SONIDO

Material didáctico para Educación Musical

Elaborado por Alejandra Argañaráz y Mónica Guadalupe

Principales Nociones sobre sonido

Concepto de Sonido

El sonido es una vibración mecánica que se propaga en un medio y que puede ser captada por el oído humano produciendo una sensación.

El sonido se produce cuando una fuente sonora (por ejemplo, una cuerda de guitarra) vibra. Dicha vibración es un movimiento de vaivén que obligará a moverse de la misma forma a las moléculas de aire que están próximas a la fuente. Las moléculas se juntarán o separarán de una forma alternada, es decir, se crearán zonas de compresión y de depresión que a su vez empujarán a otras moléculas contiguas y así sucesivamente, produciéndose ondas sonoras que se moverán haciéndose más grandes alrededor de la fuente, al igual que las olas producidas en un estanque cuando se lanza una piedra.

Acústica

La acústica, es la disciplina de la física que estudia el sonido; la psicoacústica, es la ciencia se ocupa también del sonido pero desde el punto de vista de nuestra percepción psíquica. Algunas de las áreas de trabajo en acústica son:

-Acústica Arquitectónica. Estudia la interacción del sonido con las construcciones. Participa en el diseño de: Salas de Conciertos, auditorios , teatros, estudios de grabación, iglesias, salas de reuniones, salones de clases, etc.

-Ingeniería Acústica. Estudia el diseño y utilización de transductores e instrumentos de medición de sonido. Incluye la instrumentación para diagnóstico médico, sísmico, grabación y reproducción de voz y música. Una rama de la Ingeniería Acústica es la Electroacústica la cual trata con micrófonos y Altavoces.

Acústica Musical. Combina elementos de Arte y de Ciencia al incluir el diseño de instrumentos, el uso de sistemas de grabaciones, la modificación electrónica de la música con el estudio de su percepción. Su campo de trabajo está en la Industria de la grabación de música y cine, y en la Industria de la construcción de instrumentos. A esta área pertenece el llamado Ingeniero de Sonido

Control de Ruido y Vibraciones. Esta área cobra cada vez mayor importancia dado el aumento en el reconocimiento del ruido como un factor de contaminación que afecta seriamente la salud. Su campo de trabajo está en las fábricas , en los organismos de control gubernamental y en asesorías a los arquitectos. También tiene un campo importante en el mantenimiento preventivo de maquinarias mediante el análisis de sus vibraciones.

Bioacústica y Acústica médica. Estudia la interacción entre las ondas sonoras y los cuerpos humanos y animales. Se ha desarrollado enormemente el uso de ultrasonido como herramienta de diagnóstico y de tratamiento. También es importante el campo de las ayudas auditivas y de implantes para personas con defectos en la audición.

Transmisión del sonido

Cuando ponemos en vibración un cuerpo para producir un sonido, esto afecta o perturba a las capas de aire más cercanas, produciéndose en cada partícula el comportamiento que describimos anteriormente.

Estas partículas que por su oscilación van entrechocando, contagian el movimiento a las partículas más alejadas que estaban en reposo, mientras que las primeras van retornando a la posición original.

Las nuevas partículas que están en oscilación y por lo tanto entrechocando, transmitirán el movimiento a otras que están más lejos, y así sucesivamente hasta que la oscilación se extingue.

Como dijimos, las vibraciones se originan por movimiento de vaivén de partículas (aire, agua, cuerpos sólidos, etc.). Cuando este movimiento ocurre uniformemente, se habla de una vibración armónica.

Así tenemos:

-la elongación o la desviación de las partículas con respecto a la posición de reposo

-la amplitud o la máxima elongación

-la fase o el estado momentáneo de oscilación correspondiente al ángulo de fase

-el período o el tiempo transcurrido entre dos estados de oscilación iguales

-la frecuencia o número de oscilaciones por segundo

-la longitud de onda o la distancia entre dos puntos sucesivos de la oscilación en igualdad de fase

La propagación del sonido en el aire se efectúa a una velocidad constante de 340 metros por segundo, siendo ésta más rápida en los líquidos y sólidos. El sonido se transmite en línea recta, pero si encuentra un obstáculo parte se absorbe y parte se refleja: por lo tanto, lo que llega al oyente es una mezcla del sonido directo con, un poco más tarde, los múltiples rebotes del mismo.

Onda Sonora

La propagación del sonido se da a través de la onda sonora. Esta se produce a partir de la transmisión del movimiento oscilatorio a distintos “niveles” o “capas” de un medio dado – por ejemplo el aire -, cada vez más distantes del punto donde se originó la vibración.

A una onda de este tipo que se repite, se le llama onda periódica y a cada repetición ciclo. El período y la frecuencia son sus parámetros más importantes. El período es el tiempo que transcurre en un ciclo, y se expresa en segundos. La frecuencia es el número de veces que se repite un ciclo cada segundo, y se expresa en ciclos por segundo o Hertz. Es la que determina la altura del sonido, mientras que la amplitud determina la intensidad sonora. Según el movimiento vibratorio y la dirección de propagación de la onda se distinguen:

Ondas transversales, en cuerpos sólidos, en los cuales el movimiento oscilatorio de las partículas transcurre en forma transversal o perpendicular a la dirección de propagación.

Ondas longitudinales, en cuyo caso el movimiento oscilatorio de las partículas transcurre en la misma dirección de propagación.

Las ondas sonoras son ondas longitudinales, en las cuales un excitador comprime periódicamente las partículas (del aire) y de ese modo irradia la onda como una fluctuación de densidad o de presión.

El sonido como fenómeno ondulatorio cumple con diferentes propiedades:

Reflexión. Cuando percibimos un sonido lo hacemos como sonido directo (desde su fuente sonora) y todas las reflexiones de ese sonido en las superficies del lugar en que nos encontramos. Si al sonido se le opone una barrera suficientemente grande, producido el sonido fuerte y de corta duración, si el oyente esta suficientemente lejos podrá escuchar el eco o sea su reflexión.

Refracción. La rapidez de propagación de las ondas varia en dos medios adyacentes. Es el efecto que se produce cuando hablamos frente al ventilador encendido. En un lago helado, el sonido se curva y sube desde el hielo. Por esta razón los sonidos pueden recorrer grandes distancias sobre el hielo.

Difracción. Es la propiedad que tienen las ondas de contornear un obstáculo. Si en una habitación se producen sonidos, los sonidos más graves se escuchan a mayor distancia de la pared exterior, los sonidos agudos pueden oírse a distancias mucho menores.

Efecto Dopler. Se da cuando la distancia relativa entre emisor y receptor del sonido cambia. Se produce un cambio en la altura o tono del sonido. Es el caso de la sirena de la ambulancia que se acerca y luego se aleja.

Interferencia. Pueden combinarse ondas mediante su superposición. Cuando se combinan ondas de igual frecuencia para dar una sola, y  los efectos de ambas ondas se han sumado, se llama interferencia constructiva, la onda resultante es más potente.

Sonidos Simples y Complejos

La vibración más simple es la senoidal. El sonido correspondiente es llamado sonido puro o simple. Los sonidos simples están constituidos por una única frecuencia, solo pueden ser generados electrónicamente o en el diapasón que da la frecuencia de 440 hertz. No existen en la naturaleza.

Los sonidos complejos tienen una frecuencia principal y otras que se denominan parciales. La altura que se percibe es la de la frecuencia principal, y los parciales determinan el timbre del sonido. Mediante el llamado análisis de Fourier, en cuyos detalles no vamos a entrar, cualquier onda compleja se puede descomponer en suma de ondas senoidales de distintas frecuencias y amplitudes que como dijimos se llaman “parciales”. Esto se expresa en un diagrama que se llama espectro, donde cada barra vertical indica la amplitud de cada parcial y a la línea que une los extremos de dichas barras se llama envolvente espectral. Si las frecuencias de los parciales están en proporción de números enteros (1, 2, 3, etc.) se llaman parciales armónicos y el parcial correspondiente al número 1 es la frecuencia fundamental. Los parciales inarmónicos son los que no están en proporción de números enteros. Los espectros de casi todos los instrumentos musicales son prácticamente armónicos, mientras que los de percusión, ruidos, etc. son inarmónicos. Las formas de onda periódicas corresponden a espectros armónicos y la aperiódicas a los inarmónicos.

Oscilaciones

Oscilación libre

En el caso en que un sistema reciba una única fuerza y oscile libremente hasta detenerse por causa de la amortiguación, recibe el nombre de oscilación libre. Éste es por ejemplo el caso cuando pulsamos la cuerda de una guitarra.

Oscilación amortiguada

Si en el caso de una oscilación libre nada perturbara al sistema en oscilación, éste seguiría vibrando indefinidamente. En la naturaleza existe lo que se conoce como fuerza de fricción (o rozamiento), que es el producto del choque de las partículas (moléculas) y la consecuente transformación de determinadas cantidades de energía en calor. Ello resta cada vez más energía al movimiento (el sistema oscilando), produciendo finalmente que el movimiento se detenga. Esto es lo que se conoce como oscilación amortiguada.

En la oscilación amortiguada la amplitud de la misma varía en el tiempo (según una curva exponencial), haciéndose cada vez más pequeña hasta llegar a cero. Es decir, el sistema (la partícula, el péndulo, la cuerda de la guitarra) se detiene finalmente en su posición de reposo.

Oscilación autosostenida

Si logramos continuar introduciendo energía al sistema, reponiendo la que se pierde debido a la amortiguación, logramos lo que se llama una oscilación autosostenida. Éste es por ejemplo el caso cuando en un violín frotamos la cuerda con el arco, o cuando soplamos sostenidamente una flauta.

La acción del arco sobre la cuerda repone la energía perdida debido a la amortiguación, logrando una fase (o estado) casi estacionaria. Preferimos llamarla fase casi estacionaria -y no estado estacionario, como suele encontrarse en alguna literatura- debido a que, en condiciones prácticas, resulta sumamente difícil que la energía que se introduce al sistema sea exactamente igual a la que se pierde producto de la amortiguación. En consecuencia, la amplitud durante la fase casi estacionaria no es en rigor constante, sino que sufre pequeñas variaciones, cuya magnitud dependerá de nuestra habilidad para compensar la energía perdida.

Si la energía que se repone al sistema en oscilación es menor a la que se pierde producto de la fricción obtenemos una oscilación con amortiguación menor, cuyas características dependen de la relación existente entre la energía perdida y la que se continúa introduciendo. También en este caso el sistema termina por detenerse, aunque demore más tiempo. (En música lo llamaríamos decrescendo.)

Por el contrario, si la energía que introducimos al sistema es mayor que la que se pierde por la acción de la fricción, la amplitud de la oscilación crece en dependencia de la relación existente entre la energía perdida y la que se continúa introduciendo. (En música lo llamaríamos crescendo.)

Oscilación forzada

Las oscilaciones forzadas resultan de aplicar una fuerza periódica y de magnitud constante (llamada generador G) sobre un sistema oscilador (llamado resonador R). En esos casos puede hacerse que el sistema oscile en la frecuencia del generador (ƒg), y no en su frecuencia natural (ƒr). Es decir, la frecuencia de oscilación del sistema será igual a la frecuencia de la fuerza que se le aplica. Esto es lo que sucede por ejemplo en la guitarra, cuando encontramos que hay cuerdas que no pulsamos pero que vibran “por simpatía”.

Debe tenerse en cuenta que no siempre que se aplica una fuerza periódica sobre un sistema se produce una oscilación forzada. La generación de una oscilación forzada dependerá de las características de amortiguación del sistema generador y de las del resonador, en particular su relación.

Resonancia

Si, en el caso de una oscilación forzada, la frecuencia del generador (ƒg) coincide con la frecuencia natural del resonador (ƒr), se dice que el sistema está en resonancia.

La amplitud de oscilación del sistema resonador R depende de la magnitud de la fuerza periódica que le aplique el generador G, pero también de la relación existente entre ƒg y ƒr.

Cuanto mayor sea la diferencia ente la frecuencia del generador y la frecuencia del resonador, menor será la amplitud de oscilación del sistema resonador (si se mantiene invariable la magnitud de la fuerza periódica que aplica el generador). O, lo que es lo mismo, cuanto mayor sea la diferencia entre las frecuencias del generador y el resonador, mayor cantidad de energía se requerirá para generar una determinada amplitud en la oscilación forzada (en el resonador).

Por el contrario, en el caso en que la frecuencia del generador y la del resonador coincidieran (resonancia), una fuerza de pequeña magnitud aplicada por el generador G puede lograr grandes amplitudes de oscilación del sistema resonador R. La Figura 04 muestra la amplitud de oscilación del sistema resonador, para una magnitud constante de la fuerza periódica aplicada y en función de la relación entre la frecuencia del generador ƒg y la frecuencia del resonador ƒr.

En un caso extremo el sistema resonador puede llegar a romperse. Esto es lo que ocurre cuando un cantante rompe una copa de cristal emitiendo un sonido con la voz. La ruptura de la copa no ocurre solamente debido a la intensidad del sonido emitido, sino fundamentalmente debido a que el cantante emite un sonido que contiene una frecuencia igual a la frecuencia natural de la copa de cristal, haciéndola entrar en resonancia. Si las frecuencias no coincidieran, el cantante debería generar intensidades mucho mayores, y aún así sería dudoso que lograra romper la copa.

El caso de resonancia es importante en el estudio de los instrumentos musicales, dado que muchos de ellos tienen lo que se conoce como resonador, como por ejemplo la caja en la guitarra. Las frecuencias propias del sistema resonador (caja de la guitarra) conforman lo que se denomina la curva de respuesta del resonador. Los parciales cuyas frecuencias caigan dentro de las zonas de resonancia de la caja de la guitarra serán favorecidos frente a los que no, de manera que el resonador altera el timbre de un sonido.

Ruido

Es un sonido producido por movimientos oscilatorios irregulares, que percibimos como confuso, desagradable o molesto.

Schafer dice que el“Ruido es una señal sonora indeseable. Ruido es la estática en un teléfono o el crujido del celofán de los caramelos mientras escuchamos a Beethoven.

No hay otra forma de definirlo. A veces se llama ruido a la disonancia, y puede que lo sea para algunos oídos medrosos. Sin embargo, consonancia y disonancia son términos relativos y subjetivos. Lo que suena disonante a un individuo, edad o generación puede sonar consonante a otro individuo, edad o generación.

La disonancia más antigua en la historia de la música fue la tercera mayor (do-mi). La consonancia más reciente en la historia de la música fue la tercera mayor (do-mi).

Ruido es cualquier señal sonora que interfiere. El ruido es el destructor de las cosas que deseamos escuchar.

Schopenhauer decía que la sensibilidad de una persona hacia la música varía en forma inversamente proporcional a la cantidad de ruido que puede soportar, o algo así….”

El ruido blanco. Es una combinación de todas las frecuencias audibles con amplitudes al azar.

Es producido por un circuito electrónico conocido como generador de ruido. Este se encuentra en los sintetizadores analógicos como un elemento complementario de los demás que hacen a la generación de un sonido. El nombre de ruido blanco proviene de una analogía con la luz blanca, cuyo espectro contiene toda la gama de frecuencias con aproximadamente la misma amplitud. Su característica principal es que presenta un aumento de frecuencia de 3 dB por octava, o sea que tiene igual energía por ancho de banda. Si bien se trata de un sonido atonal, puede ser utilizado para la creación de distintos efectos, siendo el ejemplo más frecuentemente citado, el del sonido del soplido agregado para dar más naturalidad a un timbre de flauta. También se lo utiliza para la creación de sonidos de percusión y para la emulación de sonidos como explosiones, truenos, viento, etc.

Se lo puede filtrar para atenuar o aumentar ciertas bandas de frecuencias, en cuyo caso estamos frente a un sonido que se denomina coloreado. Por el ejemplo el sonido rojo, tiene una preeminencia de las frecuencias bajas, al igual que el llamado ruido rosa. En cambio el sonido azul, acentúa las frecuencias altas.

Silencio

Murray Schafer dice que el silencio es un continente en el cual se inserta un evento musical. Al hombre le gusta hacer sonidos y rodearse de ellos. El silencio se torna cada vez más valioso a medida que lo perdemos por acción de diversos tipos de exhibicionismo sonoro: ruidos industriales, motos ruidosas, compact disc.

John Cage le ha dado al silencio un lugar muy importante en su creación musical, siendo la mayor muestra de esto su obra 4’33’’, obra que se ejecutó una única vez, y consistió en un ejecutante frente a su instrumento durante 4 minutos y 33 segundos sin producir sonidos en su instrumento. También realizó experiencias en cuanto a la existencia o no del silencio absoluto, con la construcción de una habitación aislada acústicamente en la cual entró y comprobó que sus propios sonidos corporales impedían la existencia del silencio absoluto.


Parámetros del sonido

Altura

Es la cualidad que define si un sonido es grave o agudo respecto a otro. Grave y agudo son conceptos siempre relativos, un mismo sonido puede ser grave o agudo según con qué otro sonido se lo compare.

La altura es la propiedad más característica de los sonidos, tanto simples (sinusoidales) como complejos. Los sistemas de alturas se encuentran entre los más elaborados e intrincados jamás desarrollados tanto en la cultura occidental como no occidental.

La altura tiene relación con la frecuencia de un sonido simple y con la frecuencia fundamental de un sonido complejo. La frecuencia de un sonido (cantidad de oscilaciones por segundo del objeto vibrante) es una propiedad cuya producción puede a menudo controlarse, y se mantiene durante su propagación hacia los oídos del oyente. La frecuencia (cantidad de oscilaciones por segundos) se mide en Hertz. A mayor frecuencia más agudo es el sonido.

mayor frecuencia                                    menor frecuencia

sonido más agudo                                  sonido más grave

 

La altura puede describirse como un atributo unidimensional, es decir que todos los sonidos pueden ser ordenados a lo largo de una sola escala con respecto a la altura. Los extremos de esta escala son grave (sonidos con frecuencia baja) y agudo (sonidos con frecuencia alta). A veces, puede dificultarse la tarea de comparar la altura de dos sonidos distintos por factores tales como la diferencia tímbrica entre ellos o el componente de ruido en cada uno. Hay varias escalas subjetivas de altura:

La escala mel. Un sonido simple de 1000 Hz tiene una altura definida de 1000 mels. La altura en mels de otros sonidos con otra frecuencia debe ser determinada por experimentos de escalado comparativo. Un sonido con una altura que dobla subjetivamente a la de 1000 Hz, es de 2000 mels; “altura media” son 500 mels, etc. Ya que el significado subjetivo de “altura el doble de aguda” o “altura el doble de grave” es invariablemente ambiguo, la escala mel es poco confiable. No es frecuentemente utilizada.

La escala de altura musical (Do 1, Do 4, etc.). Estas indicaciones son utilizables tan solo en situaciones musicales.

La escala de frecuencia física en Hz. En literatura psicoacústica la altura de un sonido es a menudo indicado por su frecuencia o, en el caso de sonidos complejos, por su frecuencia fundamental. Dado el tipo de correspondencia entre frecuencia y altura, la frecuencia es una indicación aproximada de nuestra percepción de altura. Debe notarse, sin embargo, que nuestra percepción opera más o menos de acuerdo a una escala de frecuencia logarítmica.

La altura en su sentido musical tiene un rango de alrededor de 20 a 5000 Hz, más o menos el rango de las fundamentales de las cuerdas de un piano o los tubos de un órgano. Sonidos con frecuencias más altas son audibles pero sin una sensación definida de altura.

El oído humano es capaz de percibir frecuencias de entre 20 y 20000 Hertz. Las frecuencias inferiores a 20 Hz se denominan infrasonidos y las frecuencias superiores a 20000 Hz son ultrasonidos.

Frecuencia

La relación entre frecuencia y altura se descubrió de una forma indirecta. En su libro “Diálogos sobre dos nuevas ciencias”, publicado en 1636, Galileo Galilei explicó claramente la relación entre la altura y la frecuencia de vibración de una cuerda, aunque refiriéndose sólo a los números relativos de vibraciones por segundo correspondientes a diversos intervalos musicales.

En “Harmonía universal”, también publicado en 1636, el clérigo, filósofo y matemático francés Marin Mersenne relaciona la altura con el número real de vibraciones por segundo. Como Galileo, con cuyo trabajo estaba familiarizado, Mersenne supo cómo varía la frecuencia de vibración en función de la longitud de una cuerda tensada (la frecuencia es inversamente proporcional a la longitud) en función de la tensión (es proporcional a la raíz cuadrada de la tensión) y en función de la masa por unidad de longitud (es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de la masa por unidad de longitud). Reuniendo estos datos, tenemos:

frecuencia= k x                      √ tensión

longitud x masa por unidad de longitud

Mersenne halló el factor correcto [k] contando el número de vibraciones por segundo de cuerdas largas, tanto en una cuerda de cáñamo de 27,4 metros y un diámetro de 2,1 mm como en un alambre de bronce de 42,1 metros y un diámetro de 0,5 mm. Estas ideas no fueron tomadas en consideración ni aceptadas de forma inmediata.

Se atribuye a Pitágoras el descubrimiento de la relación numérica entre las longitudes de las cuerdas y los intervalos musicales.

Centrándonos en nuestra escala más usual si tocamos las teclas del piano ascendentemente oiremos como la altura va Subiendo en intervalos iguales. Esa misma sensación de igualdad se obtiene si tocamos sólo las notas “La”; así, entre el La 2 y el La 3 hay la misma “distancia” que entre el La 3 y el La 4. A estas “distancias” se les llama intervalos y se miden mediante una fracción o cociente entre las dos frecuencias involucradas.

El intervalo del octava corresponde a una relación de 2/1, es decir a frecuencia doble corresponde ascenso de octava. Si el La2 tiene una frecuencia del 220 Hz, el La3 será de 440 Hz, y el La4, 880 Hz.. Esto ilustra nuestra percepción logarítmica de altura; mientras la sensación (el intervalo) crece como suma de un número constante, el estímulo (la frecuencia) ha de hacerlo como multiplicación.

En el oído, cada frecuencia excita una zona distinta de la membrana basilar, incluso los intervalos musicales se corresponden con intervalos en milímetros a lo largo del caracol. De todos modos, nuestra percepción de altura no es exactamente logarítmica. En frecuencias muy agudas, por ejemplo, el intervalo de octava es ligeramente superior a 2, cosa que se aprecia fácilmente en los sintetizadores que no han introducido la correspondiente corrección y quedan calantes en el registro agudo. El mínimo intervalo que podemos percibir varía según el registro pero se puede hablar de 1 Cent (1200 cents equivalen a la octava).

Lo antes dicho se aplica a la percepción de altura en sonidos senoidales. En el caso de los sonidos complejos, el oído se comporta como un analizador de Fourier. Si el sonido es armónico las frecuencias de los parciales son proporcionales a los números enteros cada armónico, según su frecuencia, excita la zona correspondiente de la membrana basilar y envía información al cerebro. Este se encarga de realizar la fusión de los armónicos, percibiéndose un sólo sonido con la frecuencia fundamental, incluso oímos ésta, aunque no esté presente en el espectro (lo que se conoce como altura residual). Este análisis armónico se combina también con la percepción de periodicidad de la forma de onda. En el caso de los sonidos inarmónicos la percepción de altura es mucho más compleja y misteriosa; al oído le llegan una serie de frecuencias de las que no es capaz de extraer la fundamental y tampoco hay periodicidad; no obstante, hay sonidos inarmónicos como los de la marimba, xilófono, etc. donde sí se oye una altura definida, que suele corresponder al parcial de más amplitud o al más grave; en fin, queda mucho por investigar todavía en éste terreno.

Intensidad

Es la cualidad que define si un sonido es fuerte o suave respecto a otro; al igual que la altura es un concepto relativo, se puede decir que un sonido es fuerte o suave siempre que se lo relacione con otro. La unidad de medida de la intensidad es el deciBell (dB).

A la fuerza con la que oscila la fuente sonora se le denomina energía de oscilación. La energía de oscilación se representa en la onda sonora como amplitud de onda, y determina la intensidad del sonido.

mayor amplitud de onda                  menor amplitud de onda

sonido más fuerte                           sonido más suave

 

La amplitud es el valor máximo absoluto de la variación de presión, positiva o negativa, de la onda sonora. Está relacionada con nuestra sensación dinámica del sonido y el oído es extremadamente sensible a esta magnitud; así, si la presión atmosférica es 100,000 unidades, el oído puede detectar una variación de presión de 0,00002 unidades que correspondería al sonido más débil o umbral de audición.

Hay varias maneras de medir los niveles de intensidad. La más habitual es la unidad llamada decibells (dB), que es el escalón mínimo de percepción. El decibell es definido como función logarítmica a fin de adecuarse aproximadamente a nuestro comportamiento perceptivo. El oído humano puede percibir intensidades de entre 20 y 120 dB, los sonidos que están por encima de120 dB dañan el oído.

El nivel de audibilidad máxima es menos fácil de establecer: hay una intensidad mínima por debajo de la cual el oído humano no percibe sonido, pero no hay una intensidad máxima por encima de la cual el oído deje de percibir sonido. En ese extremo, las cosas son diferentes. Establecido en el límite inferior de audibilidad el cero convencional de la escala comparativa de decibells, se tendrá un umbral de dolor en un entorno que se sitúa entre 120 y 140 dB, umbral que preanuncia la posibilidad de daños irreparables en el órgano auditivo (que pueden llevar a la sordera total). El susurro de una persona cercana o un murmullo a un metro de distancia estará en torno de los 20 dB. Una conversación normal podrá variar entre los 60 y 70 dB. Una calle con tránsito se situará entre los 80 y 90 dB. Un avión de tipo jet a 15 metros de distancia estará ya en los 120 dB, y un martillo neumático a un metro de distancia sobrepasará este valor en unos 7 u 8 dB.

Sonoridad

La sonoridad es el atributo que nos permite ordenar sonidos en una escala del más fuerte al más débil.

La sonoridad (en inglés = “loudness”) es un atributo vinculado a la intensidad del sonido. No obstante, como vimos cuando estudiamos el umbral de audibilidad, la sonoridad no depende sólo de la intensidad de un sonido, sino también de su frecuencia. Más allá de ello, la sonoridad depende también de otras variables, como pueden ser el ancho de banda, el contenido de frecuencias y la duración del sonido.

Nivel de sonoridad

Una forma práctica de abordar el problema de la sonoridad es medir el nivel de sonoridad, es decir, determinar cuándo un sonido es igual de fuerte que otro.

Las curvas de igual sonoridad, establecidas por primera vez por Munson y Fletcher en 1930 (figura 02) y recalculadas posteriormente por Robinson y Dadson (figura 06), muestran la relación que debe existir entre las frecuencias e intensidades (o presión sonora) de dos sonidos senoidales para ser percibidos igual de fuertes, es decir, con la misma sonoridad.

Los sonidos senoidales contenidos a lo largo de cada curva tienen la misma sonoridad. Esta dependencia de la frecuencia estaría dada principalmente por las características de transferencia del oído externo y el medio. También debe notarse que a medida que aumenta el nivel de presión sonora las curvas se hacen más planas, es decir, la dependencia de la frecuencia es menor a medida que aumenta el nivel de presión sonora.

El nivel de sonoridad de un sonido cualquiera (complejo) se determina comparando su sonoridad con la de un sonido senoidal.

Para 1 kHz se ha definido que el nivel de presión sonora (en dB) corresponde al nivel de sonoridad (en fon = phon). Así 0 dB es igual a 0 fon y 120 dB es igual a 120 fon. Eso siempre para sonidos senoidales con frecuencias de 1 kHz. Obsérvese, por ejemplo, que un sonido senoidal con (aproximadamente) una frecuencia = 90 Hz y un nivel de intensidad = 40 dB sigue teniendo un nivel de sonoridad = 0 fon.

Las curvas mostradas son válidas para el campo sonoro directo. Nuestro sistema auditivo no es sensible por igual a sonidos provenientes de diferentes direcciones. Esa dependencia de la dirección depende, a su vez, también de la frecuencia. Es por eso que las curvas de igual sonoridad no serán iguales en el campo sonoro directo y en el campo sonoro difuso, es decir, en una situación -que es la más usual- en la que el sonido venga de todas direcciones.

Tanto los umbrales absolutos de los sonidos como la sonoridad dependen de la duración de los mismos.

Para sonidos más largos que 500 ms el umbral parece ser independiente de la duración. Para sonidos más cortos que los 200 ms la intensidad necesaria para detectar un sonido crece de manera inversamente proporcional a la duración del sonido.

Duración

Se refiere al lapso de tiempo durante el cual percibimos un sonido. Está determinada fundamentalmente por las características de la fuente sonora. En este sentido tenemos varias posibilidades:

a)    En algunos casos la fuente sonora permite que se le pueda aplicar energía en forma continua luego del estímulo inicial (ej: violín, gaita). Aquí la duración del sonido depende del tiempo durante el cual le apliquemos energía.

b)    En otros casos el sonido se extingue progresivamente (ataque y caída). En estas fuentes sonoras, el sonido puede apagarse rápidamente (por ejemplo un tambor), o puede prolongarse unos cuantos segundos (por ejemplo en la guitarra). En este tipo de fuente sonora también incide en la duración del sonido la fuerza que se le aplica a dicha fuente sonora.

a)

b)

Hay un umbral inferior situado alrededor del 1/15 de segundo, por debajo del cual se hace difícil discernir sonidos sucesivos. El umbral superior es, en principio, indeterminado. En materia de duración, los limites son más sicológicos que físicos.

El papel de lo psicológico en nuestra percepción de los fenómenos acústicos es muy importante. Nuestro sistema perceptivo puede dejar de oír un sonido que no le interesa. 0 bien puede establecer una audición selectiva.

Existe una duración objetiva, que es la duración de los sonidos posible de ser medida físicamente. La unidad usada suele ser el segundo. Pero existe también una duración subjetiva que es la duración que nosotros percibimos en los sonidos. Suele usarse la unidad “dura” y se ha definido a 1 dura como la duración subjetiva de un sonido senoidal de 1 kHz, con 60 dB de SPL y 1 s de duración objetiva. Duplicando y reduciendo a la mitad podemos determinar la relación existente entre las duraciones objetivas y subjetivas.

La siguiente figura muestra la relación entre la duración objetiva y la subjetiva (en escalas logarítmicas). Puede observarse que la relación de proporcionalidad (curva de 45º) se mantiene para sonidos de duración más larga, pero que a partir de los 100 ms de duración objetiva, la duración subjetiva aumenta un poco con respecto a la objetiva.

Timbre

En general se puede decir que el timbre permite diferenciar dos sonidos de igual altura, intensidad y duración pero de procedencia diversa. Depende del grado de complejidad del movimiento oscilatorio que lo origina, que se refleja en la forma de la onda. El timbre nos permite diferenciar las fuentes sonoras de donde proviene un sonido.

Se puede hablar de timbre en tres niveles:

general: cuando distingue elementos de distintas clases. Ej: diferencia una guitarra de una flauta

parcial: cuando distingue elementos de una misma clase. Ej: diferencia tipos de guitarras

particular: cuando distingue las posibilidades de un único elemento dentro de una clase dada. Ej: diferencia los distintos modos de tocar una guitarra: pulsando las cuerdas, con o sin púa, golpeando la caja, etc.

Los principales factores que influyen en la determinación del timbre son:

-la envolvente espectral, es decir, la intensidad relativa de los parciales;

-la envolvente dinámica, en particular la conjunción de las envolventes dinámicas de cada uno de los parciales; También se le llama envolvente temporal (no confundirla con la espectral) es la línea imaginaria que une los puntos de amplitud máxima de la onda en el tiempo. En el sonido de una trompeta, por ejemplo, se pueden apreciar tres fases: el ataque, que es cuando el sonido crece, el estado estable, donde la amplitud se mantiene y la caída, cuando el sonido se apaga. Cada instrumento tiene su propio tipo de envolvente, lo cual ayuda a identificar su timbre; por ejemplo, la envolvente de la marimba y muchos instrumentos de percusión tiene un ataque muy rápido seguido de la caída sin estado estable; en el piano el ataque es más lento que en los instrumentos de percusión y también se extingue rápidamente; en las cuerdas y vientos el ataque es más lento y hay un estado estable.

-los transitorios, que son parciales de muy corta duración que se generan en el ataque, pero también en la caída de un sonido. Ello hace que todos los sonidos tengan siempre una componente de ruido.

El timbre es un fenómeno dinámico, quiere decir que varía en el tiempo. Esto se debe a la evolución de las envolventes dinámicas de cada uno de los parciales que hace que la envolvente espectral (es decir, la intensidad relativa de los parciales) sea distinta en cada momento.

La envolvente tímbrica es la superficie que generan las envolventes dinámicas de todos los parciales que componen ese sonido. Helmoltz descubrió que el timbre está también determinado por la forma de onda y su espectro, es decir, por el número de armónicos presentes y sus intensidades respectivas. Por ejemplo, el violín suena más brillante que la flauta porque sus armónicos agudos tienen más intensidad; el clarinete suena hueco porque sus armónicos pares son débiles, etc. Especialmente importantes son los formantes, que son picos o zonas más prominentes del espectro; la voz, por ejemplo, tiene de 3 a 5 formantes, y las distintas vocales corresponden a distintas posiciones de los formantes en el rango de frecuencias.

En cuanto a la percepción del timbre, se lo suele caracterizar con términos visuales: brillante, opaco, etc.

Espacialidad

La espacialidad no se considera un parámetro sonoro en la medida de los anteriores, es percibida en función de varios factores: la intensidad relativa entre el sonido original y la resonancia del mismo sonido en el espacio, nuestra experiencia de la variación tímbrica de ese tipo de sonido con el aumento o disminución de la distancia, la proporción de las intensidades con que llega a cada uno de nuestros oídos, el defasaje de los instantes de incidencia en uno y otro. La percepción espacial se modifica, entre otras cosas, con la altura del sonido, que resulta menos localizable en frecuencias graves, y más nítido en su ubicación en frecuencias agudas. A la espacialidad se agrega el eventual movimiento, es decir, la variabilidad de ubicación de aquello que suena en el espacio. La eclosión de las técnicas electroacústicas de composición en la segunda mitad del siglo XX ha permitido trabajar la posibilidad de desplazamiento espacial de los sonidos en el transcurso del tiempo como una posibilidad real de comportamiento musical de éstos.


El sonido y la percepción

Sistema auditivo

La función de nuestro sistema auditivo es, esencialmente, transformar las variaciones de presión originadas por la propagación de las ondas sonoras en el aire en impulsos eléctricos (variaciones de potencial), información que los nervios acústicos transmiten a nuestro cerebro para la asignación de significados.

Podemos dividir el sistema auditivo en:

sistema auditivo periférico y

sistema auditivo central.

Sistema Auditivo Periférico

El órgano sensorial de la audición se denomina oído. Podemos distinguir en el sistema auditivo el oído externo, el medio y el interno. Está constituido por tres partes. El oído externo y medio producen la conducción y transducción de las oscilaciones de presión del aire en movimientos mecánicos amplificados de un medio sólido. El oído interno convierte tales movimientos en señales eléctricas que transmite al cerebro produciendo la sensación sonora.

El sistema auditivo periférico cumple funciones en la percepción del sonido, esencialmente la transformación de las variaciones de presión sonora que llegan al tímpano en impulsos eléctricos (o electroquímicos), pero también desempeña una función importante en nuestro sentido de equilibrio.

Oído externo

El oído externo está compuesto por el pabellón, que concentra las ondas sonoras en el conducto, y el conducto auditivo externo que desemboca en el tímpano.

La ubicación lateral de los pabellones derecho e izquierdo en el ser humano ha hecho casi innecesaria la capacidad de movimiento de los mismos, a diferencia de lo que sucede en muchos otros animales que tienen una amplia capacidad de movimiento de los pabellones, pudiendo enfocarlos en la dirección de proveniencia del sonido. De esta manera se contribuye a la función del pabellón, que es la de concentrar las ondas sonoras en el conducto auditivo externo.

La no linealidad de las funciones de transferencia del oído comienzan ya en el pabellón, ya que por sus características éste tiene una frecuencia de resonancia entre los 4.500 Hz y los 5.000 Hz.

El canal auditivo externo tiene unos 2,7 cm de longitud y un diámetro promedio de 0,7 cm. Al comportarse como un tubo cerrado en el que oscila una columna de aire, la frecuencia de resonancia del canal es de alrededor de los 3.200 Hz.

Oído medio

El oído medio está lleno de aire y está compuesto por el tímpano (que separa el oído externo del oído medio), los osículos (martillo, yunque y estribo, una cadena ósea denominada así a partir de sus formas) y la trompa de Eustaquio.

El tímpano es una membrana que es puesta en movimiento por la onda (las variaciones de presión del aire) que la alcanza. Sólo una parte de la onda que llega al tímpano es absorbida, la otra es reflejada. Se llama impedancia acústica a esa tendencia del sistema auditivo a oponerse al pasaje del sonido. Su magnitud depende de la masa y elasticidad del tímpano y de los osículos y la resistencia friccional que ofrecen.

La parte central del tímpano oscila como un cono asimétrico, al menos para frecuencias inferiores a los 2.400 Hz. Para frecuencias superiores a la indicada las vibraciones del tímpano ya no son tan simples, por lo que la transmisión al martillo es menos efectiva.

Los osículos (martillo, yunque y estribo) tienen como función transmitir el movimiento del tímpano al oído interno a través de la membrana conocida como ventana oval. Dado que el oído interno está lleno de material linfático, mientras que el oído medio está lleno de aire, debe resolverse un desajuste de impedancias que se produce siempre que una onda pasa de un medio gaseoso a uno líquido. En el pasaje del aire al agua en general sólo el 0,1% de la energía de la onda penetra en el agua, mientras que el 99,9% de la misma es reflejada. En el caso del oído ello significaría una pérdida de transmisión de unos 30 dB.

El oído interno resuelve este desajuste de impedancias por dos vías complementarias. En primer lugar la disminución de la superficie en la que se concentra el movimiento. El tímpano tiene un área promedio de 69 mm^2, pero el área vibrante efectiva es de unos 43 mm^2. El pie del estribo, que empuja la ventana oval poniendo en movimiento el material linfático contenido en el oído interno, tiene un área de 3,2 mm^2. La presión (fuerza por unidad de superficie) se incrementa en consecuencia en unas 13,5 veces.

Por otra parte el martillo y el yunque funcionan como un mecanismo de palanca y la relación entre ambos brazos de la palanca es de 1,31 : 1. La ganancia mecánica de este mecanismo de palanca es entonces de 1,3, lo que hace que el incremento total de la presión sea de unas 17,4 veces. El valor definitivo va a depender del área real de vibración del tímpano. Además, los valores pueden ser superiores para frecuencias entre los 2.000 Hz y los 5.000 Hz, debido a la resonancia del canal auditivo externo y a las frecuencias de resonancia características de los conos asimétricos, como lo es el tímpano. En general entre el oído externo y el tímpano se produce una amplificación de entre 5 dB y 10 dB en las frecuencias comprendidas entre los 2.000 Hz y los 5.000 Hz, lo que contribuye de manera fundamental para la zona de frecuencias a la que nuestro sistema auditivo es más sensible.

Los músculos en el oído medio (el tensor del tímpano y el stapedius) pueden influir sobre la transmisión del sonido entre el oído medio y el interno. Como su nombre lo indica, el tensor del tímpano tensa la membrana timpánica aumentando su rigidez, produciendo en consecuencia una mayor resistencia a la oscilación al ser alcanzada por las variaciones de presión del aire.

El stapedius separa el estribo de la ventana oval, reduciendo la eficacia en la transmisión del movimiento. En general responde como reflejo, en lo que se conoce como reflejo acústico.

Ambos cumplen una función primordial de protección, especialmente frente a sonidos de gran intensidad. Lamentablemente la acción de esos músculos no es instantánea de manera que no protegen a nuestro sistema auditivo ante sonidos repentinos de muy alta intensidad, como pueden ser los estallidos o impulsos. Por otra parte, se fatigan muy rápidamente de manera que pierden eficiencia cuando nos encontramos expuestos por largo rato a sonidos de alta intensidad.

La acción de estos músculos tienen el efecto de un filtro, por cuanto se ofrece una mayor resistencia a la transmisión de frecuencias menores (más graves), favoreciendo por consiguiente las frecuencias mayores (más agudas), que suelen ser portadoras de un mayor contenido de información útil para el ser humano, tanto en el habla como en situaciones de la vida cotidiana.

También el aire que llena el oído medio es puesto en movimiento por la vibración del tímpano, de manera que las ondas llegan también al oído interno a través de otra membrana, la ventana redonda. No obstante la acción del aire sobre la ventana redonda es mínima en la transmisión de las ondas con respecto a la del estribo sobre la ventana oval. De hecho, ambas ventanas suelen moverse en sentidos opuestos, funcionando la ventana redonda como una suerte de amortiguadora de las ondas producidas dentro del oído interno.

La trompa de Eustaquio comunica con la parte superior de la faringe y por su intermedio con el aire exterior. Una de sus funciones es mantener un equilibrio de presión a ambos lados del tímpano.

Oído interno

Si en el oído externo se canaliza la energía acústica y en el oído medio se la transforma en energía mecánica transmitiéndola -y amplificándola- hasta el oído interno, es en éste en donde se realiza la definitiva transformación en impulsos eléctricos.

El laberinto óseo es una cavidad en el hueso temporal que contiene el vestíbulo, los canales semicirculares y la cóclea (o caracol). Dentro del laberinto óseo se encuentra el laberinto membranoso, compuesto por el sáculo y el utrículo (dentro del vestíbulo), los ductos semicirculares y el ducto coclear. Este último es el único que cumple una función en la audición, mientras que los otros se desempeñan en nuestro sentido del equilibrio.

El oído interno está inmerso en un fluido viscoso llamado endolinfa cuando se encuentra en el laberinto membranoso y perilinfa cuando separa los laberintos óseo y membranoso.

La cóclea (o caracol) es un conducto casi circular enrollado en espiral (de ahí su nombre) unas 2,75 veces sobre sí mismo, de unos 35 mm de largo y unos 1,5 mm de diámetro como promedio. El ducto coclear divide a la cóclea en dos secciones, la rampa vestibular y la rampa timpánica.

El movimiento de la membrana basilar afecta las células ciliares (también llamadas capilares o pilosas) del órgano de Corti que al ser estimuladas (deformadas) generan los impulsos eléctricos que las fibras nerviosas (nervios acústicos) transmiten al cerebro. Puede haber hasta cinco filas de células ciliares en el órgano de Corti, constando las más largas de unas 12.000 células en fila.

La membrana basilar no llega hasta el final de la cóclea dejando un espacio para la intercomunicación del fluido entre la rampa vestibular y la timpánica, llamado helicotrema que tiene aproximadamente unos 0,3 mm^2 de superficie. La membrana basilar se deforma como producto del movimiento del fluido linfático dentro de la cóclea. El punto de mayor amplitud de oscilación de la membrana basilar varía en función de la frecuencia del sonido que genera su movimiento, produciendo así la información necesaria para nuestra percepción de la altura del sonido. Las frecuencias más altas son procesadas en el sector de la membrana basilar más cercano al oído medio y las más bajas en su sector más lejano (cerca del helicotrema). La cantidad de células ciliares estimuladas (deformadas) y la magnitud de dicha deformación determinaría la información acerca de la intensidad de ese sonido.

A partir del movimiento de la membrana basilar que deforma las células ciliares del órgano de Corti se generarían patrones característicos de cada sonido que los nervios acústicos transmiten al cerebro para su procesamiento.

Transmisión ósea

Además de a través del oído medio (el tímpano, los osículos), las ondas sonoras llegan al oído interno directamente por medio de la oscilación de los huesos del cráneo.

Ello es fácilmente comprobable si colocamos un diapasón vibrando sobre el parietal o sobre el hueso mastoideo (detrás del pabellón).

Dado que el oído interno se encuentra inserto en una cavidad del hueso temporal las oscilaciones del cráneo hacen entrar en oscilación directamente el fluido linfático, de una manera que no está totalmente clara aún. Lo que sí resulta evidente es que cualquiera de las dos formas de transmisión de las ondas es igualmente efectiva, sirviendo la transmisión ósea como medio alternativo cuando hay enfermedades en el oído medio.

La transmisión ósea es también la responsable de que escuchemos nuestra voz con un timbre distinto al que lo escucha el resto de las personas.

Sistema Auditivo Central

El sistema auditivo central está formado por los nervios acústicos y los sectores de nuestro cerebro dedicados a la audición. Se trata también de la parte de nuestro sistema auditivo de la que menos se conoce. Esto es consecuencia de nuestro escaso conocimiento del cerebro y su funcionamiento en general.

A menudo ignorado, el sistema auditivo central es fundamental en nuestra audición, ya que es allí donde se procesa la información recibida y se le asignan significados a los sonidos percibidos, ya sea que pertenezcan a la música, al habla u otros.

El nervio auditivo contendría alrededor de 30.000 neuronas y su función principal es la de transmitir los impulsos eléctricos al cerebro para su procesamiento. Pero también parecen existir otras vías que conducen impulsos desde el cerebro hasta la cóclea. No se sabe mucho de estas neuronas descendentes, pero aparentemente servirían para ayudar a una especie de ajuste de sintonía fina en la selectividad de frecuencia de las células ciliares e incrementar las diferencias de tiempo, amplitud y frecuencia entre ambos oídos.

Cerebro

El cerebro es un órgano electroquímico y su conformación actual en el ser humano es el resultado de transformaciones sufridas a lo largo de millones de años de evolución. No obstante, es una de las partes del cuerpo humano sobre las cuales más se ignora.

En el cerebro hay miles de millones de neuronas, que son esencialmente similares a todas las demás células, pero que tienen la particularidad de recibir y transmitir impulsos eléctricos.

Cada neurona está comunicada con decenas de miles de otras neuronas, conformando todas ellas una red (redes neurales) de intercomunicación sumamente complicada. Mientras que ya cuando nacemos poseemos la totalidad de las neuronas, las conexiones entre ellas son el producto de procesos de aprendizajes. Esta capacidad de cooperar (trabajar en redes) de millones de pequeñas unidades de procesamiento serían la causa de la alta eficacia y la potencia en el funcionamiento de nuestro cerebro.

A partir de la deformación de las células ciliares en el órgano de Corti y a través de los nervios acústicos, el cerebro recibe patrones que contienen la información característica de cada sonido y los compara con otros almacenados en la memoria (la experiencia pasada) a efectos de identificarlos. Aparentemente, si el patrón recibido difiere de los patrones almacenados, el cerebro intentaría igualmente adaptarlo a alguno de los conocidos, al que más se le parezca. Esto es notable por ejemplo en la percepción de series armónicas. Si recibimos un número determinado de frecuencias aisladas, nuestro cerebro intentará relacionarlas, identificándolas como parte de una serie armónica (aún cuando no lo sean), generando incluso la percepción de la altura determinada por su frecuencia fundamental, aunque ésta no esté físicamente presente y aunque la membrana basilar no esté oscilando en el punto correspondiente a dicha frecuencia.

La memoria es una de las funciones más importantes de nuestro cerebro. Cada hecho a ser almacenado en la memoria es separado en partes y se guarda de manera asociativa (modelos asociativos) en diferentes conjuntos de neuronas interconectadas entre sí, de manera que su ubicación física está distribuida a lo largo de diversas partes de nuestro cerebro.

Si el patrón recibido no existe y no es posible encontrar alguno que se le parezca, el cerebro tendrá la opción de desecharlo o de almacenarlo (funciones de las memorias de corto, mediano y largo plazo) convirtiéndolo en un nuevo patrón de comparación.

Aparentemente existirían en el cerebro al menos tres niveles diferenciados de procesamiento de los datos que transmiten los nervios acústicos. En un primer nivel el cerebro identificaría el lugar de procedencia del sonido (asociación de lugar, localización). En un segundo nivel el cerebro identificaría el sonido propiamente dicho, es decir, sus características tímbricas. Recién en un nivel posterior se determinarían las propiedades temporales de los sonidos, es decir su valor funcional a partir de su ubicación en el tiempo y su relación con otros sonidos que lo preceden y lo suceden, hecho de particular importancia en sistemas acústicos de comunicación como el habla (la lengua hablada) o la música.

Hemisferios cerebrales

El cerebro está dividido en los hemisferios derecho e izquierdo. Por alguna razón no totalmente aclarada los nervios se cruzan en la médula espinal de manera que cada hemisferio del cerebro controla esencialmente el lado opuesto del cuerpo. Cada hemisferio se especializa en la realización de funciones determinadas. Todo parecería indicar que en el hemisferio izquierdo se localizan los centros que controlan el lenguaje y las funciones lógicas, mientras que en el derecho se concentran aquellas funciones no verbales, las actividades artísticas y las funciones emotivas.

De igual manera cada uno de los hemisferios cumple funciones diferenciadas en el procesamiento de los sonidos recibidos. El cerebro es capaz de distinguir las características estructurales de los sonidos y, básicamente, el predominio de uno u otro hemisferio depende precisamente de la estructura de dicho sonido.

En el caso de la música el procesamiento se llevaría a cabo en el hemisferio derecho. Sin embargo, hay quienes afirman que esto sólo sería cierto en el caso de los individuos que no son músicos. Las personas con formación y entrenamiento musical, al tener la capacidad de acceder al fenómeno musical desde un punto de vista más analítico, procesarían esta información en el hemisferio izquierdo, que es el que se especializa en las funciones del razonamiento lógico.

Por otra parte, experimentos realizados han mostrado que la especialización de uno u otro hemisferio cerebral en determinadas funciones, como por ejemplo la percepción, procesamiento y asignación de significados a sonidos específicos, guardaría una relación directa con la lengua materna de cada individuo.

La sensibilidad auditiva es sinónimo de agudeza . Se expresa en dB(HL), decibeles de pérdida auditiva, que recogen el nivel audible mínimo a partir del cual la sensación es identificada por un escucha. La audición normal es la sensibilidad de un grupo de personas esencialmente representativas de la población.  La curva normal de la sensibilidad auditiva no es plana. La sensibilidad es más reducida en los extremos de la región de audiofrecuencia y máxima en la zona de 1 a 4 kHz.

Se define por tolerancia a la aptitud del aparato auditivo para soportar una gama de niveles de presión acústica sin alteración de la capacidad funcional del mismo.  Existen ciertos mecanismos de protección del oído contra los niveles sonoros elevados. A niveles sobre los 80 dB de sonoridad, aparece el reflejo estapadial que reduce la sensibilidad auditiva en unos 10 dB(HL) promedio en frecuencias sobre 1 kHz y llega hasta 50 dB en personas sensibles, sin embargo es ineficaz en sonido impulsivo pues reclama el transcurso de algunas milésimas de segundo para establecerse. Los músculos pequeños se relajan gradualmente para contraerse con un cambio de frecuencia.

Ecología acústica

El origen de las pérdidas auditivas se vincula a dos mecanismos diferentes. Uno responde al principio de dosis en que la duración y la intensidad del sonido constituyen factores de riesgo. El segundo mecanismo es el daño por sonido impulsivo.

Se ha señalado que el ruido puede evocar muchas clases de reflejos, particularmente cuando éste tiene carácter desconocido e inesperado, en el marco de un así llamado “sistema de proyección difusa”, el cual  conduce  la  señal  nerviosa evocada por el  sonido  hacia  el  tallo  cerebral , a  la  formación  reticular  y   de  aquí  a diferentes   subcentros  de  la  región  hipotalámica.

El ruido da lugar a diferentes reacciones a lo largo del eje hipotalámico-adrenal-hipofisiario incluyendo un incremento en la liberación de la hormona adenocorticotrópica (ACTH) y una elevación de los niveles de corticosteroides.

Se plantean dos niveles endocrinos de acción del ruido: uno caracterizado por la reacción del ACTH y el cortisol y otro por el incremento de adrenalina y noradrenalina en sangre. El predominio de uno u otro dependen del tipo de exposición al ruido.

Algunas evidencias indican, a diferencia de la exposición aguda, que la exposición crónica al ruido no modifica los niveles basales del eje tiroideo-hipofisiario, lo que sugiere la adaptación del ACTH a la exposición repetida al ruido. El eje adrenal-pituitario muestra adaptación al estrés crónico por ruido. Sin embargo, la respuesta tiroideo-pituitaria no muestra adaptación. El sistema inmune puede devenir hiporeactivo con niveles elevados de cortisol en plasma.

De este modo el ruido es considerado un factor de estrés para el hombre. En el decursar de los estadios del estrés aparece una influencia sobre el estado inmunológico de los individuos y sobre el surgimiento, desarrollo y desenlace de las enfermedades.

Desde el punto de vista de la acción del sonido sobre el sistema nervioso central se describe primariamente una reacción de activación modulada por una capacidad de adaptación.  La reacción de activación estaría compuesta por una fase de orientación y otra defensiva. La primera aparecería con niveles más reducidos de estimulación acústica, la segunda con niveles más elevados.  La reacción de sobresalto, como fase aguda de la reacción de activación, aparece con sonidos de impulso y no sufre habituación.

En el marco de la conexión de los socio-ritmos con los bio-ritmos aparecen los sucesos sonoros. Su influjo puede contribuir a o interferir la marcha de los procesos del sistema nervioso autónomo y los equilibrios entre el organismo y su entorno.

Algunas investigaciones destacan la influencia del ruido como promotor de ansiedad y modulador de las neurosis y no se descarta su influencia sobre pacientes psicóticos.  Pero la molestia es probablemente la reacción psíquica del hombre más ostensible ante el sonido en el escenario urbano y la intensidad de esta molestia, según se califica probabilísticamente por grupos expuestos, ha servido para fundamentar normas de inmisión en el ámbito comunal que protegen a una fracción mayoritaria de la población expuesta. No obstante, la reacción de molestia está mediatizada por diversos factores psicosociales.

En tanto, la exposición breve al sonido produciría molestia en dependencia de la audibilidad, las exposiciones largas se relacionarían a la distribución del nivel sonoro en el tiempo. La búsqueda de índices de contaminación sonora, basados en las relaciones del nivel sonoro y la molestia inducida, han incluido factores como la hora del día, fuente de sonido, escenario y propósito de la medición. En diversas ocasiones la molestia de la población se refleja en las quejas. Ellas denotan estado de opinión y se toman como preámbulo de acción social.

Es necesario destacar que el sonido porta información y que a esta última “per se” le corresponde una cierta carga nerviosa a cuenta de la decodificación, análisis y proyección de significados que ella conlleva junto a los códigos de acción que promueve. Pero es evidente que a esta carga contribuyen las percepciones del resto de los sentidos y en general el estado de comunicación del sujeto con su medio, el cual depende no sólo de la circunstancia que el sujeto vive sino también de sus propios condicionamientos como individuo. Desde el punto de vista del rendimiento laboral el sentimiento de carga parece jugar un papel en las variaciones del ritmo de trabajo y en la fatiga del trabajador.

Dependiendo de los significados de los estímulos y el estado psico-fisiológico, el sistema sensorial humano podría recibir más información de la que puede procesar por unidad de tiempo, lo que conduciría a un filtrado de las sensaciones que suprimiría la percepción monótona, aun siendo relevante en tareas de vigilancia, o alteraría la habilidad de discriminación con los estados de excitación, depresión, estrés o fatiga y se supeditaría a una fluctuación de su eficacia por estímulos irrelevantes que demanden atención.

Las tareas que involucran señales auditivas pueden ser interferidas con el ruido por enmascaramiento de la percepción. La duración y la intensidad del sonido en general pueden influir en el rendimiento expresado como actividades de control, rapidez de reacción, aprendizaje, memoria e inteligencia. Sin embargo, en términos de proceso productivo la estimulación sonora puede dar lugar a resultados controversiales, como el aumento de productos terminados en la jornada pero también en el número de fallos por lotes. Las actividades más afectadas por el ruido son las tareas de vigilancia, información y procesos analíticos. Las tasas de accidentes podrían constituir indicadores de efectos del ruido en la industria.

La actividad intelectiva parece influida por el escenario sonoro en que el hombre se desenvuelve. La concentración y la memoria a corto plazo pueden reducirse con el nivel sonoro y el aprendizaje puede afectarse si el sonido compite en el escaso número de canales disponibles para la entrada de información.

Una de las funciones biológicas más susceptibles al ruido es el sueño. Así las personas que residen en ambientes ruidosos pueden presentar insomnio y cansancio al despertar, lo que puede afectar el rendimiento del día. El registro electroencefalográfico revela que los individuos que duermen con ruido tienen episodios REM menos numerosos y prolongados, siendo afectados los procesos restaurativos del sueño. El momento de aparición del ruido en el sueño, la sensibilidad del individuo, el estímulo acústico y la adaptación al ruido son factores que influyen en el efecto de interferencia.

La sensibilidad al sonido de diferentes subsistemas fisiológicos sigue el orden: EEG, sistema cardiovascular (frecuencia cardíaca y vasoconstricción periférica), cambios en la resistencia de la piel, ritmo respiratorio y conducta motora.

Todos estamos inmersos en una realidad sonora que en los últimos tiempos se ha modificado peligrosamente por el aumento del ruido. El signo de la modernidad y del desarrollo económico y tecnológico es justamente la casi permanente exposición a sonidos que alcanzan riesgosos niveles de intensidad.

Esto nos enfrenta a la posibilidad de daños físicos irreparables en nuestro sistema auditivo y también a cambios en nuestras conductas, afectando especialmente las formas de relación y comunicación interpersonales. Algunos estudios sobre este problema han propuesto el concepto de violencia acústica: la violencia ejercida a través del sonido.

Esta violencia puede presentar en muy diversas formas: de expresiones en una conversación, pasando por la música que escucha nuestro vecino y que se filtra por la pared, hasta el estrépito constante de una ciudad. Es importante distinguir que no todos los casos de violencia acústica son intencionales. En muchos casos el o los “agresores” no son concientes que están ejerciendo una forma de violencia.

Estudiar estos problemas no se limita a la realización de un diagnóstico, sino que aportan líneas para proponer modificaciones en pro de una mejora de la calidad de vida. Nuevos diseños acústicos, desarrollo de reglamentaciones que controlen los niveles sonoros, etc. son un ejemplo de posibles proyecciones de estos estudios.

Pero lo principal es la toma de conciencia sobre las condiciones de nuestra realidad sonora, principalmente en el entorno urbano. Y a partir de ella la construcción de una actitud responsable, asumiendo cada uno un rol protagónico en los cambios en nuestra calidad

La audibilidad

Es el reflejo biológico de un sonido. Existe cierta región de frecuencia que delimita las fronteras de la audición humana, tal es la que se encuentra entre 16 y 20000 Hz. Los sonidos con frecuencias menores a la cota inferior se denominan infrasonidos y con frecuencias mayores a la cota superior ultrasonidos. En cuanto a la amplitud del sonido, la unidad básica de la audibilidad es el sone. De otra parte, la unidad de nivel de audibilidad es el fono.  Por razones prácticas como medidas reflejas de audibilidad se toman “isocontornos de ponderación de frecuencia” con los que se definen decibells A –para bajas audibilidades-, B –para intermedias- y C –para altas-. Por convención, en salud ambiental se emplean los decibeles A.

Entorno Sonoro

Todo ambiente o espacio natural y/o social presenta ciertos rasgos particulares en su topografía, hidrografía, clima, urbanización -vías de comunicación y transporte, edificaciones, etc. -, organización social, producciones artísticas, y muchos otros aspectos más.

Las características específicas de esos rasgos determinarán las condiciones propias de ese ambiente o espacio, estableciendo las diferencias y/o  similitudes con otros ambientes próximos o distantes. La definición de cada rasgo dependerá también de variables como: los años, las décadas, los siglos y sus características socio-culturales particulares.

Paisaje sonoro

Las investigaciones sobre paisaje sonoro fueron iniciadas en la década del 60 del pasado siglo XX por el investigador y compositor R. Murray Schafer en la Universidad Simon Fraser de Canadá.

Diferenciamos el concepto de paisaje sonoro y el de entorno sonoro entendiendo al primero como una representación del entorno. Dicha representación puede ser una grabación, una reconstrucción o una descripción de un entorno sonoro determinado.

Todo paisaje sonoro debe entenderse como un fenómeno esencialmente dinámico, cambiante como cambiante es la realidad humana. En este sentido podemos hablar de una mutua influencia, el paisaje sonoro es parte de la sociedad y es a su vez su propio reflejo.

En este fenómeno el ser humano es el principal protagonista y el agente directo que opera sobre y desde el ambiente modificándolo a través de su acción cultural. Esta acción puede tener muchas direcciones, pero las históricamente más fuertes, especialmente en nuestra cultura occidental, han oscilado entre la destrucción y la preservación. Como decía Murray Schafer:

“Nosotros somos miembros de la audiencia de una sinfonía universal  del paisaje sonoro, pero además somos los intérpretes y a la vez compositores de esa misma sinfonía universal. Esto nos vuelve no sólo protagonistas sino los responsables directos de los aspectos positivos de cada paisaje, y de los aspectos negativos.

Por esta razón es imprescindible, y en muchos casos urgente, entender el paisaje sonoro a fin de poder comprender el mundo y la comunidad en la que estamos viviendo. De esta forma es posible trabajar para cambiar la realidad, apuntado a la mejora de nuestras condiciones de vida.”