Muchas veces intentamos postergar el aprendizaje de ciertas nociones teóricas porque las creemos muy alejadas de nuestra práctica cotidiana. Pero si nos interesa realmente la música, tarde o temprano nos encontraremos perplejos ante una consola de sonido, un software de grabación, las perillas de un amplificador, etc. Por esto es que en la próxima serie de artículos "Conceptos Básicos" iremos recorriendo los saberes fundamentales en forma clara y sencilla, haciendo hincapié en su relevancia para la práctica.
Definición
El sonido es una vibración, una forma de energía que se propaga en ondas que viajan a través de un medio elástico. ¿Qué quiere decir esto? Que el sonido no es una cosa que se mueve, sino algo que se mueve en las cosas. Generalmente, aquello en lo que se mueve es el aire, pero también puede viajar en el agua y otros líquidos, en cuerpos sólidos u otros gases.
Las ondas sonoras viajan a través del aire (o el medio que fuera) haciendo que sus partículas vibren. La vibración hace que se aprieten y luego se separen en los movimientos de compresión y expansión, respectivamente. Por eso es que el medio es elástico, porque se estira y aprieta con cada ondulación.
Cada onda consiste entonces de un momento de compresión seguido de uno expansión. La visualización que podemos ver en cualquier software de grabación se llama oscilograma u oscilloscopio. Representa las oscilaciones de presión en el aire. Hacia un lado del eje central se representa el aumento de presión (la compresión), y hacia el otro la disminución (expansión). Es la representación gráfica de una onda.
Cualquier sonido que dure más que un instante consistno de una sola onda, sino de una gran sucesión de ellas, algunas más fuertes, otras más suaves, algunas más rápidas, y otras más lentas. La amplitud del movimiento contribuirá al fenómeno del volumen, la velocidad de la vibración contribuirá al fenómeno del tono (la nota musical).
Cuando tocamos un instrumento lo que hacemos es generar una vibración en el aire a cierta velocidad, lo que a su vez produce una nota musical. Los dos videos a continuación muestran la vibración del parche de un tambor y las cuerda de una guitarra, respectivamente.
Longitud de Onda, Período y Ciclos
El ciclo de una onda es la parte más pequeña que se repite. Consiste de un ciclo positivo y un ciclo negativo. A veces se lo llama forma de onda. Todos los ciclos comienzan y terminan en cero; las partículas del medio, tras ondular, vuelven a su estado original. La longitud de onda es la distancia que recorre una onda hasta que completa un ciclo. Entre más alta la frecuencia más corta la longitud de onda. El período consiste de la duración de cada ciclo, es decir, el tiempo necesario para que se forme una onda completa. Se mide en milisegundos (ms).
Frecuencia & Tono
Como en el lenguaje cotidiano, cuando hablamos de frecuencia nos referimos a qué tan seguido ocurre algo. En este caso queremos saber cuántas veces ondula un sonido en el lapso de un segundo. El concepto de veces por segundo se expresa utilizando la medida Hertz (Hz). Un tono de 100 Hz contiene cien ciclos en un segundo.
La frecuencia de un sonido está relacionada con la percepción del tono. Entre más rápido vibra la onda, es decir entre más alta es la frecuencia, más agudo es el tono. Por eso es que en el video que mostraba las cuerdas de una guitarra vibrando, las notas más graves lo hacían más lentamente. En el video a la derecha se puede apreciar este fenómeno de correlación entre frecuencia y tono.
Ondas simples y complejas
Como decíamos antes, la frecuencia de una onda está relacionada con el tono que nosotros percibimos. Un tono puro, como cotidiamente se lo llama, es una onda simple, es decir, una onda sonora que contiene una sola frecuencia. Su nombre técnico es senusoide o senoide.
Las ondas senoidales (como se ve en las tres primeras en la imagen de la derecha) son perfectamente "suaves" en su ondulación. Constituyen los "átomos" sonoros. Todos los demás sonidos surgen a partir de la sumatoria de ondas senoidales. Éstas se combinan formando una onda compleja, la cual contiene entonces a esa multiplicidad de frecuencias.
Por ejemplo, un acorde de La mayor es una onda compleja formada a partir de una senoidal de 440 Hz (equivalente a la nota musical La), una de 554 Hz (= Do#), y luego otra de 659 Hz (= Mi). En la imagen de arriba se pueden observar las ondas de cada frecuencia por separado, y su combinación.
Timbre y Ondas Complejas
Por el timbre de un sonido nos solemos referir a áquella cualidad que lo diferencia de otros. Es lo que hace que la misma nota no suene igual cuando sale de una guitarra que cuando lo hace de un piano. Pero si ambos instrumentos están emitiendo la misma frecuencia, entonces, ¿qué los distingue? Lo que los distingue son los armónicos. Los armónicos son el conjunto de frecuencias que acompañañ a áquella otra que llamamos la fundamental (en el ejemplo anterior era el La en 440Hz). Se hallan en proporción con la fundamental (siendo el primer armónico el doble de ésta, el segundo el triple, y así). Es por la presencia de armónicos que los instrumentos producen ondas complejas y no tonos puros.
Empleando un analizador de espectro, se pueden visualizar los armónicos de una guitarra eléctrica (arriba) y un piano (abajo) tocando la misma nota La (fundamental = 220 Hz).
Cada pico representa una senoidal a una frecuencia determinada.
Pero no todas las frecuencias que constituyen un sonido se hallan en relación armónica con la fundamental. Mientras que los armónicos van apareciendo en distintas frecuencias (ya que van siguiendo los cambios de nota musical), otras frecuencias no fundamentales se mantienen fijas. Esto es porque no tienen su origen en la nota en cuestión, sino en cualquier otra parte del instrumento que no cambia. Por ejemplo: el timbre de un piano en parte proviene del sonido de los martillos; el de la guitarra al de la púa o los dedos del guitarrista, etc.
Comentarios Finales Si bien aún no comenzamos a tocar los aspectos más prácticos y musicales en los que inciden estas consideraciones, no se puede dejar de afirmar su importancia. Comprender la naturaleza del sonido es fundamental para entender cómo funcionan todas las herramientas que empleamos en el mundo de la música. En el próximo artículo seguiremos recorriendo otros conceptos básicos como envolvente, fase, fenómenos psicoacústicos, audio analógico y digital, transducción, etc.