobina. En muchos casos, estos núcleos imantados son tornillos, de modo que las diferencias de nivel entre las piezas polares pueden variar su altura optimizando su recepción. Su presentación es diversa, pero resaltan sobre todo las de  cubierta de metal que encierra todo el conjunto para proteger la bobinas de golpes e interferencias, las que tienen una cubierta de plástico pero no protegen contra las interferencias electromagnéticas, y por ultimo las mas usuales que únicamente tienen sólo cinta de aislar para proteger el cable.

En las siguientes fotos represento esquemáticamente cada una de las pastillas de doble bobina, ya que su construcción difiere con la realidad, pero es mas que todo para entender un poco la esencia de las mismas.

En vista del éxito, se han sacado al mercado combinaciones que permiten instalar humbuckers en espacios para single coil, y a su vez, utilizar características de las singles en las humbuckers tradicionales.

Stacked humbucker, que no es mas que una pastilla en formato single pero con doble bobina para que actúe como una humbucker

Split pickups: son en realidad dos pastillas single coil que forman una humbucker ya que se reparten las bobinas en cada mitad de los imanes dispuestas de forma individual. Cada media pastilla se encarga de la mitad de las cuerdas y ambas están conectadas fuera de fase, de esta manera hacen las funciones de una humbucker pero manteniendo el típico sonido de una single coil.

Z Coil, que no es mas que la misma pastilla anterior, pero desplazando hacia los agudos las piezas polares de las cuerdas 1, 2 y 3

Como se puede ver existe una variedad casi infinita de posibilidades, pero no hay nada absoluto. Como dije antes la distancia de la cuerda a la pastilla, es un ajuste fundamental en el sonido final de una guitarra.

Hay fórmulas preestablecidas pero no son leyes que hay que seguir al pie de la letra. Pisando la cuerda en el ultimo traste debe haber una altura entre dos y tres milímetros, y siempre la distancia será mayor en la sexta cuerda que en la primera.

En algunas pastillas existe la posibilidad de ajustar individualmente la pieza polar de cada pastilla, pero esto es un arma de doble filo ya que al querer realzar el sonido de una cuerda, podemos desestabilizar la armonía total de la pastilla. Yo por ejemplo solo utilizo ese recurso, cuando instalo una pastilla que viene de origen con un radio diferente al diapasón, y procuro que las piezas polares se ajusten estrictamente a ese radio, pero si la pastilla es la original de la guitarra no las toco ya que vienen perfectamente ajustadas de fábrica. En este caso solo ajusto la altura de la pastilla entera. Otro aspecto interesante es que tratándose de pastillas de doble bobina, tratar que sus piezas polares estén todas a la misma altura, ya que al haber diferencia entre una bobina y la otra, registramos de forma distinta las frecuencias que arrojan las cuerdas. Una pastilla inclinada no captará efectivamente el sonido, sobretodo en las de doble bobina, ya que cada bobina recoge una señal distinta de la cuerda, y el efecto de cancelación de ruido puede verse afectado.

Un truquillo muy efectivo para las pastillas, sobretodo para las humbuckers, es el poner o bien un trozo de gomaespuma debajo de la misma, o dos topes de goma anchos debajo de cada pastilla una vez establecida la altura ideal. Esto garantiza que todas las piezas polares estén a la misma altura.

Bien, después de esta introducción para aclarar conceptos, ahora voy a profundizar un poco mas en este tema y tratar el aspecto electromagnético. Al vibrar la cuerda como ya he dicho, se crea una diferencia de potencial. Esa diferencia de potencial es la que hace el sonido. Voy a explicar un poco esto. Una cuerda que vibra produce una corriente alterna en la frecuencia de vibración, en donde la tensión es proporcional a la velocidad de movimiento de las cuerdas (no de su amplitud). Además, depende de la tensión de la cuerda del grosor y la permeabilidad magnética, el campo magnético, y la distancia entre el polo magnético y de la cuerda.

Hay tantas pastillas en el mercado que es difícil obtener una visión general completa. Además de las pastillas que ya vienen instaladas de origen un instrumento, que son o bien fabricadas por ellos mismos o hechas por compañías dedicadas a ello, pero con sus especificaciones particulares, la sustitución de las pastillas es un mundo tan complejo por la cantidad de marcas y modelos que fabrican tanto constructores de guitarras como fabricantes exclusivos de pastillas que están también disponibles, que resulta una verdadera proeza encontrar la pastilla adecuada al oído de cada persona. Cada pastilla produce un sonido propio. Unas pueden tender a un sonido agresivo y contundente de gran de calidad, otras hacia un tono mas cálido y suave, otras con mucha ganancia, etc. Para ser más exactos: una pastilla no “tiene” un sonido definido, si no que cada una tiene una “características particular de captación y transferencia de las distintas frecuencias”. Capta materialmente la vibración producida un una determinada guitarra, ya que la misma pastilla montada en distintas guitarras suenan distinto, por otra parte la mejor pastilla del mundo es totalmente inútil si donde va montada no reúne las características mínimas para ella. Es un gran error montar pastillas costosas y de calidad en guitarras que tienen maderas y componentes de baja calidad, ya que nunca se podrá exprimir todo el potencial de las mismas. Claro que siempre mejorara la respuesta, pero se quedan cortas con el verdadero resultado que darían en un mueble adecuado.

El reemplazar una pastilla o pastillas permite al guitarrista ajustar el sonido a sus necesidades sin cambiar de instrumento, dentro de los límites que puede dar, dependiendo de su calidad, maderas, cuerdas, ajustes, etc. Existe una gama amplísima en donde una de las variables mas importantes son los diferentes niveles de salida Cuando instalamos pastillas de alta salida o “High output”, conseguimos saturar las etapas de los amplis de forma mas fácil para conseguir distorsiones adecuadas, mientras que las pastillas de baja salida o “low output”, ejercen el efecto contrario, entregando un sonido mucho mas limpio y cristalino. Esto lo hace la pastilla, variando la respuesta de salida en voltios. Este voltaje en la mayoría de las pastillas oscila entre los 100mv y 1v

Es muy sencillo hacer un estudio de las pastillas que se necesitan, ya que a diferencia de otros dispositivos, una vez ajustada, su función no depende de ningún movimiento o agente externo como por ejemplo un altavoz. Solo depende del cambio en el flujo magnético que producen las cuerdas al vibrar y como es obvio, este fenómeno, al ser un efecto magnético carece totalmente de masa.

Aun cuando la respuesta de las frecuencias de una pastilla no es totalmente lineal, se acerca mucho ya que no tiene las características extremas de otros dispositivos parecidos como los altavoces que pueden tener adyacentes a las señales picos y otras respuestas de frecuencias a la par de la principal, haciendo posible reflejar con una sencilla formula matemática la respuesta de cada modelo.

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