¿Cúales son las Características del Sonido? ► Episodio III: Amplitud, Intensidad y Volumen

Amplitud de la Onda Sonora

Para comprender bien el Episodio III
es necesario que conozcas
los contenidos correlativos:
► Episodio I ¿Que és el sonido?
► Episodio II Frecuencia

Sonido “C”: La cuerda de la guitarra pulsada con fuerza

Sonido “D”: La cuerda ha sido punteada con menos fuerza

Los sonidos “C” y “D” son el resultado de pulsar la misma cuerda del mismo instrumento. Sin embargo en “C” hemos efectuado esta acción con mayor fuerza que en “D”. Auditivamente esto se refleja de modo que un sonido tiene mayor volumen que otro, vulgarmente diremos que “es más fuerte“. Ambos sonidos tienen igual cantidad de Hz, O sea la misma frecuencia e incluso es claramente visible, que el período tiene la misma longitud entre pico y pico, sin embargo el primero efectúa movimientos vibratorios más amplios que provocan cambios de presión sonora mayores. Esta característica del sonido, precisamente se denomina amplitud, y es responsable de la sensación sonora de intensidad, o vulgarmente llamado volumen.

Los sistemas de unidades de la Amplitud

El problema de medir la intensidad sonora es una cuestión que fue históricamente abordad desde miles de lugares subjetivos. En primer lugar la sistematización de los niveles de volúmenes relativos en las pequeñas agrupaciones de música de cámara del renacimiento, ya constituía todo un tema. En el lenguaje musical tradicional hay una vaga escala de dinámicas que cada intérprete entiende a su manera y que debe sopesar con su compañero de interpretación musical, haciendo lo que se llama “AJUSTES”. Imaginen que no es lo mismo una flauta tocando fuerte que una trompeta. La trompeta sonará muchísmo más fuerte cuando toca fuerte que la flauta. Cuando el grupo adquiere una cantidad importante de músicos es tarea del director musical de la agrupación realizar el AJUSTE DE NIVELES, para garantizar la correcta interpretación de la obra (no hay un absoluto en música, todo pasa por la subjetividad, incluso la subjetividad de lo que un director entiende por fuerte o suave)

En los siguientes ejemplo vemos a dos grandes directores de orquesta de distintas épocas incluso, como trabajan el problema del Balance de Dinámicas en un ensayo de orquesta. Vale la pena mirarlo un buen rato para ver cuan dificultoso es y como se va resolviendo. El primer ejemplo no tiene desperdicio. El gran director Georg Solti de la Filarmónica de Berlin en pleno ensayo de dinámicas ▼

En este ejemplo se trabajan no solo dinámicas y balance, sinó articulaciones y fraseos, ¡con mucho mejor humor! ▼

La unidad de medición absoluta de la amplitud es una unidad de medición de presión, el Pa (Pascal). Sin embargo, el mundo de la música utiliza una escala de medición relativa: La escala basada en db (decibeles). Esta es una escala logarítmica en donde se expresa el radio de la presión sonora con relación a un punto de referencia convencional. Ese punto de referencia (en la escala SPL: Sound Pressure Level) se denomina 0dB, y constituye el punto en donde el sonido se percibe por vez primera en el oído (umbral de la audición).

 En Profundidad Unidades de medición de la Amplitud de Onda
La escala en Pa (Pascales) es la manera de medir absolutamente la presión sonora. (1Pa= 1N.m2 ) (N: Newton). El sonido más tenue que un adulto joven puede percibir corresponde a unos 0,00002 Pa, mientras que la presión atmosférica normal es de 1013,2 Hecto Pascales. La medición del sonido en esta escala implica el manejo de un millón de valores posibles fluctuando entre 0,00002 Pa (umbral de la audición) y 100 Pa (límite del dolor). Por otra parte el oído no responde a los estímulos de manera lineal, sino que lo hace logarítimicamente. Eso llevará a adoptar otro sistema de medición de la amplitud basado en una escala logarítmica. Esta está dada por el logaritmo en base 10 de la relación de dos potencias sonoras (una de ellas elegida como referencia: 0.00002 Pa) En la práctica estas unidades resultaron muy grandes por lo que se eligió como sistema de unidad a la décima parte del bel= db. La fórmula que expresa la presión sonora entonces es: Lp= 10 log (P/Po), en donde Po es la presión sonora de referencia (0,00002 Pa). Constituyendo 0 db el umbral de la audición y 120 db, el límite del dolor. A título informativo, para que el oído pueda reconocer un cambio de amplitud, debe de producirse una variable de 2 o 3 db. Un aumento de 10 db en la escala implica la duplicación de la presión sonora. Existen otros modos de medir la amplitud, que tienen que ver con la potencia sonora. Generalmente aplicable a artefactos de amplificación. La unidad de medición es el W (wat). Su fórmula es Lw= 10 log (W/Wo), de manera similar a la frómula anterior. Se toma como potencia de referencia (umbral) a 0,000 000 000 001 W (10 -12 W).

Límites de la audición humana y rango de amplitudes

Al igual que en la frecuencia, la amplitud del sonido posee un umbral mínimo y un límite máximo. El sonido mas tenue que podremos percibir, esta apenas encima de los 0 db, obviamente porque el paso de la percepción del sonido es el que establece ese valor de 0 db. En términos de presión sonora , bastan unos 0,000 002 Pa para iniciar la sensación sonora. Por debajo de esa amplitud mínima, no existe el sonido, y en ausencia de sonido, hablamos de “silencio”. El límite máximo es 120 db, aproximadamente, algo así como la potencia sonora de un Boeing despegando (si tuviéramos las orejas al lado de la turbina). En realidad, en este caso, se produce la ruptura de la membrana del tímpano, provocando el daño del órgano receptor. Semejante amplitud escapa al rango de audición, por la sencilla razón de ausencia del receptor (sordera).
En ProfundidadLo que sucede en el aire: En realidad, recordemos siempre que las vibraciones se transmiten al medio circundante. Y que son pulsaciones de las partículas del medio, empujándose unas contra otras. El sonido más tenue mueve una partícula de aire sólo 0,5 billonésimo de centímetro; un sonido de amplitud moderada: 25 millonésimos de centímetro, y un sonido de alta intensidad: unos 25 milésimos de centímetro (algo así como el espesor de la hoja de papel de éste libro). El oído es lo suficientemente sensible para detectar esos minúsculos cambios de presión.
Area de la audición humana

En esta imagen podemos observar como se relacionan la altura y la intensidad…Si combinamos a la vez los umbrales y límites máximos para la altura e intensidad, obtendremos un gráfico que expresa cuales son todos los posibles sonidos escuchables por el ser humano promedio. Este gráfico presenta zonas “deformadas”. Esto es debido a que el ser humano no tiene una respuesta extacta en intensidad para todas las frecuencias. El efecto de “deformación” se debe a que tenemos diferencias sobre todo en los extremos de las frecuencias, es decir necesitamos una mayo intensidad sonora en los graves y agudo, para sentir que los percibimos a igual volumen que las frecuencias de la zona media. (Curvas de Fletcher y Munnson). Notemos tamién cual es el área del diálogo y de la música. Por fuera de estás áreas no hay sensación de percepción sonora.
De más está decir que la duración de un sonido también se involucra con la posibilidad de percepción. Si un sonido es demasiado breve, puede que escape a nuestra atención, si resulta demasiado largo, nuestra atención lo “apartará” del esquema conciente y nos acostumbraremos a el mismo. Por lo tanto no será percibido como un evento sonoro.

Esta área de audición humana, varía de individuo en individuo, ya que no todas las personas tenemos la misma anatomía. Estas sutiles variaciones, son mucho más notorias en los extremos de las áreas. Un humano adulto tiende a perder audibilidad en las frecuencias agudas (por encima de 14.000 Hz), esto se debe al envejecimiento y costrosidad de las cilias del oido interno, encargadas de decodificar las frecuencias agudas. El daño en las cilias también puede provocarse por someter los oidos excesivamente a la fatiga auditiva. (discmans muy fuertes, ensayos a todo volumen, discotecas infernales, etc.)
TIPSHay dos modos de medir la potencia sonora. Es importante que no te engañen cuando elegís un amplificador o un par de altavoces. La capacidad de amplificación en Wats puede referirse a “RMS” o a “PEAK”. El concepto de rms significa medido a una amplitud constante, mientras que el de “peak” se refiere a los picos de amplitud (como por ejemplo los golpes de batería). En general la sensación de “altísimo volumen” tiene que ver con un promedio de amplitudes constantes y de picos. Cuando el vendedor de la tienda de audio te dice que el aparato “tira” 500 W deberías asegurarte si esa medición es en referencia a una amplitud rms. Generalmente te están informando acerca de la amplitud de “peak”, con lo cual, no lograrás hacer “temblar” la casa con el último CD de tu banda favorita.

TIPSDe más esta decir que los niveles excesivos de presión sonora, dañan severamente tu aparato auditivo, desequilibran tu sistema nervioso y perturban la convivencia con tus semejantes. Con el aumento de potencia, también se ve afectada la calidad de los sistemas de audio, ampliando el error producido por la distorsión. Se generan reflexiones no deseadas en los ambientes y se dañan tus altavoces. Vigila bien esos niveles de la consola de mezclas, y cuida tus orejas, ya que constituyen tus herramientas de trabajo esencial.
AnécdotaHay dos aspectos de perturbación sonora que afectan la convivencia urbana. El primero de ellos es la excesiva potencia, y la figura legal adoptada en todo el mundo es: Ruidos Excesivos. Algunos países más avanzados jurídicamente poseen una reglamentación anexa para los Ruidos Molestos. Estos son ruidos o sonidos, que aunque no exceden los límites de amplitud reglamentarios; constituyen (debido a su persistencia, duración o contenido de frecuencias) un agente perturbador. Concretamente en los subterráneos de Amsterdam y Londres se prohibe el uso de “walkmans” a todo volumen, y nó por la potencia de amplificación, sino más bien por la fuga de frecuencias agudas que emiten fuera de los auriculares. Si no me creen todavía, prueben dejar toda la noche la canilla del baño goteando insistentemente, no es un sonido de alta potencia, pero puede sacar de quicio a más de uno.

El presente artículo ha pasado las verificaciones del Consejo Académico de Audiomidilab, y por lo tanto se encuentra certificado por los especialistas del área. Eso quiere decir que es formalmente correcto y resulta ser una fuente de información confiable. Todo artículo que escribe un autor o submite un corresponsal o colaborador, es pasado por este riguroso sistema de certificación. 

Propagacion de las ondas

Y para terminar, un sabio consejo de nuestro asesor espiritual y mentor de los cambios de presión sonora: