tarea 10

propagación y transmisión del sonido

El sonido es una vibración que se propaga (viaja) en un medio material, cómo el agua o el aire. Generalmente los humanos lo percibimos cuando se propaga a través del aire a una velocidad de 343 metros por segundo, cubriendo un kilómetro cada tres segundos, aproximadamente, todos los seres vivos suenan, incluyendo las plantas; el hecho de que no puedas oírlos no significa que no vibren. Una razón por la cual no puedes escuchar todos los sonidos es por el límite del espectro audible (o campo tonal); que no es otra cosa que el rango de frecuencias que puede escuchar el oido humano; debido a este rango los sonidos más agudos  que podemos escuchar son aquellos que vibran con una frecuencia de 2 kHz por segundo, y los más graves son aquellos que vibran con una frecuencia de 16 a 256 Hz por segundo. La otra razón es que el sonido necesita ser emitido con energía suficiente para que pueda ser percibido por nuestro oído; a veces las plantas emiten sonidos tan sutiles que no tienen la energía suficiente para llegar a nuestros oídos, por eso en ocasiones cuando alguien te habla desde una distancia lejana debe levantar la voz para que la escuches, y debe levantarla más conforme aumente su lejanía.

Transmisión del sonido

El sonido se propaga a través del aire o de un medio elástico como el agua, esto ocurre cuando un objeto vibra y su movimiento empuja el aire que está compuesto de moléculas, transmitiendo esa energía a las moléculas y provocando que éstas se muevan formando una onda. La energía del sonido viaja a través de ondas de sonido,  existen dos tipos de ondas, las transversales y las longitudinales. Las ondas de sonido viajan en todas las direcciones, como cuando tiras una piedra en una tina de agua y las ondas en el agua se propagan en todas las direcciones. 

Cuando el sonido se propaga y choca contra una superficie sólida, rebota y lo que escuchas cuando las ondas regresan es lo que forma el eco. La reverberación que se forma cuando todas esas reflexiones del sonido llegan con pequeñas diferencias de tiempo.  El tiempo que pasa desde que se produce el sonido y se escucha el eco, es el tiempo que le toma al sonido ese viaje de ida y vuelta, desde su fuente, hacia el sólido que lo rebota y de regreso a tu oído, por eso el eco siempre regresa un poco más débil que el sonido original. Cuando el sonido choca con las superficies pierde energía, de manera similar a una pelota que rebota en la pared, por eso cuando escuchas la repetición del eco tiene menor volumen (amplitud).

Frecuencia, amplitud y timbre

La frecuencia de un sonido determinará qué tan grave o que tan agudo se percibe y es la cantidad de veces que vibra  en un segundo el aire que transmite ese sonido. La unidad de medida de la frecuencia en sonido es el hercio (Hz).  Cuando practicas algún instrumento musical, esto es relevante porque la afinación de las notas obedece a una vibración específica de hercios por segundo por ejemplo, la mayoría de las orquestas sinfónicas se afinan con una nota la que tiene 440 Hz, es decir que vibra 440 veces por segundo.

Amplitud

La amplitud del sonido, es el movimiento de las moléculas de aire en la onda, que corresponde a la intensidad y compresión que la acompañan, entre mayor es la amplitud de la onda, las moléculas golpean con mayor intensidad el tímpano y más fuerte es el sonido que percibes

Timbre

Una de las razones por las que puedes distinguir y diferenciar los miles de sonidos que te bombardean todos los días es el timbre. Este elemento es de vital importancia para nuestra supervivencia, por ejemplo, si un perro ladra de manera agresiva y no lo puedes ver, el timbre del ladrido te dará información muy importante; gracias al timbre sabrás si te ladran perros pequeños o grandes, si son agresivos o no; si a la información aportada por el timbre le agregas la información de frecuencia y amplitud, tu cerebro puede reconocer aproximadamente que tan lejos están los perros, en qué dirección se encuentran y hacia donde se están moviendo

Transductores, velocidad de sampling y profundidad del bit

Los transductores convierten un tipo de energía en otro, por ejemplo los micrófonos son transductores electroacústicos que convierten energía acústica en energía eléctrica, es decir, en variaciones de voltaje.  Las bocinas o altavoces también son transductores electroacústicos que realizan el mismo proceso que los micrófonos, pero invertido, las bocinas transforman la corriente eléctrica en vibraciones sonoras.  Cuando escuchas música en tu computadora, la escuchas porque un DAC (Digital-to-Analog Converter) convierte datos digitales en una señal analógica (corriente, voltaje o carga eléctrica). Esos datos convertidos en corriente eléctrica hacen mover los pequeños conos de tus bocinas, que a su vez propagan la vibración a través del aire para que llegue a tus oídos.

Velocidad de sampling y profundidad de bit

De la misma manera que una fotografía, el sonido también puede tener mejor o peor resolución. Entre mayor sea el número de sampling por segundo, mayor será la resolución y la representación del sonido.  El estándar de números de sampling sin pérdida de calidad es de 44,100 Hz o 48,000 Hz; esta cantidad de hercios produce una buena calidad de sampling, si bien ahora podemos hacer sampling a 96,000 Hz.  Seguramente también habrás visto que la resolución se representa en bits.  Al igual que el número de sampling, entre mayor la profundidad de bit (bit depth) mejor la resolución. 16 bits es el standard de calidad aunque ahora es cada vez más común que encontremos archivos con 24 bit depth.

Sería ideal que toda la música que escuchas tuviera alguna de estas resoluciones, pero esto presentaría un problema: a mayor resolución, mayor el tamaño del archivo. Es por eso que muchos jóvenes optan por resoluciones más pobres, como la famosa compresión MP3, porque con ella los archivos pesan menos, aunque su calidad es menor, escuchar música en MP3 es como ver fotos de baja resolución. 
La próxima vez que escuches archivos MP3, recuerda que hay un artista  y un ingeniero de audio que trabajaron infinidad de horas para que la grabación tuviera una calidad muy buena. Trata de escuchar la música que más te guste, en formatos sin compresión, o bien que al menos tus archivos MP3 tengan la mayor resolución posible.