LMat homeGrado ProfesionalLaboratorio de AcústicaCualidades del sonido · Unidad 2

Laboratorio de Acústica

Cualidades del sonido · Unidad 2

Duración

Es el tiempo que percibimos un sonido, y no tiene por qué coincidir con el tiempo que ha estado sonando la fuente. El sonido es una vibración que se propaga en forma de ondas mecánicas a través de un medio, normalmente el aire. Según dónde suene, esa vibración rebota, se cuela o se pierde… y dura más o menos.

1.1 La sala: ¿reverb o eco?

Mueve el tamaño de la sala y mira lo que pasa: la habitación crece o se encoge de verdad, y la onda tarda más o menos en ir, rebotar y volver. Grábate diciendo algo y escúchate dentro.

Arranca en tiempo real: la palmada y sus ecos suenan como sonarían de verdad, y por eso todo pasa en un suspiro. Dale a Ver a cámara lenta y podrás seguir cada rebote con el oído y con la vista a la vez. Y con Grabar mi voz te metes tú dentro de la sala.

Camino de ida y vuelta12 m
Tarda en volver35 ms
Lo percibimos comoREVERB

Cuando el sonido rebota contra las paredes se produce la reflexión. Si el eco de vuelta tarda menos de 50 ms lo percibimos como reverb: una prolongación del sonido, una cola. Si las distancias son grandes y tarda más de 50 ms, lo percibimos como eco: una repetición que distinguimos del sonido original, como el alpinista gritando entre dos montañas.

Los ecos que oyes son exactamente los rebotes que ves: cada uno suena en el instante en que su anillo te alcanza. En cámara lenta ×30 el sonido se estira igual que la imagen, para que dé tiempo a seguirlo; en tiempo real todo ocurre de golpe, como en la vida. Los milisegundos que aparecen son siempre los de verdad.

Truco de estudio casero: si quieres que tu habitación suene seca y nítida, pon materiales absorbentes en la pared —cortinas, paneles acústicos— para que el sonido rebote lo mínimo. Es relativamente barato.

1.2 Refracción: el vecino pesado

El sonido también atraviesa los materiales en la medida en que estos se lo permiten: eso es la refracción. Cambia la pared mientras suena: la verás engordar y oirás cómo se apaga. Fíjate en que lo primero que se cuela son los graves. Aislar de verdad —lana de roca, fibra de vidrio, doble tabique— es relativamente caro. Y eso sin hablar de ventanas y puertas.

1.3 Difracción: el sonido se cuela y dobla esquinas

El sonido se cuela por los puntos débiles, se replica por superficies minúsculas y hasta gira las esquinas de una calle. Prueba: con un hueco pequeño y un sonido grave, la onda sale por el agujero y se abre en todas direcciones. Con un sonido agudo, sale casi recto y detrás del muro queda sombra. Dale a la fiesta y estrecha el hueco: el bombo sigue ahí, los platillos desaparecen.

Intensidad

Es el nivel de presión sonora. En la notación clásica no tenemos formas muy precisas de representarla: piano, forte, mezzoforte… son referencias relativas, y seguramente distintas de las que se oían en su época. Como ingenieros de sonido nos hace falta una unidad objetiva: el decibelio (dB).

2.1 Lo relativo y lo medible

Pulsa dos dinámicas seguidas y compáralas. ¿Cuántos decibelios hay entre un piano y un forte? Depende del intérprete, de la sala y del día. Por eso hace falta el sonómetro.

2.3 El reto · ¿cuál suena más fuerte?

Dos sonidos iguales a intensidades distintas. Empiezan separados 12 dB y, con cada acierto, la diferencia se estrecha —10, 8, 6, 5, 4, 3, 2— hasta quedarse en 1 dB. Se acaba cuando fallas. ¿Hasta qué punto llegas?

Sonido A
— dB
Sonido B
— dB
0 puntos récord 0 diferencia: 12 dB
Suenan los dos, uno detrás de otro, y tienes 5 segundos para decir cuál era más intenso. Cada acierto estrecha la diferencia; al fallar, se acaba y ves tu puntuación.
mide el ruido de tu clase ahora mismo (aproximado)

2.2 La escala, a un metro de la fuente

De abajo arriba, del silencio al dolor. Solo como referencia, no hay que memorizarlo. Cuando midas con el micrófono o juegues al reto, verás el cursor moverse por aquí.

Altura

Agudo, grave… y si añadimos el índice acústico —Fa5— ya somos más concretos. Pero para ser del todo precisos hay que hablar de hercios (Hz): el número de oscilaciones por segundo de la onda. ¿Te suena eso de afinar a 440? Esa es la frecuencia del La4.

3.1 Test de audición · ¿hasta dónde llegas?

Vas a oír un sonido puro: una única frecuencia, sin armónicos, de las que solo existen si las sintetizamos. Sube desde 20 Hz hasta 20.000 Hz en poco más de un minuto, y el contador te va diciendo en qué frecuencia va. En cuanto dejes de oírlo, pulsa el botón.

barrido de frecuencia
— Hz

3.2 Oscilaciones por segundo

la misma onda, a distintas frecuencias

Fíjate: al doblar los hercios, la nota sube exactamente una octava. 220 → 440 → 880 son todos La.

3.3 Lo que podemos escuchar

rangos audibles

El oído humano llega, como mucho, de 20 Hz a 20.000 Hz, y con los años el techo va bajando. Imagínate la cantidad de sonidos que hay alrededor que no somos capaces de oír.

Moraleja de compra: si en la tienda te ofrecen unos auriculares «hasta 50.000 Hz», no pongas ahí tu dinero. A no ser que se los quieras regalar al perro, que quizá él sí los perciba.

Timbre

Es la cualidad que nos permite distinguir un oboe de un clarinete. Pero, ¿por qué? Vamos a subir el nivel y contestar a eso.

4.1 Los sonidos no son puros

sonido puro · una sola frecuencia

Un sonido puro es una única frecuencia: la onda perfecta de ahí al lado. En la naturaleza no existe: solo lo conseguimos si lo sintetizamos artificialmente.

Cuando escuchas una nota de cualquier instrumento estás oyendo, en realidad, varios sonidos a la vez: la nota fundamental y sus armónicos. Pasa todo el tiempo, en todos los instrumentos, y también en las voces, en los ruidos y en los animales.

De hecho, cuando tocas un tambor —que no da ninguna nota concreta— estás produciendo tantos armónicos y tan desordenados que el cerebro no consigue ubicarse: lo percibe como un sonido indeterminado.

4.2 La misma nota, cuatro timbres

Aquí están los cuatro tocando exactamente el mismo La3, 220 Hz. El visor es un ecualizador gráfico completo, de 20 Hz a 20.000 Hz, y reacciona en directo mientras suena. Las rayas verticales marcan dónde cae cada armónico: cambia de instrumento y verás que no se mueven. Lo único que cambia es cuánto se levanta el pico sobre cada una.

Lo interesante: los armónicos están en los mismos sitios exactos en los cuatro. Lo único que cambia es la proporción de sus intensidades. Fíjate en el clarinete: los armónicos pares casi no suenan, y de ahí le viene ese color hueco tan suyo. Y en el órgano, al revés: los pares se disparan porque hay un tubo tocando cada octava.

Entonces podemos definir el timbre como la cualidad del sonido que permite distinguir instrumentos o voces, y que se determina por las intensidades relativas de los armónicos que lo forman. Mamá, aprende.

4.3 Y aquí aparece la serie armónica

Los armónicos no salen donde quieren: cada fundamental los tiene siempre en los mismos sitios. Ese orden es la serie armónica. En el visor, la distancia horizontal entre dos rayas es el intervalo: por eso el salto de la 8ª es enorme y el de la 2ª es un dedo.

de la fundamental al 2.º armónico hay una 8ª, de ahí al 3.º una 5ª, luego una 4ª…
Fundamental: Timbre:

Primero suena el instrumento entero. Después te lo desmonto: cada armónico por separado, como sonido puro, subiendo uno a uno. Y al final vuelve a sonar entero. El visor te va marcando cuál está sonando. Fíjate en que las posiciones 1, 2, 4 y 8 son siempre la misma nota — buen truco para autocorregirte.

La serie armónica se ve con más calma en el apartado siguiente de los apuntes. Aquí nos sirve para entender de dónde salen los armónicos con los que vas a jugar ahora.

Taller de síntesis

Construye un sonido desde cero. Elige una onda base, empieza por la fundamental sola —un sonido puro— y ve levantando armónicos: verás cambiar la onda y, sobre todo, lo que oyes. Y a la derecha tienes órgano, clarinete y flauta: cárgalos y mira cómo están hechos por dentro.

Oscilador

Armónicos

Filtro

Envolvente

Salida

Instrumentos

Carga un timbre real y mira cómo está hecho: qué onda, qué armónicos, qué filtro y qué envolvente.

Toca con el ratón, con los dedos —en pantalla táctil puedes tocar y mover armónicos a la vez— o con las teclas A W S E D F T G Y H U J K. Con Z y X cambias de octava.

Conservatorio · Unidad 2

Laboratorio de Acústica

Cualidades del sonido

Un laboratorio para trastear: rebotar el sonido en una sala, medir decibelios, averiguar hasta qué frecuencia llega tu oído y construir un timbre armónico a armónico.

Lleva sonido. Baja el volumen del ordenador antes de empezar y súbelo poco a poco, sobre todo en el test de audición.