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Sonido: 7 cosas que sí pero a la vez no sabías sobre el sonido

Resulta difícil describir con palabras lo que no se puede ver, si nos ceñimos a su nombre más técnico o científico, el sonido es una onda mecánica longitudinal. Pero eso, que a bote pronto suena a muermo duerme-plantas, además de tener mucho sentido puede intentar descomponerse en una serie de curiosidades con las cuales, espero, podamos aprender un poco más sobre el fenómeno de las ondas sonoras sin que nadie acabe roncando sobre el teclado o la pantalla de su smartphone. Vamos entonces con siete cosas que sí y no sabías sobre el sonido.

  • La primera tenía que ser la más obvia. Como seguramente ya sabías, el sonido necesita un medio material para desplazarse, por ende, no. No se transmite por el espacio. Así que, sí, Star Wars te mintió miserablemente. Los combates estelares y las Space operas en general serían cuanto menos poco espectaculares desde el punto de vista sonoro. Como decíamos, esto se debe precisamente a que se trata de una onda mecánica, es decir, precisa de un medio físico relativamente elástico por el cual propagarse y a través del cual transmitir las vibraciones. Si no fuese mecánica y no precisase de un medio, sería una onda electromagnética.
  • En cuanto a su segundo apellido, onda mecánica longitudinal, tiene fácil explicación: la onda coincide con la dirección en la que se propaga. Para entender esto de una forma mejor, podemos señalar que existen las ondas transversales, lo que supondría que su forma de propagación sería perpendicular a la vibración u onda.
Un ejemplo clásico de propagación de una onda sonora.

Un mito tan clásico como falsamente extendido muy a tenor con los puntos anteriores es entender que el sonido desplaza el aire, en realidad la presión sonora comprime y expande las partículas de aire y las utiliza como un mero «medio de transporte».

  • Para proseguir debemos entender, más bien repasar, que todo sonido tiene una serie de propiedades básicas: tono, timbre, duración e intensidad. El tono vendría a ser si un sonido es grave, medio o agudo. El timbre es esa variación en los armónicos responsable de que el mismo «do» no suene igual en un saxo que en una flauta. La duración se explica sola y la intensidad define si el sonido es fuerte o débil. Pues bien, más allá de eso, existen unas determinadas magnitudes con las que podemos medir el sonido como si fuera el hueco para la mesa de la cocina. La duración es sencilla, claro, en segundos, ¿Pero cómo sabemos si una onda pertenece al espectro de lo grave, agudo o medio? Lo sabremos por su tamaño, claro, las ondas más largas que podemos escuchar son de unos 17 metros, que corresponden a 20Hz. Esos 20Hz o ciclos por segundo nos dicen que la onda se completa 20 veces en un segundo. Otro ejemplo, en el caso del familiar pitido de 1000Hz de la ya obsoleta carta de ajuste, su onda tiene una longitud de 0.34 metros. Este cálculo no tiene más complicación que dividir la velocidad del sonido (340m/s) entre la frecuencia.
Como veis en el dibujo, las ondas más grandes pertenecen a sonidos más graves, mientras las más pequeñas, a sonidos más agudos.

  • Pero no todo es tan sencillo con las ondas, lo que veíamos en el apartado anterior mide y refleja tonos puros, es decir, ondas sinusoidales simples. Y la música, el habla o el mismo cantar de los pájaros son sonidos complejos formados por energía distribuida en un rango específico del espectro sonoro. En la imagen inferior podéis ver la captura de un analizador de espectro en tiempo real reflejando cuáles son las frecuencias que están sonando y con qué intensidad. Podéis ver que ese audio concreto tiene contenido con diferente intensidad que va desde los 20Hz hasta los 20Khz.
  • Quizá ya te hayas percatado de por qué esa oscilación entre 20Hz y 20KHz. Es básicamente porque ese es el rango audible por el ser humano en el mejor de los casos. La mayoría de la gente no suele llegar tan abajo como para oír los 20Hz (que de todos modos se sentirían mucho más que se escucharían) y con la edad vamos perdiendo agudos, de modo que si tienes cuarenta años es raro que tu audición sobrepase los 17Khz. No temas, no hay mucho que perderse allí arriba. Haz clic en el botón de play para abrir una web que he seleccionado y experimentar un poco con diferentes tonos puros. También podrás jugar no sólo con ondas sinusoidales, sino con ondas cuadradas y dientes de sierra.
  • El cuerpo humano es, por fortuna, un instrumento biológico de precisión. No obstante, en su impresionante refinamiento, nuestro sistema auditivo presenta algunas descompensaciones con respecto a las frecuencias que escuchamos. Digamos que el problema es que nuestro oído no es, por así decirlo, «plano», es decir, responde más favorablemente a unas frecuencias que a otras. Incluso uno de nuestros oídos puede escuchar mejor que el otro y todo esto puede estar sujeto a grandes cambios de persona a persona.

Lo que vemos en la gráfica son las famosas curvas de Fletcher-Munson, que llevan su nombre porque fueron los primeros en percibir que las personas somos menos sensibles a las frecuencias bajas que a las medias y altas. Esta es la razón por la que sólo escuchas el grave de tu música con vigor y cuerpo cuando la música está relativamente alta, mientras que cuando está bajita, apenas lo percibes. Podemos observar más directamente esta realidad si nos fijamos en que en el umbral de escucha, para poder percibir los 50Hz, tenemos que irnos a una intensidad de 60 dB. Por otro lado, para escuchar 1000Hz a penas haría falta casi nada de intensidad.

  • Era importante hablar de la audición humana para entrar en materia en lo que se refiere a la otra magnitud que nos queda acerca del sonido que vamos a tratar en este texto: la intensidad. Los decibelios, vaya. Y como es una familia grande la de los decibelios, vamos a resumir sólo los más relevantes para no hacernos la picha un lío y sacar algo en claro de todo esto.
    1. El que podríamos llamar más importante y el que se refiere a la presión sonora persé: dBSPL
    2. Los que hacen referencia al dominio eléctrico. Para quien no lo sepa, una vez el sonido sale del ámbito físico natural y atraviesa el diafragma de un micrófono, pasa a convertirse en corriente alterna: dBW (referencia a watios); dBu y dBv (referencia a voltios, el primero en ámbito profesional y el segundo en doméstico)
    3. Los dB ponderados, son los que hacen referencia a los sesgos de la audición. Existen varias ponderaciones pero la más usada es la ponderacón en A, los dBA.
    4. Hay todavía más tipos de decibelios, pero estes serían los más comunes.

Por desgracia, la complejidad no acaba ahí, aunque no me extenderé mucho más porque soy consciente de que no es bueno ni cómodo dormir sobre el teclado. Si has estado leyendo esto en un smartphone desde la cama boca arriba y se te ha caído de bruces en todo el morro… Temo decirte que deberías haberte puesto de lado pero aprovecho el sopetón para continuar. El caso es que los decibelios, que reciben su nombre del bendito de Graham Bell, como ya son bastante sencillos en todas sus formas, además, son logarítmicos en lugar de lineales.

Vamos, que los buenos de los dBs no se suman y restan así como si fueran peras o manzanas. Por simplificar podríamos asumir que añadir 6 dBs se perciben como el doble o disminuirlos como la mitad. Una forma de entender y aplicar esto en la práctica es ir a comprar una lavadora. Si tenemos tres lavadoras que generan 78dBs, 72dBs y 79dbs podemos entender que entre la de 78 y la de 79 dBs no va a haber mucha diferencia. Y es verdad, pero eso es sólo si ese 1dB tiene el mismo apellido o no pone nada. Porque si en una pusiera dBa y en otro dB estaríamos comparando decibelios ajustados a la audición humana con decibelios de presión sonora y nos estarían dando gato por liebre. Y en el caso de la de 79 y 72, bueno, aunque la diferencia es aparentemente muy poca sobre el papel, aplicando la norma de que sumar seis duplica la percepción… tú y tus vecinos dormiréis mucho mejor la siesta con la de 72.

Alfonso Rois Ramiro


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