Si comparamos el sonido "A" con el sonido "B", notaremos que el segundo es más agudo que el primero. Observemos que en un mismo instante de tiempo se producen distintas cantidades de ciclos vibratorios. Para el ejemplo, en el mismo lapso de tiempo, existen 4 ciclos en el sonido "A" y 16 ciclos en el sonido "B". De lo observado se desprende que la cualidad de "Altura" de un sonido está ligada a la cantidad de ciclos vibratorios que se producen en un determinado lapso de tiempo. Cuanto más ciclos vibratorios tenga un sonido, más agudo resultará.
La manera más común de valorar esta medición se expresa en cps (ciclos por segundos), o Hz (Hertzios) indistintamente. Este concepto técnico se llama frecuencia. Algunos factores morfológicos que inciden sobre la misma son: longitud, masa, y elasticidad del cuerpo vibratorio. Cuando una cuerda es más larga que otra, o es más gruesa, posee mayor masa y por lo tanto resultan más lentos los ciclos de vibraciones (menos frecuencia). Por otra parte cuando una cuerda o parche están más tensos, hay una mayor elasticidad y los ciclos vibratorios se producen a una mayor velocidad. Al haber una mayor tensión esto implica menos masa por longitud, produciendo el mismo efecto de aumento de la frecuencia.
Límites de la audición humana y frecuencias límites
Cualquier estímulo que llegue a nosotros, solo será percibido si cae dentro de la franja de sensación de los órganos receptores que poseemos. No podemos visualizar los rayos Ultra Violetas porque simplemente no tenemos receptores sensoriales adecuados. La percepción del sonido, no constituye ninguna excepción. El estímulo mínimo que un órgano receptor necesita para reaccionar se denomina umbral mínimo y el estímulo máximo que el recepto puede captar se llama límite máximo. La franja que existe entre el umbral y el límite es el rango de percepción. Los límites pueden variar de acuerdo a la variación que existe entre los seres vivos considerados como especie y también puede variar sutilmente a través de los distintos individuos. Para el ser humano, el rango de audición en cuanto a las frecuencias fluctúa aproximadamente entre 20 Hz y 22.000 Hz (22 KHz, -KiloHertzios-). Todo lo que cae por fuera de ese rango, no será percibido. (en verdad la mayoría de los seres humanos fluctúa entre 40 Hz y 18.000 Hz). Las frecuencias que estén por debajo de los 20 Hz se denominan subsónicas y las que estén por encima de 22 KHz, ultrasónicas.
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Longitud de Onda: Otro modo de definir la altura es observar su longitud de Onda. Si medimos la distancia que existe entre los ciclos observaremos que están espaciados a intervalos regulares. Esa distancia es la longitud de onda (L). La fórmula que la define es: L = c/f. En donde "c" es la velocidad del sonido y f la frecuencia medida en ciclos por segundo. La unidad de medición de L es el metro (m) Expresa en la realidad la longitud del desplazamiento de la onda expansiva. (recordemos que las partículas del medio no se desplazan). Como la velocidad del sonido es constante, eso explica que longitudes de onda mas cortas lleguen en mayor cantidad al oído poseyendo entonces una frecuencia mayor, y viceversa
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 TIPS
Si observas con cuidado en las últimas páginas de tus aparatos de HI FI, podrás leer (en letra pequeña, seguramente) cual es el rango dinámico de respuesta que tu sistema puede ofrecerte. Es decir, cuales frecuencias puede reproducir (o captar) con fidelidad. Observa esto cuidadosamente antes de elegir un equipo, porque es uno de los factores importantes de la Alta Fidelidad.
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Amplitud del Sonido
Hasta ahora, en un análisis horizontal, explicamos la presencia de esos patrones de repetición de presiones que llamamos frecuencia, veamos que pasa en sentido vertical con nuestro sonido. Para poder observar mejor la variación, mantengamos constante la frecuencia del sonido y alteremos simplemente la intensidad de la excitación. Comparemos los siguientes sonidos:
Sonido "C", la cuerda ha sido punteada con mayor fuerza?
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Sonido "D", la cuerda ha sido punteada con menos fuerza?
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Los sonidos "C" y "D" son el resultado de pulsar la misma cuerda del mismo instrumento. Sin embargo en "C" hemos efectuado esta acción con mayor fuerza que en "D". Auditivamente esto se refleja de modo que un sonido tiene mayor volumen que otro, vulgarmente diremos que "es más fuerte". Ambos sonidos tienen igual cantidad de Hz. Sin embargo el primero efectúa movimientos vibratorios más amplios que provocan cambios de presión sonora mayores. Esta característica del sonido, precisamente se denomina amplitud, y es responsable de la sensación sonora de intensidad, o volumen. La unidad de medición absoluta de la amplitud es una unidad de medición de presión, el Pa (Pascal). Sin embargo el mundo de la música utiliza una escala de medición relativa: La escala basada en db (decibeles). Esta es una escala logarítmica en donde se expresa el radio de la presión sonora con relación a un punto de referencia convencional. Ese punto de referencia (en la escala SPL: Sound Pressure Level) se denomina 0dB, y constituye el punto en donde el sonido se percibe por vez primera en el oído (umbral de la audición).
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Unidades de medición de la Amplitud de Onda: La escala en Pa (Pascales) es la manera de medir absolutamente la presión sonora. (1Pa= 1N.m2 ) (N: Newton). El sonido más tenue que un adulto joven puede percibir corresponde a unos 0,00002 Pa, mientras que la presión atmosférica normal es de 105 Pa. La medición del sonido en esta escala implica el manejo de un millón de valores posibles fluctuando entre 0,00002 Pa (umbral de la audición) y 100 Pa (límite del dolor). Por otra parte el oído no responde a los estímulos de manera lineal, sino que lo hace logarítimicamente. Eso llevará a adoptar otro sistema de medición de la amplitud basado en una escala logarítmica. Esta está dada por el logaritmo en base 10 de la relación de dos potencias sonoras (una de ellas elegida como referencia: 0.00002 Pa) En la práctica estas unidades resultaron muy grandes por lo que se eligió como sistema de unidad a la décima parte del bel= db. La fórmula que expresa la presión sonora entonces es: Lp= 10 log (P/Po), en donde Po es la presión sonora de referencia (0,00002 Pa). Constituyendo 0 db el umbral de la audición y 120 db, el límite del dolor. A título informativo, para que el oído pueda reconocer un cambio de amplitud, debe de producirse una variable de 2 o 3 db. Un aumento de 10 db en la escala implica la duplicación de la presión sonora. Existen otros modos de medir la amplitud, que tienen que ver con la potencia sonora. Generalmente aplicable a artefactos de amplificación. La unidad de medición es el W (wat). Su fórmula es Lw= 10 log (W/Wo), de manera similar a la frómula anterior. Se toma como potencia de referencia (umbral) a 0,000 000 000 001 W (10 -12 W).
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Límites de la audición humana y rango de amplitudes
Al igual que en la frecuencia, la amplitud del sonido posee un umbral mínimo y un límite máximo. El sonido mas tenue que podremos percibir, esta apenas encima de los 0 db, obviamente porque el paso de la percepción del sonido es el que establece ese valor de 0 db. En términos de presión sonora , bastan unos 0,000 002 Pa para iniciar la sensación sonora. Por debajo de esa amplitud mínima, no existe el sonido, y en ausencia de sonido, hablamos de "silencio". El límite máximo es 120 db, aproximadamente, algo así como la potencia sonora de un Boeing despegando (si tuviéramos las orejas al lado de la turbina). En realidad, en este caso, se produce la ruptura de la membrana del tímpano, provocando el daño del órgano receptor. Semejante amplitud escapa al rango de audición, por la sencilla razón de ausencia del receptor (sordera).
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Lo que sucede en el aire: En realidad, recordemos siempre que las vibraciones se transmiten al medio circundante. Y que son pulsaciones de las partículas del medio, empujándose unas contra otras. El sonido más tenue mueve una partícula de aire sólo 0,5 billonésimo de centímetro; un sonido de amplitud moderada: 25 millonésimos de centímetro, y un sonido de alta intensidad: unos 25 milésimos de centímetro (algo así como el espesor de la hoja de papel de éste libro). El oído es lo suficientemente sensible para detectar esos minúsculos cambios de presión.
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Area de la audición humana
En esta imagen podemos observar como se relacionan la altura y la intensidad...
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Si combinamos a la vez los umbrales y límites máximos para la altura e intensidad, obtendremos un gráfico que expresa cuales son todos los posibles sonidos escuchables por el ser humano promedio. Este gráfico presenta zonas "deformadas". Esto es debido a que el ser humano no tiene una respuesta extacta en intensidad para todas las frecuencias. El efecto de "deformación" se debe a que tenemos diferencias sobre todo en los extremos de las frecuencias, es decir necesitamos una mayo intensidad sonora en los graves y agudo, para sentir que los percibimos a igual volumen que las frecuencias de la zona media. (Curvas de Fletcher y Munnson). Notemos tamién cual es el área del diálogo y de la música. Por fuera de estás áreas no hay sensación de percepción sonora.
De más está decir que la duración de un sonido también se involucra con la posibilidad de percepción. Si un sonido es demasiado breve, puede que escape a nuestra atención, si resulta demasiado largo, nuestra atención lo "apartará" del esquema conciente y nos acostumbraremos a el mismo. Por lo tanto no será percibido como un evento sonoro.
Esta área de audición humana, varía de individuo en individuo, ya que no todas las personas tenemos la misma anatomía. Estas sutiles variaciones, son mucho más notorias en los extremos de las áreas. Un humano adulto tiende a perder audibilidad en las frecuencias agudas (por encima de 14.000 Hz), esto se debe al envejecimiento y costrosidad de las cilias del oido interno, encargadas de decodificar las frecuencias agudas. El daño en las cilias también puede provocarse por someter los oidos excesivamente a la fatiga auditiva. (discmans muy fuertes, ensayos a todo volumen, discotecas infernales, etc.)
TIPS
Hay dos modos de medir la potencia sonora. Es importante que no te engañen cuando elegís un amplificador o un par de altavoces. La capacidad de amplificación en Wats puede referirse a "RMS" o a "PEAK". El concepto de rms significa medido a una amplitud constante, mientras que el de "peak" se refiere a los picos de amplitud (como por ejemplo los golpes de batería). En general la sensación de "altísimo volumen" tiene que ver con un promedio de amplitudes constantes y de picos. Cuando el vendedor de la tienda de audio te dice que el aparato "tira" 500 W deberías asegurarte si esa medición es en referencia a una amplitud rms. Generalmente te están informando acerca de la amplitud de "peak", con lo cual, no lograrás hacer "temblar" la casa con el último CD de tu banda favorita.
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TIPS
De más esta decir que los niveles excesivos de presión sonora, dañan severamente tu aparato auditivo, desequilibran tu sistema nervioso y perturban la convivencia con tus semejantes. Con el aumento de potencia, también se ve afectada la calidad de los sistemas de audio, ampliando el error producido por la distorsión. Se generan reflexiones no deseadas en los ambientes y se dañan tus altavoces. Vigila bien esos niveles de la consola de mezclas, y cuida tus orejas, ya que constituyen tus herramientas de trabajo esencial.
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 Anécdota
Hay dos aspectos de perturbación sonora que afectan la convivencia urbana. El primero de ellos es la excesiva potencia, y la figura legal adoptada en todo el mundo es: Ruidos Excesivos. Algunos países más avanzados jurídicamente poseen una reglamentación anexa para los Ruidos Molestos. Estos son ruidos o sonidos, que aunque no exceden los límites de amplitud reglamentarios; constituyen (debido a su persistencia, duración o contenido de frecuencias) un agente perturbador. Concretamente en los subterráneos de Amsterdam y Londres se prohibe el uso de "walkmans" a todo volumen, y nó por la potencia de amplificación, sino más bien por la fuga de frecuencias agudas que emiten fuera de los auriculares. Si no me creen todavía, prueben dejar toda la noche la canilla del baño goteando insistentemente, no es un sonido de alta potencia, pero puede sacar de quicio a más de uno |
Angel Diego Merlo
dmerlo@acbs.com.ar
