FUNDAMENTOS DEL SONIDO EN EL ÁMBITO MUSICAL
Introducción
Prácticamente desde que nacemos empezamos a escuchar y percibir sonidos por nuestros oídos.
Todos esos sonidos que escuchamos y que se se registran en nuestra memoria cerebral,que como símil, podemos decir que actúa como almacenamiento de datos en nuestro disco duro, nos van a servir en épocas futuras y no tan futuras para relacionar, constatar, identificar, reagrupar… esas ondas audibles registradas.
En algunos casos la percepción de estos será subjetiva y en otros objetiva, como por ejemplo, identificar una frecuencia de 440 hz en un espectrograma de frecuencias con exactitud a partir de un tipo de onda pura inicial.
*Tonmeisters
La figura del tonmeister, palabra de origen alemán, define a la persona que tiene conocimientos musicales, artísticos, técnicos, ingeniería, grabación.. dentro de un ámbito musical.
Sus funciones principales son las del conocimiento del artista, asesoramiento creativo-técnico y gestión del grupo de personas implicadas en el proyecto y/o trabajo final. Sus áreas de trabajo van desde la radio, tv, teatro, grabación…
¿QUE ES EL SONIDO?
Desde un punto de vista sensorial el sonido, es la percepción, sensación o experimentación de nuestro oído reaccionando a una serie de vibraciones emitidas. Por otro lado, desde la física, podemos definir este concepto con mayor objetividad y exactitud, como una onda que se propaga por un medio, generalmente en el aire, provocando cambios y movimientos mínimos de las partículas integradas en ese mismo medio, formando zonas de mayor y menor presión (1). Por la tanto la onda sonora no transporta partículas si no energía sonora.
Para entender y desarrollar de una manera más específica, objetiva y concreta, dividiremos los fundamentos del sonido en dos partes principalmente.
1.Características de las ondas sonoras
2.Características del sonido
ONDAS SONORAS
A continuación definiremos los conceptos básicos y características fundamentales (2) de las ondas sonoras, así como algunos conceptos físicos.
Longitud de onda, amplitud, período, frecuencia y velocidad.
Longitud de onda
La longitud de onda (3) es la distancia física entre dos puntos a partir de los cuales la onda se vuelve a repetir.
*Conceptos de Compresión (zonas de alta presión o agrupación de moléculas-partículas) y Rarefacción (zonas de baja presión o distanciamiento entre moléculas).
El largo de onda sonora de interés en el ámbito de grabación sonoro oscila entre+-10 m para frecuencias graves hasta 2 cm para frecuencias agudas audibles.
*El período de tiempo(4) de una onda sonora, se define como el tiempo requerido para un ciclo completo.
Frecuencia
La frecuencia es definida como la cantidad de veces que un suceso ocurre en un segundo de tiempo.
Por lo tanto, en sonido, es referido a la cantidad de ciclos que completa la onda en un segundo.
Cada vez que la onda regresa al mismo valor de amplitud, luego de haber pasado por valores positivos y negativos, decimos que ha completado un ciclo(5).
Frecuencia y período.Cuanto mayor es la frecuencia menor es el período. F=1/T
Velocidad
Se define, como la velocidad del movimiento de las partículas del medio en el que surja o emita la fuente sonora.
En el ámbito normalizado musical diríamos que es la velocidad del movimiento de las partículas del aire, por lo tanto, dos factores que influyen son la humedad y principalmente la temperatura. Cuanto mayor es la temperatura del aire, mayor es la propagación.
Como fórmula empírica vamos a utilizar:
V = 331,6+0,6+t (tª) m/s
*Impedancia acústica: Es la resistencia que un medio opone a las ondas propagadas en él. Se basa en la relación de la presión sonora y velocidad del sonido.
Amplitud
En música el concepto de amplitud lo utilizamos refiriéndonos a la distancia de onda desde su posición inicial a su punto o altura máxima alcanzada.
Tipos y Formas de ondas sonoras
Como nos interesa definir los tipos de onda sonoras desde un punto de vista musical, vamos a a tener en cuenta la dirección de las vibraciones de las ondas, por lo que las dividiremos en ondas longitudinales (partículas que se mueven en la misma dirección de propagación) y ondas transversales (partículas que se mueven perpendicularmente a la dirección de propagación) .
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En cuanto a los tipos de forma de onda, que se pueden ver en oscilador, podemos encontrar cuatro principalmente:
1. Ondas sinusoidales
Aquellas en las que solo esta representada una sola frecuencia fundamental pura. El sonido obtenido es más apagado que el de las otras formas de onda.
2. Ondas triangulares
Son muy parecidas a las sinusoidales aunque en esta ocasión contienen armónicos impares, obteniendo un sonido más brillante.
3. Ondas cuadradas
Son ondas muy extremas,parecidas a las triangulares, mismo contenido de armónicos impares, aunque con ataque más rápido.
4.Ondas de diente de sierra
Esta forma de onda exhibe el aumento lineal de la forma triangular con la fuerte caída de la forma de onda cuadrada.Es muy rica en armónicos, ya que incluye armónicos pares e impares
*Concepto de fase
La fase de un sonido se denomina al punto,en el cual, se encuentra una onda en la línea de tiempo aunque siempre se va a medir por angulación de la misma. Este parámetro se va a utilizar para diferenciar y definir retardos de unas frecuencias respecto a otras.
Simplificando, se puede decir que existen dos tipos o interferencias de fase:
Constructivas.
Cuando dos o más ondas simétricas y repetitivas en el tiempo coinciden en que su diferencia de ángulo es cero y teniendo misma amplitud, longitud de onda y frecuencia, se aumentaría al doble de amplitud “volumen”.(12)
Destructivas (cuando dos o más ondas simétricas y repetitivas en el tiempo coinciden en que su diferencia de angulo es 180 grados y teniendo mismo amplitud, longitud de onda y frecuencia, obtendríamos cancelación de fase o silencio absoluto) (13)
CARACTERÍSTICAS DEL SONIDO
Intensidad-Volumen
Podemos decir en música, que la intensidad es la magnitud que define los sonidos fuertes o débiles.
A mayor presión ejercida, mayor amplitud de onda, mayor percepción sonora (sonoridad, dependiendo de la distancia a la fuente sonora) y mayor “volumen” percibido. Y viceversa.
*Concepto de Decibelio
Unidad logarítmica que se utiliza para medir la intensidad de un sonido. La palabra deriva de la décima parte de un bel.
Lp= 20log p/pr
Lp: Nivel de presión sonora
p:presión medida
pr: presión de referencia
Vúmetro:Dispositivo que indica el nivel de señal en unidades de volumen (dbs)
Frecuencia- Pitch- Afinación
La frecuencia fundamental de un sonido determina la altura o pitch (tono) del mismo.
Cuanto mayor sea el número de ciclos por segundo, mayor será su frecuencia y por lo
tanto su altura o pitch.
El oído humano puede percibir sonidos entre 20 y 20khz. Con el paso del tiempo se va perdiendo esta sensibilidad.
Concepto de octava
Es el intervalo de dos sonidos que tienen relación de frecuencias de 2.1 o 1.2, es decir,que si tomamos por ejemplo, la frecuencia fundamental de La4= 44O hz, su octava superior será La5=880z y su octava inferior será La 3=220hz.
Curvas isofónicas de Fletcher-Munson
Fletcher y Munson realizaron un experimento pisicoacústico para ver como percibíamos los humanos el volumen. Interpretaron que un mismo sonido a una misma presión sonora en diferencia frecuencial lo percibimos de forma diferente, es decir ,que por ejemplo un sonido en 50 hz a 60 db y el mismo sonido a 60 db pero en otra frecuencia más alta, por ejemplo 3600 hz, percibimos más alto en 3600hz.
Otras conclusiones derivadas de la escala gráfica de fletcher-munson, es que el ser humano tiene mayor sensibilidad en los 3000hz, percibe más fuerte en frecuencias medias- altas que en frecuencias bajas y que a medida que aumenta la presión sonora las curva se va aplanando.
Timbre
La presencia o ausencia de contenido armónico en un sonido y la variación de la amplitud de cada uno, determina el timbre.
Ejemplo: Si tocamos la misma nota en un piano y en una guitarra, la frecuencia fundamental será la misma pero variará el contenido de armónicos, diferenciando un instrumento del otro.
Depende de la forma del instrumento, material del que está realizado y la manera de tocarlo.
Envolvente de un sonido
Denominada también ADSR, es la línea representada gráficamente de un sonido a lo largo del tiempo.
Contiene cuatro partes fundamentales:
Attack (ataque): Comienza al pulsar una tecla o un toque de púa, aumentando las amplitud progresivamente de las oscilaciones hasta llegar a su punto más alto (tiempo de ataque).
Decay(caída): Una vez alcanzado el nivel máximo de amplitud, esta, empieza a disminuir (disminución de la amplitud por ciclo) (tiempo de decay).
Sustain (sostenido): Tiempo de estabilización de la amplitud.
Release (liberación): Tiempo que tarda el sonido en desaparecer una vez liberada la tecla.
Sonidos naturales
Aquellos sonidos producidos por elementos de la propia naturaleza.
Sonidos Puros
Formados por una sola frecuencia, es el sonido más simple que hay. Un tono puro se genera mediante una onda senoidal con parámetros que permiten variar su amplitud, frecuencia y fase. Si se modifican estos parámetros podemos llegar a ondas más complejas introduciéndonos en la síntesis de audio.
