Tecnología Musical Sesión 1: Fundamentos de Acústica

Bien sabido es que la acústica es una rama de la física que se dedica al estudio del sonido. En un curso de tecnología musical es conveniente conocer algunos de los principios fundamentales de la acústica para un mejor manejo de las herramientas tecnológicas que se usan en la música.
No es necesario volverse expertos en este campo de la física, únicamente se verán ciertos conceptos de forma general, estos son: Onda sonora, frecuencia y amplitud.

Onda Sonora

Se define como onda sonora al resultado de cambio de presión en algún medio como agua, aire o cualquier otro cuerpo líquido o sólido. Por lo general ese cambio de presión es producido por el movimiento vibratorio de algún cuerpo.
Y que estamos hablando de música vamos a ejemplificar este fenómeno utilizando el instrumento musical más común: la voz humana.
Imaginen a una persona cantando, imaginen ahora que pudiéramos ver el efecto que su voz causa en el aire. El aire aparentaría moverse hacia delante y hacia atrás de manera constante. Ese mismo fenómeno ocurre con cualquier cuerpo que tenga capacidad de vibrar por ejemplo un diapasón. La imagen de abajo nos ejemplifica como se movería el aire al hacer vibrar un diapasón.

Fig. 1 “Onda Sonora”

Como cualquier fenómeno físico, la onda sonora se puede analizar cuantitativamente, es decir, hay manera de medirla. Si se hiciera una gráfica de la onda con respecto al tiempo tendríamos una figura con la siguiente forma:

Fig 2. “Gráfica de onda”

La gráfica como bien podemos ver está formada por una figura repetitiva de picos, denotados en el dibujo por la palabra “high” y valles denotados por “low”. Estos picos y valles representan la intensidad del sonido, es decir mientras más fuerte sea el sonido más grande será la altura del pico y mientras más quedo sea la altu7ra del pico será menor. Cuando se habla de ondas, el término que se usa para definir dicha altura de pico se conoce como Amplitud y se mide en decibeles (dB).

Fig 3. “Periodo o ciclo”

En la figura podemos observar también que el patrón de onda tiende a repetirse, la figura 3 muestra encerrados en recuadros esos patrones repetitivos, ese patrón se repite en un determinado lapso de tiempo y se conoce como ciclo o periodo. Si miramos nuevamente la figura tres vemos que tenemos 3 periodos. Si hablamos de sonido no nos interesa conocer un solo periodo dado que en una onda sonora aparecen muchísimos periodos o ciclos por lo que se considera evaluar el número de ciclos que ocurren en un tiempo determinado. Para medir el número de ciclos en un tiempo determinado nos valemos del concepto de Frecuencia su unidad métrica son los Herz (Hz).

La frecuencia es un término que ocupamos en nuestra vida diaria, por ejemplo ustedes como alumnos toman la clase de tecnología musical una vez cada semana (siempre y cuando venga el maestro), esa sería la frecuencia con la que toman la clase y el periodo o ciclo corresponde al momento en que ustedes están sentados escuchando al fulano parado frente al pizarrón hablando de conceptos un poco extraños para un músico.

Al igual que la amplitud corresponde a la intensidad del sonido la frecuencia tiene una correspondencia acústica al tono o altura del sonido, es decir que tan grave o tan agudo es el sonido.

“Las frecuencias bajas corresponden a sonidos graves y las frecuencias altas
corresponden a sonidos agudos”

Para concluir este primer tema del curso voy a dar algunas cifras interesantes que estaremos manejando a lo largo del mismo.

Rangos auditivos frecuencia y amplitud

El oído humano tiene capacidad limitada para escuchar, a partir de los 110 dB se conoce como umbral de dolor y el oído se puede dañar si se expone a etsos niveles por epriodos de tiempo prolongados. Este tipo de intensidades mayores a 110 dB se producen por maquinaria pesada de construcción o estar pegado a la bocina en un concierto de Rock masivo.

Amplitud (en decibeles dB)

  • Rango auditivo humano máximo 120 dB (sonido de Jet al despegar)
  • Rango auditivo humano mínimo 0 dB (voz hablando en susurros)

Frecuencia (en Herz Hz)

  • Rango auditivo máximo 20 000 (20 kHz)
  • Rango auditivo mínimo 20 Hz

Equivalente en frecuencias de las notas musicales

Cada nota en la escala musical tiene un equivalente valor en frecuencia. Observen la tabla para comprobar que las octavas superiores corresponden a duplicar el valor de la frecuencia, por ejemplo el La4 a 440 Hz y el La5 a 880Hz y las octavas inferiores equivalen a dividir la frecuencia por 2, el La4 es 440 Hz y el La3 220 Hz. Para ver de cerca los valores dar click sobre la imagen y amplicar con el click del mouse.


Timbre

Finalmente vamos a definir el concepto de Timbre. Cuando se produce una onda sonora, ésta viene simpre acompañado de ondas secundarias (salvo casos experimentales como la onda senoidal) cada una de éstas ondas tiene una frecuencia distinta a la de la onda fundamental. A éstas frecuencias secundarias se les conoce como armónicos.

Todos hemos comprobado de manera empírica cuando pulsamos la cuerda de una guitarra o la tecla de un piano, que no sólo suena la nota en cuestión sino aparecen otros sonidos de menor intensidad. Esos precisamente son los armónicos.

Y a la forma en cómo están dispuestos los armónicos que acompañan a una onda sonora -o sonido fundamental- se le conoce como TIMBRE.

El timbre es la “huella digital” de los instrumentos musicales, ya que éstos nunca son idénticos debido a las características físicas del instrumento que los produce. Por eso no suena igual el La5 de un piano que el La5 de un violín.

Si lo llevamos a otros ámbitos es el timbre en la voz de una persona los que permite distinguirla de otra.

Con esto concluye el primer tema de la materia de Tecnología Musical, cualquier duda no duden en escribir al correo electrónico especificado en la página.

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