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La perspectiva acústica

30 Jul

Por Vitoria Marrero Aguiar

Una vez que concluye, con éxito, la génesis de un sonido, el producto resultante es la onda sonora de la voz humana. Como sabemos, cualquier sonido es un movimiento invisible en las partículas del aire que nos rodea. Para estudiarlo es necesario representarlo gráficamente, transformándola mediante fórmulas matemáticas que hoy en día incorporan muchos programas informáticos.
La onda más simple posible no existe en el mundo real, es el tono puro, un sonido siempre artificial, pero muy útil, tanto para entender los fundamentos de la acústica del sonido como para explorar nuestra audición (son tonos puros los que se nos presentan en una audiometría básica):

Las ondas sonoras se definen a partir de tres parámetros:

  • Intensidad: depende de cuánto se desplacen las moléculas de aire: a mayor compresión/rarefacción, más intenso será el sonido. Se mide en decibelios (dB)
  • Frecuencia: número de veces en que la onda efectúa un recorrido completo (ciclo) por unidad de tiempo. Se mide en Hertz. hercios (Hz) o ciclos por segundo, aunque también utilizamos su multiplicación por mil: el kilohercio, kHz. Los sonidos de menor frecuencia, más lentos, tienen un tono grave, los de frecuencia mayor, más rápidos, son agudos.
  • Duración: tiempo transcurrido desde que comienza el sonido hasta que termina.

Sin embargo, los sonidos que nos interesan, porque son todos los generados por la voz humana, son ondas compuestas, resultado de la superposición de muchas ondas simples. La onda generada en las cuerdas vocales (consideradas la fuente en los modelos acústicos) seguirá ascendiendo por la faringe, hasta encontrar los dos resonadores que determinarán sus características acústicas: la nariz, y sobre todo la boca. Ambas, en función de su tamaño y de su forma, amplificarán ciertos componentes de la onda sonora glotal, y amortiguarán otros (como todas las cavidades de resonancia): constituyen el filtro en términos de modelado acústico, y determinan el timbre de los sonidos.

En una primera aproximación a la representación más básica del sonido, la forma de onda, podemos diferenciar con cierta facilidad dos tipos de sonidos:

  •  Los periódicos, en los que se observa la repetición en el tiempo de una misma secuencia de movimientos
  •  Los aperiódicos, que no presentan esa estructura reconocible, son impredecibles.

Las vocales son un ejemplo paradigmático de sonidos periódicos, mientras que la [s] puede ser una muestra por excelencia de aperiodicidad. Esta forma de onda corresponde a la cadena (e’san) (dentro de la palabra interesante emitida por una hablante mexicana. ¿Sería capaz de segmentarla situando cada sonido o segmento en su lugar correspondiente?

Para ir más allá en el estudio acústico es conveniente descomponer esa onda sonora humana, que como todos los sonidos naturales es compleja, en cada una de sus ondas simples componentes. Obtendremos así una representación como la que aparece más abajo, donde además de la forma de onda anterior encontramos un sonograma o espectrograma.

  • En el eje vertical o de ordenadas se representan las frecuencias de la onda: cuanto más bajas, más grave será el sonido. A medida que vamos subiendo encontramos las frecuencias agudas; en este caso, el rango analizado va de de 0 a 7000 Hz.
  • El eje horizontal o de abscisas corresponde al tiempo: a la izquierda los primeros sonidos, y a la derecha los últimos emitidos.

Si observa, a vista de pájaro, la distribución general de la energía (que se traduce en zonas oscuras), se dará cuenta de que en la (s) sólo encontramos una mancha informe, pero también de que no ocurre lo mismo con las vocales: ambas presentan unas zonas oscuras, más intensas, estriadas -cada estriación corresponde a una vibración de las cuerdas vocales-, agrupadas en bandas: son los formantes, (F1-F4, punteados en la imagen) característicos sobre todo de las vocales y algunas consonantes, como las nasales o las líquidas; es importante considerar no sólo su altura, sino también sus movimientos, las transiciones (en el sonograma de la página siguiente puede ver transiciones más acusadas que las que aparecen aquí). Los formantes más importantes para distinguir el tipo de vocal son los dos primeros: el primer formante se correlaciona con el modo de articulación (su grado de abertura), y el segundo con el lugar de articulación (su posición antero-posterior).

A partir del dato anterior, formule una hipótesis sobre la distribución de los dos primeros formantes en las vocales españolas:
¿Cuál de ellas tendrá el F1 más alto? ¿Y el F2?

En el gráfico se representa la posición de esos dos primeros formantes en relación con sus frecuencias en Hz. Intentemos colocar cada vocal en su casilla correspondiente.

Solución:

La carta de formantes représenla la posición del F1 y el F2 de las vocales, trasladados a los dos ejes del plano cartesiano: el primer formante en el de ordenadas o eje “Y”: los valores más altos aparecen mas abajo: y el segundo en el de abscisas o eje “X”: los valores más altos aparecen más a la izquierda. En consecuencia, cuando más abajo aparezca un sonido mayor será su abertura, y cuanto más a la izquierda, mayor su adelantamiento.

A,E,I,O,U

La descripción acústica, como habrá observado, se basa no sólo en la distribución espectral de los sonidos, sino también las relaciones entre la génesis, la perspectiva articulatoria, y el producto generado, la onda acústica. En función de su distribución acústica, los sonidos se clasifican como graves (predominio de las frecuencias bajas) o agudos (predominio de las altas); densos (la energía aparece concentrada en la zona centra] del espectro) o difusos (la energía se esparce por amplias zonas del espectro); estridentes (totalmente aperiódicos y desordenados por más de un obstáculo en la salida del aire) o mates (todos los sonidos periódicos son mates, pero también la mayoría de los aperiódicos)…

¿Sabría identificar, en este sonograma (de 0 a 4 KHz), dónde están las vocales agudas o anteriores, cuál es el sonido estridente, y cuál es mate aunque aperiódico? Pisla: corresponde a la secuencia “ríase la gente”.

Solución:

Fuente: Invitación a la lingüística

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Publicado por en julio 30, 2015 en Artículos

 

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