Como funciona uma caixa de música: da manivela à melodia

Uma caixa de música toca sem eletricidade porque és tu que lhe dás a energia. Ao rodar a manivela ou a chave, tensas a mola, uma fita de aço enrolada. A mola quer soltar-se e, através de engrenagens, faz girar devagar o cilindro, onde estão espetados pequenos pinos. À frente do cilindro está o pente: uma placa de aço com uma fila de dentes finos. O pino levanta um dente e larga-o, o dente começa a vibrar e soa uma nota.

A melodia está, portanto, escrita nos pinos. A posição de um pino ao longo do cilindro decide que dente soa, e a posição na circunferência decide quando soa. A altura de cada nota vem do comprimento e da massa do dente, não da velocidade de rotação. Rodar mais depressa ou mais devagar não muda as notas, quando muito o andamento.

O que acontece entre rodar a manivela e a primeira nota

Entre rodar a manivela e a primeira nota, a energia passa por várias peças. Encontras cada uma delas tanto numa caixa de música antiga como no mecanismo de um kit, só que noutro tamanho.

1. Mola. A manivela ou a chave dão-lhe corda através de um trinco. O trinco é um dentinho que só deixa passar o movimento num sentido, por isso ao dar corda ouves estalidos e a mola não se desenrola sozinha.
2. Transmissão. A mola não faz girar o cilindro diretamente. Entre ela e o cilindro há engrenagens que repartem o movimento para que o cilindro gire devagar e uma melodia dure dezenas de segundos.
3. Cilindro com pinos. Ao girar, os pinos vão tocando um a um nos dentes do pente. O pino levanta um dente, o dente escorrega dele e volta para trás.
4. Pente. Cada dente é como um pequeno diapasão: depois de solto vibra à sua própria velocidade e é isso que ouves como nota. A vibração passa pelo pente para a base e para a caixa, que amplificam o som.
5. Regulador. É uma pequena ventoinha de duas pás que, através da transmissão, gira muito mais depressa do que o cilindro. Quanto mais depressa gira, mais o ar a trava, e assim mantém o andamento da melodia.

Sem regulador, a mola tensa soltar-se-ia de uma vez. O cilindro dispararia, os pinos bateriam nos dentes em vez de os dedilharem com suavidade e a melodia fundir-se-ia num curto som metálico. Por isso a caixa de música para também quando a ventoinha para: toda a transmissão está ligada e nada se mexe sozinho.

O que decide que melodia se ouve

Duas coisas decidem a melodia: os pinos no cilindro e a afinação do pente. O cilindro é algo como uma partitura enrolada em círculo. Ao longo do cilindro está a altura da nota, porque cada posição fica em frente a um dente. Na circunferência está o tempo: pinos próximos significam notas rápidas, um intervalo maior uma pausa mais longa. Uma volta do cilindro costuma tocar a melodia inteira e depois começa de novo.

O pente decide que notas podem soar. Os dentes compridos vibram mais devagar e soam graves, os curtos vibram mais depressa e soam agudos. Para as notas mais graves o dente teria de ser comprido demais, por isso fixa-se por baixo da sua ponta um pequeno peso de chumbo que abranda a vibração. O número de dentes é também o número de notas que a caixa consegue tocar: um mecanismo pequeno com 18 dentes toca uma melodia simples sem acordes, mecanismos maiores com mais dentes conseguem também um acompanhamento.

O pente não foi o início da música mecânica. Cilindros com pinos já acionavam mecanismos musicais com sinos há séculos. Em 1796, o relojoeiro Antoine Favre-Salomon, de Genebra, substituiu a fila de sinos por um pente de aço, e assim a música coube numa pequena caixa. No final do século XIX surgiram caixas com discos metálicos intercambiáveis, de modo que uma só caixa podia tocar muitas melodias. Mais tarde foram substituídas pelo gramofone, que não grava a música em pinos mas num sulco; como a agulha o lê, explica-o o artigo Gira-discos: como a agulha transforma os sulcos em música.

Porque a melodia soa diferente quando rodas mais devagar ou mais depressa

A altura das notas não muda nem ao rodar mais devagar nem mais depressa. Cada dente vibra sempre à mesma velocidade, dada pelo seu comprimento e massa. Muda apenas a rapidez com que as notas se sucedem, ou seja, o andamento. A melodia soa então arrastada ou apressada, embora continue a tocar as mesmas notas. O que acontece exatamente depende de como a manivela está ligada ao mecanismo:

• A manivela dá corda à mola. Rodando mais depressa só dás corda à mola mais cedo. Depois o regulador mantém o andamento, por isso a melodia toca igual, seja qual for a rapidez com que rodaste.
• A manivela faz girar o cilindro diretamente, sem mola nem regulador. Então é a tua mão que define o andamento: rodar devagar estica a melodia, rodar depressa acelera-a.
• A mola vai perdendo força. Uma mola com toda a corda empurra com mais força e, ao soltar-se, com menos. O regulador reduz esta diferença, mas no fim da corda a melodia pode tocar um pouco mais devagar do que no início.

Com um andamento muito lento vais reparar em mais uma coisa. Depois de dedilhado, o som de um dente vai-se apagando. Quando o pino seguinte chega tarde, a nota anterior já se calou e a melodia parece entrecortada. Quando uma caixa de mola de repente toca mais devagar do que devia, a causa é mais vezes o atrito na transmissão do que uma mola fraca.

O que observar na maquete: cilindro, pente e transmissão

Uma maquete de caixa de música em madeira tem normalmente o mecanismo musical como peça separada já montada, que colocas na maquete segundo as instruções. As peças de madeira à volta transmitem o movimento a figuras ou a outros elementos móveis. As partes do mecanismo que vês e o que se mexe enquanto toca variam de maquete para maquete, por isso segue em cada passo as instruções da tua maquete. Na maquete acabada, repara nestes pontos:

• Chave ou manivela. Roda-a devagar e observa a resistência. Se a resistência aumenta e ao largar ouves o trinco a estalar, estás a dar corda a uma mola e quem decide o andamento é o regulador. Se o mecanismo só toca enquanto rodas, o andamento controlas tu.
• Cilindro e pente. Se o mecanismo estiver à vista, olha de lado para o ponto onde os pinos se encontram com os dentes. Nas notas graves levantam-se os dentes compridos numa ponta do pente, nas agudas os curtos na outra.
• Regulador. Procura um pequeno rotor ou ventoinha que, enquanto toca, gira mais depressa do que tudo o resto. Não o pares com o dedo nem com uma ferramenta: com ele para o mecanismo inteiro e as pás são finas.
• Transmissão para as figuras. Segue as engrenagens que, a partir do mesmo movimento, fazem girar uma figura ou outra peça móvel. Se a melodia toca mas a figura está parada, uma roda não está engrenada. Vê nas instruções que rodas devem encaixar umas nas outras antes de empurrares à força.

Se o mecanismo prende ou para devagar enquanto toca, não procures primeiro a falha no mecanismo musical. O mais comum é roçarem as rodas ou os eixos de madeira à sua volta. Como encontrar esse ponto explica-o o artigo Mecanismo a prender: como encontrar o atrito e eliminá-lo.

Maquetes com mecanismo musical para montar

Perguntas frequentes