Definición de Sonido

El sonido es una onda generada por las vibraciones de un cuerpo en un medio elástico, que se propaga en forma de ondas sonoras. Es una interpretación que hace el cerebro de vibraciones o variaciones cíclicas de la presión en el aire que llegan a presionar el tímpano.

El término «sonido», en relación con su definición, puede referirse a dos planos o niveles conceptuales:

• Plano Físico: Un elemento que vibra en un medio, generando una onda sonora.
• Plano Psicoacústico: Un estímulo generado sobre el sentido auditivo.

Propagación del Sonido

Para que el sonido se propague, cada molécula interactúa con la molécula adyacente, transmitiendo dicha perturbación. Se generan dos efectos principales:

• Compresión: Ocurre cuando las moléculas son forzadas a estar juntas.
• Descompresión: Ocurre cuando el espacio entre las moléculas es mayor de lo normal.

La propagación del sonido requiere un medio (líquido, sólido o gaseoso). La velocidad del sonido en el aire, a una temperatura de 16ºC, es de aproximadamente 340 m/seg. A medida que el sonido se aleja de la fuente, va perdiendo energía. El sonido se atenúa 6 dB cada vez que se duplica la distancia (conocido como la «ley de la divergencia esférica» o «ley de la inversa del cuadrado de la distancia»).

Ondas Sonoras y Percepción Auditiva

El sistema auditivo humano es un complejo analizador especializado que transforma las vibraciones del aire en señales neuronales que el cerebro analiza e interpreta según patrones.

Aspectos Físicos de la Onda Sonora

• Elongación: Es la distancia en que se encuentra un punto (o partícula de aire) de referencia hasta el llamado punto de «reposo» o «equilibrio».
• Amplitud: Es la máxima elongación. Se refiere a la energía que posee el movimiento, relativa al cambio de presión atmosférica causado por la vibración.
• Ciclo: Es un movimiento completo de ida y vuelta. El ciclo es la unidad formal de las señales acústicas periódicas.
• Período (T): Es el tiempo que tarda en desarrollarse un ciclo. Se mide en segundos. El período es la función inversa de la frecuencia (T = 1/f).
• Frecuencia (f): Es la cantidad de ciclos que se producen en una unidad de tiempo tomada como referencia. En acústica, la unidad de tiempo es el segundo. La unidad que mide la cantidad de ciclos es el Hertz y se abrevia Hz. Por ejemplo, 4 Hz equivalen a 4 ciclos/segundo, y 20 kHz significan 20.000 ciclos/segundo.

El rango de frecuencias audibles para el ser humano es de 20 Hz a 20 kHz. La frecuencia es la que determina si el sonido es más agudo o más grave: a mayor frecuencia, más agudo; a menor frecuencia, más grave.

Envolvente Dinámica

La envolvente dinámica es la evolución o forma en que varía la amplitud de una onda sonora en el tiempo. «Une» los puntos de amplitud de una onda sonora.

Suma de Sinusoides

• La suma de sinusoides de igual frecuencia da como resultado otra sinusoide.
• La suma de sinusoides de frecuencias distintas da como resultado una onda compleja (no sinusoidal).

Teorema de Fourier

Todo movimiento complejo periódico de frecuencia «f» puede considerarse como la suma de movimientos simples o armónicos de esa frecuencia, llamada fundamental.

Espectro

La forma de mostrar el contenido armónico de un sonido es mediante una gráfica del espectro, cuyo eje horizontal representa los valores de frecuencia y el eje vertical la amplitud.

Percepción del Sonido: Intensidad, Altura y Timbre

• La amplitud de una onda sonora es percibida por el oído e interpretada por el cerebro como sonoridad («volumen»).
• La frecuencia es percibida como altura, o lo que llamamos tono o nota.
• Lo que se denomina timbre nos permite diferenciar un sonido de otro cuando ambos poseen la misma intensidad y altura.

Enmascaramiento Sonoro

El enmascaramiento se denomina a la reducción total o parcial de la sensibilidad de un oyente para percibir un determinado sonido, provocado por la presencia simultánea de otro.

• Enmascaramiento Frecuencial: Un sonido posee mayor poder enmascarante si intenta enmascarar a otro que tenga una frecuencia parecida.
• Enmascaramiento Temporal: Ocurre cuando un sonido de elevada amplitud enmascara momentáneamente a sonidos más débiles, inmediatamente anteriores o posteriores al sonido de mayor amplitud.

Cadenas de Audio

Cadena de Audio Analógica

La cadena de audio analógica sigue el siguiente flujo:

Emisor de sonido → Sistema de captación (Micrófono) → Preamplificador (y formatos de registro) → Amplificador → Sistema de reproducción → Onda sonora.

Cadena de Audio Digital (Básica)

La cadena de audio digital básica sigue el siguiente flujo:

Entrada de la señal (Conexiones de entrada) → Placa Digitalizadora de Audio → Soporte de registro → Placa Digitalizadora de Audio → Salida de la señal → Amplificador + Parlantes.

Componentes Clave del Audio

El Transductor

Un transductor es un dispositivo que tiene la capacidad de convertir un determinado tipo de energía en cualquier otro tipo de energía.

Micrófonos

• Micrófonos Dinámicos (o de Bobina Móvil): Se basan en el principio de inducción electromagnética.

Mezcladoras (Mixers)

Las mezcladoras (o mixers) cumplen 5 funciones básicas:

• Pre-amplifican la señal recibida.
• Con la ayuda de medidores VU, permiten ajustes del nivel de cada una de las fuentes de audio.
• Permiten monitorear las fuentes individualmente.
• Permiten monitorear la mezcla de audio total.
• Permiten mezclar sin dificultad múltiples señales de audio.

Parlantes y Amplificadores

• Los parlantes son transductores encargados de convertir la señal eléctrica en ondas sonoras.
• El amplificador recibe la señal eléctrica (en Volts) proveniente del preamplificador o consola, y la transforma en potencia (en Watts).
• El parlante dinámico realiza el proceso inverso al de un micrófono dinámico.
• El parlante piezoeléctrico basa su funcionamiento en el efecto piezoeléctrico que presentan algunos cristales.

Tipos de Parlantes

• Parlantes de Graves (WOOFER)
• Parlantes de Medios (MID RANGE)
• Parlantes de Agudos (DRIVER o TWEETER)

Audio Digital

El audio digital es la tecnología que permite grabar, editar, mezclar y masterizar una señal de audio en forma digital.

Soporte Analógico vs. Digital

Soporte Analógico

• Degradable: Cuantas más veces se usa, mayor degradación se obtiene.
• Lineal: El audio se graba secuencialmente en el tiempo y con el mismo orden de ejecución, de principio a fin.
• Edición Destructiva: La edición en el mundo analógico es siempre destructiva e incluso a veces se destruye parte del propio medio en el que reside la grabación.

Soporte Digital

• No Degradable: La calidad no se pierde con el uso.
• Lineal / No-Lineal: Permite acceso aleatorio a cualquier punto del audio.
• Edición No Destructiva: Las ediciones no alteran el archivo original.

Digitalización del Sonido

El proceso de captura de audio a soporte digital se conoce como muestreo.

Parámetros del Muestreo

• La Frecuencia de Muestreo (Sample Rate) se refiere al número de mediciones que se realizan por segundo de la señal de sonido.
• La Resolución hace referencia a la exactitud de las medidas efectuadas en los niveles de amplitud.

Rango Dinámico y Relación Señal/Ruido

El Rango Dinámico es la diferencia entre el nivel de señal útil (música, sonido, etc.) y el nivel de ruido (provocado por interferencia de señales eléctricas en el interior del equipo o a través de los cables). El ruido se mide sin señal a la entrada del equipo. Cuanto mayor sea el rango dinámico, mayor calidad y fidelidad tendrá el audio.

Formato WAV

El formato estándar de Windows para almacenamiento de sonido se llama WAV.