Seleccionar página

Entender cómo se propaga el sonido y cómo se comporta es fundamental para los ingenieros de audio y sonido.

Si entiendes los fundamentos del sonido y los usas para desarrollar tus patrones de pensamiento como ingeniero de sonido o audio, siempre te beneficiarás.

Tus mezclas se traducirán bien, y siempre tendrás una razón sólida y lógica sobre qué decisiones tomas durante una sesión de mezcla o grabación.

En este artículo, aprenderás los fundamentos del sonido que son importantes entender para ingenieros de sonido y audio.

¿Qué es sonido?

El sonido es un fenómeno producido como consecuencia del movimiento vibratorio de un cuerpo, que al vibrar genera variaciones de presión que se propagan a través de un medio elástico, como lo es el aire o el agua, por ejemplo

Estas vibraciones son captadas por nuestros oídos y convertidas en señales eléctricas que el cerebro interpreta como sonidos.

En la ingeniería de sonido y la producción musical, el sonido no solo se considera en términos de su naturaleza física, sino también en cómo es percibido, manipulado y reproducido.

Los ingenieros de sonido y productores musicales trabajan con las propiedades del sonido, como el tono, el volumen, la timbre y la duración, para crear experiencias auditivas deseadas.

Utilizan tecnología para grabar, modificar, mezclar y reproducir sonidos, buscando siempre la mejor calidad y la expresión artística adecuada para el proyecto en el que trabajan.

¿Cómo se propaga el sonido?

Todos hemos tirado una piedra en un estanque y visto el agua moverse en ondas circulares concéntricas. También se forman ondas sobre y debajo de la superficie del agua.

Del mismo modo, el sonido se mueve en el aire. El sonido forma crestas (el desplazamiento positivo/hacia adelante) y valles (el desplazamiento negativo/hacia atrás) al propagarse en el aire.

Para que el sonido se propague, requiere tres elementos básicos:

  1. Fuente de sonido: – De dónde se origina el sonido. Puede ser una persona hablando o música reproduciéndose en el altavoz.
  2. Medio de sonido: – A través del cual viaja el sonido. El aire actúa como medio para que el sonido viaje. El sonido también puede viajar a través de líquidos o sólidos como medio.
  3. Oyente: – Alguien que está escuchando el sonido. Puede ser una persona escuchando una conferencia o música.

Importante: Como el sonido no puede propagarse sin un medio, no hay propagación de sonido en el espacio exterior debido al vacío.

Onda sonora: Características principales

Las características/propiedades importantes del sonido que son importantes entender como ingeniero de audio o sonido son:

  1. Frecuencia: La frecuencia del sonido es el número de repeticiones de una onda sonora por segundo. Cuanto mayor la repetición, mayor la frecuencia.
  2. Tono: El tono es la cualidad del sonido que distingue una nota aguda (o estridente) de una nota grave o plana. Una nota de frecuencia más alta tiene un tono más alto que una nota de frecuencia más baja.
  3. Longitud de onda: Uno de los temas acústicos más simples de comprender es la longitud de onda. Es solo la longitud de una onda de un pico al siguiente.
  4. Velocidad: La velocidad de la onda, a veces denominada velocidad, es la cantidad de distancia en metros por segundo que una onda viaja en un segundo.
  5. Amplitud: La amplitud de una onda sonora es una medición de la altura de la onda. Cuanto mayor sea la amplitud, más fuerte será el sonido. La intensidad de una onda sonora se puede describir como el desplazamiento máximo de las partículas vibradorias del medio desde su posición media en el momento en que se produce el sonido.
  6. Reflexión del sonido: Al igual que la luz, el sonido rebota cuando golpea cualquier superficie sólida o líquida.

Frecuencia

La primera propiedad del sonido que debemos entender es la frecuencia del sonido. La frecuencia del sonido es el número de repeticiones de una onda sonora por segundo. La frecuencia se mide en Hertz (Hz). Cuanto mayor la repetición, mayor la frecuencia. Los oídos humanos pueden escuchar ondas sonoras que tienen una frecuencia entre 20 Hz y 20 kHz.

Las ondas sinusoidales son tonos puros que pueden dar a nuestros oídos una buena idea de cómo suenan las diferentes frecuencias de sonido.

Una onda sinusoidal tiene diferentes características de sonido dependiendo de la frecuencia de la onda. Las frecuencias más bajas son más ricas en graves. A medida que aumenta la frecuencia, aumenta el tono y el sonido se vuelve más agudo.

A continuación se muestra un gráfico de frecuencia de sonido y características para su referencia.

Los diferentes instrumentos musicales generan sonidos de diferentes frecuencias y timbres distintos. La construcción diferente de los instrumentos y la variedad de materiales utilizados dan como resultado frecuencias fundamentales y armónicos diferentes.

en la ingeniería de sonido es vital conocer los conceptos del audio

La frecuencia fundamental de un elemento vibratorio es su frecuencia resonante más baja. Los armónicos son frecuencias que son múltiplos de la frecuencia fundamental.

Los armónicos superiores de una frecuencia fundamental de 50 Hz son 100 Hz, 200 Hz, 300 Hz, 400 Hz, y así sucesivamente.

Los armónicos de una frecuencia fundamental de 500 Hz son 1000 Hz, 2000 Hz, 3000 Hz, y así sucesivamente.

Las diferentes combinaciones de frecuencia fundamental y armónicos son una de las razones por las que escuchamos diferentes timbres de diferentes instrumentos. Si la frecuencia fundamental de un instrumento está por debajo de 150 Hz, tendrá más características de rango bajo.

Si la frecuencia fundamental está entre 150 Hz – 2,5 kHz tendrá un sonido más enriquecido en medios. Si la frecuencia fundamental está por encima de 2,5 kHz el carácter sonoro principal será agudo.

Es importante entender que casi todos los instrumentos producirán frecuencias que se extenderán por todo el espectro de frecuencia.

Por ejemplo, una batería tendrá sus frecuencias fundamentales en la región de 60 Hz – 80 Hz, pero también tendrá frecuencias presentes en la región de 3 kHz.

Del mismo modo, un piano puede producir frecuencias en todo el rango de frecuencia audible. Diferentes notas producen diferentes frecuencias.

Tono

El tono es la cualidad del sonido que distingue una nota aguda (o estridente) de una nota grave o plana. En música, la frase ‘tono’ se utiliza con frecuencia. Lo determina la frecuencia de la onda sonora. Una nota de frecuencia más alta tiene un tono más alto que una nota de frecuencia más baja.

La gente a menudo confunde tono y frecuencia. La frecuencia es una cantidad física que da el número de vibraciones por segundo, mientras que el tono es un valor perceptual que depende del oyente; en realidad, nuestro cerebro percibe los sonidos en tono en lugar de en frecuencia.

Por ejemplo, si alguien toca la nota do central en el piano y luego toca la nota do alto, el oyente podrá decir qué nota es más alta en tono. Pero si le preguntas a la misma persona a qué frecuencia se tocaron las notas, la persona no tendrá ni idea.

Una vez que entiendes el tono, también deberías entender las octavas. En música, una octava es un intervalo importante. Una octava está separada por doce semitonos en música, y representa una duplicación o reducción a la mitad de la frecuencia. En una octava, la nota de tono más alto tendrá el doble de frecuencia que la nota de tono más bajo y viceversa.

Por ejemplo, si tocas el do central en el piano y luego tocas el do siguiente, más alto que el do central. El do más alto será exactamente el doble en frecuencia. Del mismo modo, si tocas el do central y luego tocas el do, más bajo que el do central, será la mitad de la frecuencia del do central.

Las octavas tienen la misma tonalidad y características, solo cambia el tono.

Para los productores de música, entender la teoría musical e intervalos es esencial para escribir y componer de manera más eficiente. Como ingeniero de audio, entender las frecuencias y octavas te ayudará a tomar mejores decisiones de mezcla. Puedes consultar los artículos vinculados a continuación si deseas aprender más sobre teoría musical y ritmo.

Longitud de onda

La longitud de onda es simplemente la longitud de una onda sonora en un ciclo completo, es decir, de un pico al siguiente pico en cualquier ciclo dado. La longitud de onda es un concepto relativamente fácil de entender, ya que simplemente denota la longitud de una onda sonora.

La longitud de onda de una onda sonora de 20 Hz en el aire a temperatura ambiente es de aproximadamente 56 pies, 200Hz es 5,6 pies, 2000 Hz es 0,56 pies y 20000 Hz 0,06 pies.

Entonces, a medida que aumenta la frecuencia de la onda sonora, disminuye la longitud de onda de las ondas sonoras.

La longitud de onda del sonido es otro concepto importante que es importante entender para los ingenieros de audio. Te ayuda a visualizar y comprender cómo se producen y se comportan acústicamente las diferentes frecuencias. Las frecuencias más bajas son más largas y requieren más potencia para generarse.

Una onda sonora de 20Hz requiere 56 pies para completar solo un ciclo. Entonces, si estás en un estudio, necesitarás al menos una habitación de 56 pies de largo para producir completamente 20Hz. Además, debido a las longitudes de onda más largas y las necesidades de potencia más altas, las frecuencias graves bajas actúan como portadoras de las frecuencias medias y altas. Estas son algunas razones significativas por las que gestionar adecuadamente los graves es crucial para obtener grandes mezclas.

Velocidad del sonido

La velocidad de la onda, a veces denominada velocidad, es la cantidad de distancia en metros por segundo que una onda viaja en un segundo. También es un factor importante en el que dependen el comportamiento y la longitud de onda del sonido.

A 20 grados Celsius, la velocidad del sonido en el aire es de aproximadamente 343 metros por segundo (1.125 pies/s; 1.235 km/h; 767 mph; 667 km), o un kilómetro en 2,9 segundos o una milla en 4,7 segundos.

La velocidad está muy influenciada por la temperatura, así como por el medio a través del cual viaja una onda sonora.

La velocidad del sonido a 0 °C es de aproximadamente 331 m/s (1.086 pies/s; 1.192 km/h; 740 mph; 643 km).

La velocidad del sonido varía a medida que cambia el medio.

Amplitud y volumen

La amplitud de una onda sonora es la medición de la altura de la onda. En el sonido, la amplitud se refiere a la magnitud de la compresión y expansión experimentada por el medio a través del cual viaja la onda sonora. La amplitud de una onda sonora también se define como su volumen o la cantidad de desplazamiento máximo de las partículas vibradorias del medio desde su posición media cuando se produce el sonido. Nuestros oídos perciben esta amplitud como volumen. Los sonidos fuertes se asocian con gran amplitud.

Cuanta más amplitud, más energía.

La primera unidad que se utilizó para medir la amplitud del sonido fue TU (Unidad de Transmisión), luego renombrada Bel. Bell Telephone Laboratory utilizó TU para cuantificar la reducción del nivel de audio en una milla (1,6 km) de longitud de cable telefónico estándar.

Hoy en día, se utiliza dB o decibelio para medir la amplitud o el volumen. El decibelio es una medida de la relación entre dos cantidades. Es una unidad logarítmica y se utiliza para expresar la sensibilidad de salida relativa.

Se utilizan diferentes unidades de medida dB para diferentes propósitos. Mediciones acústicas: dBSPL, Medición eléctrica: dBV, dBu, Mediciones de radio: dBm, dBW, dBk, Mediciones digitales: dBFS.

Entonces, si estás trabajando en un formato digital, es decir, en una DAW, te preocuparás principalmente por dBFS, es decir, decibelios de escala completa.

Si estás trabajando solo con sonido analógico, es decir, usando una mesa de mezclas sin ninguna conversión digital, te preocupará dBV y dBu. Ambos representan voltaje. La referencia 1 dBV es decibelio relativo a 1 voltio. La referencia 1 dBu es decibelio relativo a 0,775 voltios.

Aprenderemos mucho más sobre dB en una lección diferente, ya que es de vital importancia para ingenieros de sonido y audio.

Reflexión del sonido

Las ondas sonoras rebotan cuando golpean una superficie. A esto se le llama reflexión del sonido.

Las ondas sonoras, al igual que las ondas luminosas, están sujetas a las leyes de la reflexión.

El sonido rebota en la superficie del medio, que puede ser sólido o líquido. La superficie puede ser grande y rugosa o pulida para que el sonido se refleje.

leyes de reflexion del sonido

Las leyes de la reflexión del sonido son principios fundamentales que describen cómo las ondas sonoras se reflejan en superficies. Son similares a las leyes de reflexión de la luz y se basan en dos reglas principales:

  1. Ángulo de Incidencia igual al Ángulo de Reflexión: Esto significa que cuando una onda sonora incide en una superficie, el ángulo formado entre la dirección de la onda incidente y una línea perpendicular a la superficie (llamada normal) es igual al ángulo formado entre la dirección de la onda reflejada y la misma línea normal. En otras palabras, el sonido incide y se refleja en el mismo ángulo respecto a la normal.
  2. El Sonido Incidente, el Reflejado y la Normal están en el mismo Plano: Cuando una onda sonora se refleja en una superficie, tanto la onda incidente como la reflejada y la línea normal a la superficie en el punto de incidencia, se encuentran en el mismo plano.

Estas leyes son cruciales en la acústica de salas y en el diseño de espacios para la producción musical y la ingeniería de sonido, ya que ayudan a entender cómo se comportará el sonido en un espacio cerrado y cómo se pueden diseñar los espacios para optimizar la calidad del sonido, minimizando reflexiones no deseadas y eco.

El ángulo de reflexión es siempre igual al ángulo de incidencia.

El sonido reflejado, el sonido incidente y el sonido normal pertenecen al mismo plano.

La reflexión del sonido es una de las principales razones por las que los estudios de sonido requieren tratamiento acústico. La reflexión del sonido también es la causa de fenómenos como el eco, la reverberación, etc.

Esperamos que ahora tengas una mejora comprensión de los fundamentos del sonido y sus características.

Conclusiones

En conclusión, los «Fundamentos del Sonido – Pilares de la Ingeniería en Sonido» son mucho más que simples conceptos teóricos; son la esencia misma de lo que hace que la ingeniería de sonido sea tan fascinante y vital.

Desde la física del sonido hasta las técnicas de grabación y mezcla, cada aspecto que hemos explorado es un bloque de construcción esencial en el vasto y complejo mundo del audio profesional.

Entender estos fundamentos no solo mejora nuestras habilidades técnicas, sino que también enriquece nuestra apreciación por el arte de la música y el sonido. Nos permite no solo capturar y manipular el sonido sino también transformarlo en una experiencia que puede emocionar, informar y entretener.

Para aquellos que se embarcan en el viaje de la ingeniería de sonido, estos pilares son un punto de partida indispensable. Sin embargo, es importante recordar que el aprendizaje y la experimentación nunca terminan. El campo del sonido está en constante evolución, con nuevas tecnologías y técnicas emergentes que abren infinitas posibilidades creativas.

Así que, ya seas un aspirante a ingeniero de sonido, un músico, un productor, o simplemente un entusiasta del audio, te animo a seguir explorando, aprendiendo y experimentando. El mundo del sonido es un lienzo infinito para la creatividad, y ahora estás mejor equipado para pintar tus propias obras maestras auditivas.

Recuerda, los fundamentos del sonido no son solo el principio de tu educación en ingeniería de sonido; son herramientas que, si se utilizan con habilidad y creatividad, pueden llevar tus proyectos a nuevas alturas de excelencia y expresión.