Características de los sonidos.

En el siguiente oscilograma podemos ver reunidas todas las características de los sonidos que antes vimos con más detenimiento. Todas ellas son representadas en las diferentes formas y amplitudes de las ondas durante un breve espacio de tiempo.

Aparte de las características de los sonidos que hemos visto en entradas anteriores, existen otros factores adicionales que contribuyen a la modificación de los sonidos.

Estas variaciones se producen de forma natural, como por ejemplo... el eco que se produce entre las montañas o adentro de las cuevas cuando hablamos de forma natural. Pero el hombre, también las imita mediante efectos de sonido, procesadores de señal, sintetizadores, samplers y un variado surtido de programas informáticos especializados en producción de sonido.

Más adelante analizaré con mucho más detalle todo este tipo de procesadores de señal, pues es un tema

Difracción del sonido.

La difracción del sonido es debida al principio de Huygens. Este principio dice que cualquier punto en un frente de onda de sonido puede convertirse en un nuevo punto emisor de otro frente de ondas.

Debido a ello, cuando una onda sonora es interrumpida por una pared u objeto, esos mismos obstáculos se convierten a su vez en emisores de la onda, facilitando así su propagación.

La difracción del sonido se produce de dos formas distintas:

Refracción del sonido.

La refracción del sonido se produce cuando el sonido sigue su camino a través de un medio distinto al que tenía antes.

Por ejemplo: cuando está en el aire y penetra en el agua o al revés. En la siguiente ilustración trato de explicarlo para que se entienda mejor el concepto.

Como podemos ver en este dibujo, la linea roja y de trazo discontinuo representa la trayectoria teórica del sonido. Digo teórica porque, cuando el sonido atraviesa el agua del mar la trayectoria real se convierte en la trayectoria de la linea azul. Y en esto consiste la refracción del sonido.

Este cambio se debe, a que el aire y el agua poseen densidades y temperaturas distintas, las cuales...  hacen que la onda de sonido cambie su ángulo de dirección respecto al que tenía en el aire.

Pero la trayectoria del sonido...

Reflexión del sonido.

La reflexión del sonido se produce cuando una onda de sonido roza o choca con cualquier objeto físico. La reflexión del sonido actúa de forma parecida a la luz, con lo que el angulo de rebote de salida del sonido es igual al ángulo de entrada si la superficie de rebote es lisa.

Como podemos ver en la ilustración el angulo (en color azul) de salida es el mismo que el de la entrada al rebotar en una pared.

El ángulo de color negro actúa de la misma forma. La reflexión del sonido hace que oigamos la música de forma distinta, pues debido a la distinta composición de la superficie reflectante una frecuencias serán más reflejadas que otras produciendo retardos y ecos en la señal que hacen cambiar la forma original de la señal acústica.

Para evitar este efecto se suelen añadir a las salas paneles absorbentes del sonido para neutralizar  o disminuir estos molestos ecos o retardos.

Direccionalidad del sonido.

Los sonidos de baja frecuencia tienden a propagarse en todas las direcciones (de frente, hacia detrás, lateralmente, hacia arriba o hacia abajo), pero cuando va aumentando la frecuencia del sonido su direccionalidad se va reduciendo notablemente, llegando casi a percibirse solo frontalmente en la dirección del altavoz emisor.

Por esta razón... los tweeters o “altavoces para agudos” suelen estar provistos de difusores o bien se diseñan en cajas acústicas con el frontal en curva, o en diferentes ángulos para que puedan difundirse adecuadamente los sonidos o la música por toda la zona que interese cubrir.

Intensidad del sonido. Decibelios o dB.

El decibelio o dB como se escribe... es la décima parte del “Belio” y es la unidad de medida que se utiliza para medir los valores de potencia o de ruido. Aunque se suele referirse a el como una medida absoluta, en realidad se refiere a la comparación de dos medidas distintas.

El decibelio o dB es una medida logarítmica y nunca una medida de forma lineal. La razón de esto es que el oído humano capta los sonidos o ruidos de una forma muy aproximada a la escala logarítmica. Nuestro oído no puede saber con exactitud la medida en dB de un sonido

Voy a explicar con un ejemplo lo que en realidad se mide con los dB. Para empezar diré que podríamos establecer el silencio para un oído humano en 0 dB, si aumentamos en 10 dB ese sonido nuestro oído percibirá ese sonido, pero le será imposible saber la magnitud en dB que tiene ese sonido puesto que solo tenía como referencia el silencio, o sea 0dB.

Si después de haber emitido un sonido de 10 dB emitimos un sonido de 20 dB nuestro oído lo percibirá como un sonido el doble de fuerte, cuando en realidad, el aumento real de la potencia de ese sonido es de...

Timbre del sonido.

El timbre del sonido se basa en la forma de los hercios o ciclos de una frecuencia. Ver la figura 2.

Solo están representadas en el gráfico de la figura 2 las formas de ondas más básicas. Es imposible representarlas todas las que existen o que se pueden formar de forma natural o artificial.

Este tipo de ondas básicas las suelen incluir los sintetizadores y los samplers para formar sonidos con ellas. El timbre del sonido es el que determina la personalidad de la  voz o de los instrumentos en gran parte. Junto a las envolventes y su duración.

Las frecuencias o altura del sonido.

Básicamente, y para todos los artículos dedicados al sonido profesional me voy a concentrar más adelante en 1 banda de frecuencias o alturas de sonido. Pero para que tengais una idea más completa voy a explicaros las 3 principales bandas de frecuencia.

Lo primero que debemos de saber es que nuestros oídos están diseñados para captar las frecuencias de entre 20 a 20000 Hz que son las que solemos llamar frecuencias auditivas o audibles para las personas.

Este rango de frecuencias audibles es un rango puramente teórico, ya que en la práctica se va reduciendo por diversos factores como la edad, las enfermedades o el desgaste producido por escuchar ruidos o música a un volumen muy alto durante bastante tiempo. Los cascos o auriculares suelen ser últimamente el factor que más nos perjudica, pues los utilizamos a volumen muy alto y durante muchas horas seguidas con lo que vamos perdiendo capacidad auditiva de forma muy rápida.

Por debajo de los 20 Hz están los infrasonidos, que no se oyen pero que se pueden percibir como vibraciones a través del cuerpo. Un ejemplo claro suelen ser los sistemas de subwoofers instalados en las discotecas, que aunque suelen emplearse para frecuencias de entre 20 y 80 Hz.  Hay algunos que son capaces de reproducir frecuencias infrasónicas hasta los 5 Hz.

Hz, Hercio o ciclo por segundo

Como dije antes, los sonidos son ondas de constitución física y por lo tanto todas las ondas tienen una frecuencia o multitud de ellas mezcladas en el tiempo.

Pero antes, voy a tratar de explicar a través de la siguiente ilustración lo que es un Hz, hercio o ciclo por segundo.

El elemento mas pequeño de una frecuencia es el hercio, que se escribe Hz. También se le conoce por ciclo. Cuando nos referimos a una frecuencia entendemos que esa frecuencia se extiende a lo largo de 1 segundo de tiempo. Por ejemplo... si decimos que un sonido tiene 1000 Hz se entiende que un altavoz para reproducirlo tendrá que hacer los movimientos que describo en la ilustración de abajo 1000 veces en 1 segundo. Para este gráfico e utilizado una onda sinusoidal pura, para que se pueda ver más claro el concepto.

Características del sonido.

Las características del sonido son 4 que son: la frecuencia, el timbre, el volumen o intensidad del sonido, y por último... su duración en el tiempo.

Estas características del sonido forman una determinada estructura que los hace más o menos reconocibles. Si por ejemplo... oímos en una grabación el correr del agua de un río o las olas del mar podemos decir claramente que es un río o un mar, pero sería muy difícil o imposible saber a que río o mar en concreto pertenece ese sonido de la grabación.

Sin embargo... si en esa grabación esta la voz de una persona conocida, no solo sabemos que ese sonido pertenece a una voz humana sino que además... seremos capaces de diferenciarla de entre otros miles o millones de personas, pues cada persona  tiene unos rasgos tan personales que la hace reconocible de inmediato. Lo mismo nos pasa con los instrumentos musicales, que gracias a  las características del sonido de ese instrumento nos permite distinguir entre una guitarra un piano o una batería.

A continuación voy a describir cada elemento por separado.

Teoría del sonido

El sonido es una vibración física o mecánica en forma de onda. El sonido viaja por el aire a una velocidad de 340 m/s a una temperatura de 15º C a la altitud del mar.  Al variar la temperatura y la altitud varía también su velocidad.

Los sonidos que se propagan a través de los líquidos y de los sólidos cambian su velocidad, haciéndose más elevada cuanto más denso sea el medio de propagación. El sonido necesita una atmósfera para propagarse. Por eso, si colocamos un altavoz reproduciendo música en una caja al vacío no escucharemos nada.

Solemos entender generalmente por sonido cualquier vibración que percibamos con nuestros oídos. Estas vibraciones las producen los fenómenos atmosféricos, la naturaleza, los animales, las personas y son el resultado de golpes o frotaciones de un elemento con otro.