Generalmente, se describen tres propiedades principales del sonido: intensidad, tono y timbre. Definamos sus magnitudes físicas relacionadas:
Intensidad: amplitud
Los seres humanos relacionamos intensidad con volumen. A pesar de que el volumen no es una manera precisa de describir la amplitud, se utiliza para describir la diferencia entre un sonido fuerte y uno tenue. Escuchemos un ejemplo.
Audio. Sonido tenue .
4.1.mp3
Audio. Sonido fuerte .
4.2.mp3
Es importante resaltar que la intensidad, no se relaciona con la dinámica musical o la interpretación del sonido. Por ejemplo, un susurro puede representarse con valores bajos o altos de amplitud. En términos musicales, una interpretación de piano, puede contar con una baja o alta amplitud en el sistema de sonido.
Audio. Susurro con amplitud baja .
4.3.mp3
Audio. Susurro con amplitud alta .
4.4.mp3
Esto mismo sucede con sonidos de dinámicas altas, como forte. Un grito, por ejemplo, puede representarse con valores de amplitud altos o bajos.
Audio. Grito con amplitud baja .
4.5.mp3
Audio. Grito con amplitud alta .
4.6.mp3
Las diferencias entre sonidos fuertes y tenues se producen gracias a la cantidad de presión ejercida en la propagación del sonido. La amplitud es la medida de esta presión. Veamos su representación en una gráfica simple, de presión versus tiempo (figura 4.5.).
Esta expresa la presión en un punto del espacio por donde pasa la onda. El nivel cero del eje vertical, representa la presión del aire antes de que se produjera el sonido. Llamémosla "presión nominal”. Así, la presión ejercida por la onda de sonido será mayor o menor, a la presión nominal conforme pase el tiempo.
Los valores positivos se generan cuando se produce una zona de alta presión en este punto del espacio y los negativos cuando se produce una zona de baja presión. Cuando la zona de alta presión llega a su valor máximo, decimos que la onda alcanzó su pico y cuando la zona de baja presión alcanza su valor máximo, decimos que la onda alcanzó un valle. Es importante acotar que la presión nunca es negativa, simplemente que los valores negativos de la gráfica simbolizan una zona de baja presión.
Figura. Am plitud.
Habiendo comprendido estos conceptos, podemos concluir que la amplitud, es la medida de la presión ejercida por la onda de sonido en un punto específico en el espacio y se mide mediante la unidad llamada “decibel de presión acústica” (dB SPL), el cual retomaremos más adelante en esta lección.
Tono: frecuencia
El tono se conoce también como “altura” en la terminología musical y tiene que ver con las características que hacen que un sonido sea grave o agudo. Escuchemos un ejemplo. Pero antes, recomendamos bajar el volumen a su sistema de sonido, especialmente si está utilizando audífonos. El sonido agudo puede provocar molestias o incluso daño auditivo si presenta un valor alto de amplitud.
Audio. Sonido grave .
4,7.mp3
Audio. Sonido agudo .
4.8.mp3
Los sonidos agudos tienen valores altos de frecuencia y los graves, valores bajos. Se expresan en la unidad llamada “Hertz” o “Hercio”. En el ejemplo anterior, la onda grave, tiene una valor de 40 Hz y la aguda, un valor de 1000 Hz.
Veamos nuevamente la onda de sonido en una gráfica, en esta ocasión para ejemplificar las características de la frecuencia (figura 4.6.). Cada vez que la onda de sonido pasa por una zona de alta y una de baja presión, se describe un ciclo. Un Hertz representa la cantidad de repeticiones o ciclos por segundo, que describe una onda de sonido. Cuantos más ciclos por segundo, más agudo es el sonido.
Figura 4.6. Frecuencia.
Timbre: contenido espectral
El timbre es un conjunto de características que hacen que un sonido sea distinguible de otro. El sonido de un trueno es diferente que el de un aplauso, o el de un piano, distinto que el de una guitarra, incluso al producir exactamente la misma nota.
Audio. Do centralAcorde de Do mayor: piano.
4.9.mp3
Audio. Do centralAcorde de Do mayor: guitarra.
4.10.mp3
Con respecto al timbre, los sonidos tienen dos componentes principales: la frecuencia fundamental y el contenido espectral:
• La fundamental es el sonido más grave, cuya frecuencia establece la referencia para el tono del sonido que percibimos. En el ejemplo anterior, tanto el piano como la guitarra tienen la misma frecuencia fundamental: un do central, es decir, aproximadamente 260 Hz.
• El contenido espectral, también conocido como “armónicos”, es otro tipo de frecuencias que suena de forma simultánea. Sus magnitudes son múltiplos de la fundamental. El timbre de los sonidos es determinado en gran medida por la cantidad y la amplitud de sus armónicos.
Observemos la diferencia entre el contenido espectral de una guitarra y el de un piano, produciendo la misma nota (figura 4.7.). Se puede apreciar cómo, la frecuencia fundamental es la elevación en el extremo izquierdo, mientras que los armónicos corresponden al resto de elevaciones en cada gráfica.
Figura. Contenido espectral: piano vs. guitarra .
