El Sonido y el Ruido

Hay muchas definiciones que diferencian el sonido del ruido, otorgando a este último connotaciones negativas. Pero un músico nunca se referiría negativamente al sonido de la percusión. Según explica Curtis Roads, el pionero acústico del siglo XIX, Hermann Helmholtz (1885) definió sucintamente la sensación de ruido: “La sensación de ruido se debe a movimientos no periódicos”. Esta alusión a la aperiodicidad captura la esencia del asunto. En el dominio del tiempo, el ruido se puede definir como un sonido en el que la amplitud en el tiempo cambia con un grado de aleatoriedad. La amplitud es máxima aleatoriamente en ruido blanco. En el mundo acústico, hay una continuidad sonora entre las formas de onda periódicas y aperiódicas. Los ruidos tonales, por ejemplo, se ubican en algún lugar entre el ruido blanco sin tono y una onda sinusoidal pura.

Frecuencias Audibles y Filtros Acústicos

Según explica de la Gándara, el oído humano es sensible a frecuencias que se encuentren entre 20 Hz y 20.000 Hz. Un adulto tiene dificultad en oír sonidos superiores a 12.000 Hz. Hay filtros acústicos y electrónicos. Según Jordà, “un filtro se caracteriza por su curva de respuesta de frecuencia, que indica la forma en que las diferentes frecuencias en la entrada se atenúan o amplifican. Todos los componentes electrónicos de sonido poseen una curva de respuesta de frecuencia particular”. Lo mismo ocurre con los elementos de cualquier sistema acústico acoplado.

Psicoacústica y Percepción Sonora

Psicoacústica

Es la disciplina que estudia la relación entre el fenómeno objetivo físico-acústico y la sensación subjetiva que cada uno percibe del mismo fenómeno.

El Decibelio

Indica el nivel de intensidad o presión sonora. En música hablamos de dinámicas (forte, piano).

Según Llinares et al., la Intensidad mínima que podemos percibir (umbral de audición): I = 10-12 W/m2 = 0,000000000001 W/m2

Intensidad máxima: I = 105 W/m2 = 100000 W/m2

Debido a este gran rango, y a que el mecanismo auditivo se comporta de una forma logarítmica, se establece el Nivel de Sensación de Intensidad Percibida:

L = K log I

I = 10-12 W/m2 -> L = -12 (para K =1)

I = 105 W/m2 -> L = 5

Para que la escala sea siempre positiva y que el nivel sea adimensional, tomamos una I de referencia (la I mínima del umbral de audición).

L = K log I / Io

Linf = K log 10-12 / 10-12 = 0

Lsup = K log 105 / 10-12 = 17 K

Para K = 1 tenemos los Bells o Belios. Para que no haya decimales trabajamos con K = 10 teniendo dB. El rango va de 0 a 170 dB. El nivel máximo tolerable se establece en 120 dB (umbral de dolor). Así, se establece el campo audible usual de 0 a 120 dB

Por tanto, el decibelio es una unidad que sirve para expresar matemáticamente la sensación de intensidad acústica. – Audacity y otros programas toman como referencia la amplitud máxima, por lo que los dB van de 0 (máximo) a números negativos hacia el mínimo.

Atributos del Sonido

  • Subjetivos: Altura o tono, Sonoridad, Timbre, Duración
  • Objetivos: Frecuencia, Variaciones de presión, Espectro (y envolvente), Tiempo

– También podríamos incluir el atributo de la localización espacial.

Ley de Fechner-Weber (s. XIX)

Pretende explicar la relación entre estímulo y sensación. Aplicable a otros sentidos. “La sensación aumenta como el logaritmo del estímulo”.

El Sentido del Oído

Es el que capta las variaciones de presión, o vibraciones, y las traduce en última instancia en impulsos eléctricos neuronales de los que el cerebro extrae un significado.

Órgano de Corti

En la membrana basilar, gelatinoso. En él encontramos las células ciliadas.

– Las células ciliadas NO se regeneran!

– No todos los sonidos llegan a través del tímpano. También hay transmisión ósea. Caso de la voz propia y el violín.

Sensación Sonora

La sonoridad, además de la intensidad, también depende de la frecuencia. Curvas isofónicas de Fletcher-Munson.

– El nivel de sonoridad se mide en Fonios (que coincide con los dB a 1000 Hz)

Sensibilidad del Oído

  • Frecuencias: 20 – 20.000 Hz
  • Presión: 0,000000000001 – 100.000 W/m2

Superposición Sonora e Interferencia

Cuando dos o más ondas sonoras (de fuentes diferentes) coinciden, se suman. Cuando dejan de coincidir, cada una mantiene su forma original. Cuando coinciden y se suman decimos que hay interferencia. Como las ondas oscilan entre valores negativos y positivos, la suma de la interferencia puede ser constructiva o destructiva.

Enmascaramiento

Un sonido intenso puede llegar a hacer imperceptible otro sonido menos intenso. Hay enmascaramiento temporal y frecuencial. Aplicación destacada: mp3 Demo: Enmascaramiento frecuencial con Audacity

Bandas Críticas

La resolución de la membrana basilar se puede modelar como una batería de filtros paso banda. Se han establecido 24. En la membrana basilar, un sonido excita puntos vecinos dentro de su banda crítica. Una banda crítica es el rango de frecuencias donde un sonido intenso puede enmascarar a un sonido más débil.

Escucha Binaural

La escucha con dos oídos nos permite, sobre todo, la localización de las fuentes sonoras. En el sistema auditivo la sensación espacial está relacionada con la diferencia de amplitud y tiempo con que una misma señal se recibe en cada oído.