En este texto y video comenzaremos el tema de la ecualización. En esta ocasión, veremos qué son la frecuencia y el espectro de frecuencias.

La frecuencia en términos musicales está relacionada con el tono o altura de un sonido. Con tono o altura me refiero a qué tan grave o qué tan agudo es el sonido.

Instrumentos como por ejemplo, el bajo, el contrabajo y el violonchelo, son capaces de tocar notas muy graves, como podemos escuchar en el ejemplo del video con los contrabajos.

Instrumentos como el violín, los platillos, la flauta entre muchos otros, son capaces de tocar sonidos muy agudos, como podemos escuchar en el ejemplo del video con el violín.

Las frecuencias bajas corresponden a sonidos graves, y las frecuencias altas a sonidos agudos.

La frecuencia se mide en Hertz los cuales de abrevian como Hz en honor al científico Heinrich Hertz.

Los seres humanos podemos escuchar aproximadamente desde 20 Hz hasta 20,000 Hz o expresado de otra forma desde 20 Hz a 20 KHz. Este rango de frecuencias de entre 20 Hz a 20Khz se denomina espectro de frecuencias audibles.

Conforme vamos envejeciendo, vamos perdiendo nuestra capacidad de escuchar todo este rango de frecuencias. Recordemos que estos valores son solo una aproximación.

Los sonidos debajo de 20 Hz se denominan infrasonidos y los que están por encima de 20 KHz, ultrasonidos.

Los sonidos que están por debajo de 20 Hz o por encima de 20 KHz no pueden percibirse por nuestro oído humano.

Algunos animales pueden escuchar muy por encima de 20,000 Hz, como podría ser el caso de los murciélagos, los cuales incluso emiten ultrasonidos, que oscilan entre los 25 mil a los 100 mil Hz, para ubicarse en el entorno o para detectar a sus presas, mediante un proceso llamado ecolocalización, pero esas frecuencias ya no son audibles para nosotros.

La nota más grave que podemos tocar en un piano de 88 teclas es un La0, el cual tiene una frecuencia de aproximadamente 27.5 Hz.

La nota más aguda que podemos tocar es un Do8 el cual tiene una frecuencia de aproximadamente 4186 Hz.

Para conocer las frecuencias de todas las notas musicales, les comparto el link de esta tabla.

Ahora pasemos a un concepto muy importante que debemos de conocer para comprender las frecuencias.

Aquí tenemos un analizador de espectro, el cual nos permite analizar las frecuencias de manera gráfica.

En el eje vertical tenemos la amplitud en decibeles (mientras más arriba mayor amplitud, mientras más abajo, menor amplitud) y en el eje horizontal tenemos la frecuencia, mientras más a la izquierda la frecuencia es más baja y mientras más a la derecha la frecuencia es más alta.

Tomando en consideración la tabla de las frecuencias de las notas, compartida anteriormente, podemos ver que el "la 4" tiene una frecuencia de 440 Hz.

Podríamos pensar entonces, que cuando toquemos este la, se mostrará esta frecuencia en el analizador de espectro.

Podemos ver en el video que esta frecuencia efectivamente se encuentra mostrada en el analizador de espectro, sin embargo, podemos observar que también están mostrándose otras frecuencias.

Con excepción de la onda senoidal, como veremos más adelante, todos los sonidos están compuestos por una suma de varias frecuencias.

La frecuencia que determina la altura, es llamada frecuencia fundamental, en el caso del "la 4", esta sería 440 Hz.

Las demás frecuencias que componen este sonido, son llamadas armónicos y son múltiplos de la frecuencia fundamental.

Por ejemplo, el primer armónico, corresponde al doble de la frecuencia fundamental, en el caso de "la 4" sería el doble de 440 Hz, es decir 880 Hz. La cual sería la octava. Para obtener la octava de cualquier nota, simplemente multiplicamos su frecuencia por 2.

El autor Miyara nos comenta que el "la 440" contiene armónicos en 880 Hz, 1320 Hz, 1760 Hz, 2200 Hz, etc. Cada armónico puede tener su propia amplitud.

Los armónicos de un sonido también nos permiten diferenciar entre diferentes instrumentos que están tocando exactamente la misma nota.

Por ejemplo, si un piano toca un Do central y también una guitarra, podemos diferenciar cada uno, porque ambos instrumentos tienen su propio sonido característico también llamado timbre el cual también se ve influenciado por los armónicos.

El único sonido que no tiene armónicos y que podría considerarse como un tono puro, es la onda senoidal, la cual consta de una sola frecuencia. En el video podemos ver una onda senoidal tocando un do central, y cómo la única frecuencia con una amplitud prominente que se ve en el analizador de espectro es la de 261 Hz. Para este ejemplo utilicé un sintetizador para crear una onda senoidal.

El autor Miyara menciona que existen diversos sonidos en donde los "armónicos" no corresponden a múltiplos de la frecuencia fundamental, sino que pueden corresponder a cualquier frecuencia. Por ejemplo, sonidos como las campanas, diversos tipos de tambores o muchos sonidos que se encuentran en la naturaleza. En estos casos, las frecuencias que componen a estos sonidos no son llamadas armónicos sino más bien sonidos parciales. Todos los sonidos en esta categoría son denominados como sonidos con un espectro inarmónico.

Por último analicemos 2 tipos de señales sonoras que me parece muy importante conocer.

Ruido Blanco.

Hablemos del ruido blanco. El ruido blanco es una señal de sonido que contiene todas las frecuencias del espectro audible y estas tienen la misma amplitud. Se le llama ruido blanco, porque como menciona el autor Miyara, el nombre hace referencia a la luz blanca, la cual contiene todos los colores del espectro de luz, en la misma intensidad.

En el video podemos ver y escuchar un ejemplo en el analizador de espectro de una señal de ruido blanco.

Ruido Rosa.

Ahora hablemos del ruido rosa. El ruido rosa también contiene todas las frecuencias del espectro, sin embargo, este contiene una mayor proporción de frecuencias bajas. El autor Miyara menciona que el nombre ruido rosa, es debido a que en el espectro de luz, las frecuencias bajas, corresponden al color rojo.

En el video podemos ver y escuchar un ejemplo del ruido rosa.

Con esto concluimos este tema. En el siguiente vídeo veremos qué son los filtros y la ecualización. Muchas gracias por ver y hasta la próxima.

Fuente:

Miyara, F. (2006). Acústica y Sistemas de Sonido (1a ed.). UNR Editora (Universidad Nacional de Rosario).