sábado, 15 de diciembre de 2007
viernes, 14 de diciembre de 2007
sábado, 8 de diciembre de 2007
el sonido
El Cajón Afro y Peruano
CAJON: Tambor xilofonico de la familia de los idiofonos. Paralelepípedo de madera con un orificio de salida en la parte posterior.
Los primeros habitantes originarios de África llegaron a América –fueron traídos debería decir– con escasas pertenencias. Se les despojó de todo, incluyendo los tambores, uno de sus principales elementos de expresión.
“Por tambor, en un sentido amplio de la palabra, se suele entender: ‘un instrumento percusivo cuya sonoridad se obtiene golpeando directa y externamente sobre el cuerpo hueco y resonante que lo constituye, bien sobre un lugar cualquiera de su caja o sobre otra parte especialmente destinada a ese fin’. Según esa acepción organológica del tambor, equivalente a un instrumento percucible en la parte exterior de su caja resonante, se comprenderían entre los tambores a los llamados tambores de madera o xilofónos y hasta a alguna especie de idiófonos percusivos. Decimos xilofónicos o xilófono, ajustándonos a las raíces griegas del vocablo, en un sentido genérico y propio, y no en el impropio y restringido de marimba, la cual en Europa se llama xilófono por antonomasia, porque es realmente un instrumento sonoro de madera. Así pues, tales instrumentos pueden ser llamados xilófonos, si se atiende solo con exactitud y rigor al elemento etimológico del vocablo y a un sentido genérico”, dice el estudioso Fernando Ortiz .
Los antiguos pobladores afroamericanos se las ingeniaron para conseguir nuevos instrumentos de percusión, algunos imitando a los dejados en África o creando otros nuevos, ya americanos. Seguramente durante la prohibición del toque de tambores , entre otras causas, hicieron su aparición las cajas, que al entender de las autoridades no eran tambores sino más bien “instrumentos caseros”, sustitutos de estos, pues no tenían piel animal y por esa razón no les prestaron mayor atención. Cosa parecida pudo haber sucedido con algunos viajeros y pintores que recogieron las expresiones populares de la época. Definitivamente no pensaron que “esas cajas” evolucionarían como lo hicieron.
No obstante, tales cajas, hechas para el transporte de mercancía o productos, totalmente rústicas, poco a poco empezaron a ser utilizadas para el acompañamiento rítmico de algunos cantos y bailes y a recibir el nombre de cajones y cajas.
Debido a su procedencia humilde y casera, es muy difícil precisar el lugar y fecha exacta del nacimiento del cajón como instrumento musical. Lo mas probable es que en varios lugares de América haya sido usado como tal por la población de origen afro, muchos años antes de lo que confirman y testimonian los viajeros y observadores. Vuelto luego a la función para la que era destinado cotidianamente, no sería en sus inicios catalogado como instrumento musical.
Por lo tanto, antes de la mitad del siglo XIX no hay datos claros en relación al cajón. Y si bien no se encuentra ninguna pista clara que indique que el Perú sea el país donde nació, los testimonios más antiguos que lo mencionan se hallan en Lima. Se ha dicho que el cajón es un instrumento llegado desde otros países al Perú, al parecer, no es cierto.
Aunque se ha dicho que el cajón existe en el Perú desde el siglo XVII no hemos podido hallar, hasta hoy, ningún documento que lo acredite. Todo parece indicar que el cajón hace su aparición en el siglo XIX.
La historia y trayectoria del cajón del Perú “ya convertido” en instrumento musical están sumamente ligadas a la zamacueca, pues fue exportado a otros pueblos de América acompañándola. Atanasio Fuentes gran estudioso de la Lima del 800, publica alrededor de 1867: “Hemos dicho que el baile de Amancaes es la zamacueca; la orquesta para ese baile se compone de arpa y guitarra, y a estos instrumentos se agrega una especie de tambor, hecho regularmente de un cajón cuyas tablas se desclavan para que el golpe sea mas sonoro. Tocase este instrumento con las manos o con dos pedazos de caña, y es difícil formarse idea de la pericia y oído con que el negro que toca el cajón sigue el compás de la música y anima a los bailarines. Como el cajón es el alma de la orquesta, la plebe ha dado a la zamacueca el nombre de "polca de cajón". Este párrafo nos dice claramente que se le concede al cajón una presencia protagónica. Lo sitúa en un primer plano de importancia dentro del grupo de instrumentos que acompañaba musicalmente la zamacueca a partir de la mitad del siglo XIX. La zamacueca llegó a ser popular en varios países de América del Sur, incluso se cantó y bailó en zonas de México y California durante la Fiebre del Oro.
En Lima, en el año 1870 el músico Claudio Rebagliati , menciona en una nota aclaratoria anexa a sus partituras información sobre el acompañamiento de la zamacueca sobre la base de guitarra, arpa y cajón.
En 1879 aparece la Marinera, mas tarde Baile Nacional del Perú, que es una versión con algunos cambios coreográficos y en su estructura musical de la antigua zamacueca. Sin embargo, esta sigue siendo acompañada por guitarras y cajón.
La foto mas antigua en la que se aprecia un cajón data de esta época. En el año 1895, se reunieron en el Jardín de la Exposición de Lima algunos miembros del grupo llamado “La Palizada”, hombres de diferentes edades, bohemios, criollos y que conocían bastante bien las jaranas limeñas. Allí improvisaron algunos cantos con guitarra y cajón.
Por aquel entonces, con los cajones de whisky y de frutas se hacía este instrumento musical, así como de las latas de aceite y de manteca; y las que nunca eran desperdiciadas –pues ofrecían buenos sonidos de percusión– eran las cajas o jabas que se usaban de embalaje para transportar el kerosene, insumo del alumbrado de aquella época.
Durante años el cajón acompañó las grandes fiestas repiqueteando en las marinearas. Hasta que ya en el siglo XX, a finales de los años 40, empiezan los coqueteos del cajón con el vals criollo o vals peruano. No pocos interpretes son los que se oponen a ello, pero finalmente la unión entre ambos se da: el cajón y el vals quedan ligados casi veinte años después.
Sin embargo, es el redescubrimiento de la música afroperuana , afines de los años cincuenta, que permite que el cajón se engalane como amo y señor del ritmo en la música de la costa del Perú.
En la década del 60, Victoria Santa Cruz Gamarra crea números de baile con el sólo acompañamiento del cajón, y repotencia e impulsa este instrumento, primero con su grupo Teatro y Danzas Negras del Perú, y luego con el Conjunto Nacional de Folklore. La agrupación Perú Negro lo difunde en el extranjero con sus presentaciones, en las cuales destacan piezas exclusivamente para cajón. En esta década el cajón queda asociado definitivamente al vals peruano, siendo difícil precisar quién realizó la primera grabación de un vals acompañado con él, aunque es posible que haya sido Carlos Hayre para una producción de la cantante Alicia Maguiña.
Hoy en día, en el Perú, el cajón está presente prácticamente en todos los géneros de raíz afro (lundero, landó, festejo, alcatraz, toromata, panalivio, ingá, etc.), así como también acompañando al vals peruano, a la polka criolla, al one step, al pasodoble, al tondero y a la marinera.
Asimismo, el cajón es adoptado por los habitantes costeños de origen andino y empieza a ser utilizado por ellos para reinterpretar algunos géneros “tradicionales” y crear nuevas expresiones de música popular de la ciudad. Luego, coquetea con el rock y de ahí salta a las corrientes llamadas de música fusión, World Music y música étnica, entre otras .
El cajón pertenece a la familia de los instrumentos idiofonos o auto-resonadores, o sea, todo el cuerpo del instrumento es el que suena. Son instrumentos cuyos cuerpos, de madera o metal, son duros pero con la suficiente elasticidad como para mantener un movimiento vibratorio.
El cajón es un paralelepípedo de madera con un orificio de salida en la parte posterior y que se percute generalmente por su parte delantera. Mientras que hasta hace poco tiempo el cajón era un instrumento escasamente usado fuera del Perú, en nuestro país alcanzó niveles protagónicos. Su labor no es la de un instrumento de acompañamiento monótono, sino la de un instrumento principal que matiza, acompaña y ejecuta solos.
Es impresionante observar la riqueza adaptabilidad y funcionalidad de este instrumento así como las técnicas de construcción. Eso es lo que permitió que el cajon se convierta en nuestro principal instrumento de percusión.
En ningún país del mundo el cajón echó raíces tan profundas como en el Perú. Debido a su riqueza y frecuencia de uso, a su adaptabilidad, funcionalidad, a las técnicas de construcción, al sitial que supo conquistarse entre los peruanos y sobre todo, al desarrollo que lograron los músicos de nuestra tierra en la ejecución de este instrumento, se convirtió en nuestro principal instrumento de percusión. Es notable el desarrollo rítmico que alcanzaron los afroperuanos y la difusión del cajón a la música de la costa del Perú y ahora del mundo.
Así como existe en el Perú una “historia oficial” que prácticamente excluye a los afroperuanos de la vida pasada del país, existe también una posición de no reconocimiento a los aportes de los mismos. En el caso del cajón este aporte es claro, contundente e indiscutible. El cajon es un elemento real y vital de la resistencia de los afroperuanos. Sin embargo, durante años, este instrumento estuvo presente y, con contadas excepciones, nadie se preocupó de él. En los últimos años se ha producido un nuevo movimiento en favor del cajón y en el 2001 es declarado por el Instituto Nacional de Cultura como Patrimonio Nacional.
Como un reconocimiento a la población de origen afro por legarnos tan bello instrumento que surgió como parte de la resistencia cultural de los descendientes de africanos, desde hace algunos años propusimos que se llamará CAJÓN AFROPERUANO. Ante la posibilidad de restarle peruanidad anteponiendo el prefijo “afro” a la palabra “peruano”, que no hace sino indicar una referencia de sus orígenes africanos, tampoco nos negamos a que el cajón sea reconocido como CAJÓN PERUANO.
*Un articulo muy similar a este apareció en la revista HISTORIA VIVA- GRANDES TEMAS nº10 publicado en portugués en el año 2005 bajo el titulo EL CAJON (AFRO) PERUANO -O SOM DA RESISTENCIA.
http://www.cajonperuano.org/
EL CAJÓN Y SU LADO CIENTÍFICO
El Cajón Peruano posee interesantes propiedades acústicas el cual es utilizado como acompañamiento para música instrumental y/o cantada de gran arraigo en el Perú. Este instrumento actualmente se construye en base al conocimiento adquirido en forma empírica, no siempre obteniéndose las características deseadas. Hasta la fecha se han realizado estudios del Cajón Peruano desde el punto de vista de sus características de ejecución.
Los resultados del presente trabajo demuestran claramente que este instrumento puede ser estudiado y que es posible solucionar en forma práctica algunos problemas de diseño, entre ellos la minimización de la interacción de las placas laterales con la placa frontal con lo que se logra un tono de mayor claridad, así mismo es posible lograr la afinación del instrumento.
CONCEPCIÓN DEL MODELO
El cajón peruano consiste básicamente en un resonador de Helmholtz activado por la energía radiada dentro de sí mismo debido a los impactos que se aplican sobre la placa frontal al momento de ejecutar.
Como es conocido, dicha placa debe presentar infinitos modos de vibración los mismos que influirán en el timbre del instrumento, sin embargo sólo el primer modo de la placa frontal activa el resonador, el que se manifiesta como un pico de presión acoplado a la resonancia del resonador (cajón - ducto) cuando se mide con un micrófono en la boca del ducto.
Este resultado es el esperado si toma en cuenta que el resonador por su naturaleza presenta un comportamiento de filtro pasa banda que impide la radiación de los modos de orden superior de la placa. Debido a este comportamiento del instrumento es posible plantear un modelo eléctrico discreto capaz de predecir la radiación en la boca del ducto.
ANÁLISIS DE LA PLACA FRONTAL
La Figura 2 muestra la función de transferencia de la razón aceleración – fuerza (inertancia) de la placa frontal hasta 400Hz. En esta Figura se observa claramente las amplitudes relativas y frecuencias de resonancia de los dos primeros modos. La Figura 3 muestra una perspectiva de manera tridimensional de la forma de estos dos modos, obtenidas mediante análisis modal experimental.
Figura 1: Esquema del Cajón Peruano, Figura 2: Función de Transferencia
Figura 3: Vista Tridimensional
La medición se llevó a cabo para investigar el efecto de las condiciones de frontera e interacción con los modos provenientes de las otras placas que conforman el instrumento. Se observó una interacción débil cuyo efecto es despreciable cuando se comparan los resultados experimentales con los analíticos. Cabe aclarar que, si bien es cierto no interaccionan directamente con los modos de la placa frontal modificando su forma, los modos de las placas laterales colorean el sonido del instrumento.
MODELO ELECTRICO EQUIVALENTE
Dado que sólo el primer modo de la placa frontal activa el resonador, es posible representar en una primera aproximación a la placa excitada en su primer modo por un pistón de área, masa, compliancia y resistencia equivalente, capaz de radiar la misma presión sonora que la placa real. Los valores se determinan a partir de la función de impedancia mecánica.
Al comparar el nivel de presión sonora simulado con aquél medido en la boca del ducto, se observa como lo muestra la Figura 4, que el pico de menor frecuencia en el caso simulado excede en amplitud al medido.
Analizando el material de la placa frontal que generalmente es fabricado de contrachapado de madera (triplay) se llegó a la conclusión que el modelo viscoso debía reemplazarse por un modelo viscoelástico [2]. La Figura 5 muestra el circuito eléctrico equivalente del Cajón Peruano el cual incluye los efectos del cajón, sus perdidas así como el ducto.
RESULTADOS
El cajón peruano, como muchos instrumentos de percusión no poseen un carácter sostenido del tono, sin embargo tiene un tono fundamental en baja frecuencia bien marcado y tonos en media frecuencia dependiendo del punto donde es excitado. Estos tonos son combinados en la ejecución musical. Experimentando con placas secundarias de mayor rigidez en el Cajón Peruano, se favorece que la placa frontal vibre de modo más prolongado y minimice el acoplamiento.
CONCLUSIONES
1. El ajuste entre las curvas simuladas y medidas es bueno.
2. A partir de este modelo y luego de consultar con ejecutantes expertos en este instrumento será posible proponer una teoría de diseño sin recurrir al método de ensayo y error.
3. Variando las dimensiones del ducto y el espesor de la placa frontal, es posible afinar y sintonizar la placa y el ducto.
4. Se ha demostrado que es posible desarrollar un modelo eléctrico discreto que permite predecir el nivel de presión sonora radiada por el ducto del Cajón Peruano.
http://www.monografias.com/trabajos35/el-cajon-peru/el-cajon-peru.shtml
EL SONIDO Y LAS ONDAS
Una onda es una perturbación que avanza o que se propaga en un medio material o incluso en el vacío. A pesar de la naturaleza diversa de las perturbaciones que pueden originarlas, todas las ondas tienen un comportamiento semejante. El sonido es un tipo de onda que se propaga únicamente en presencia de un medio que haga de soporte de la perturbación. Los conceptos generales sobre ondas sirven para describir el sonido, pero, inversamente, los fenómenos sonoros permiten comprender mejor algunas de las características del comportamiento ondulatorio.
LA NATURALEZA DEL SONIDO
Las ondas sonoras constituyen un tipo de ondas mecánicas que tienen la virtud de estimular el oído humano y generar la sensación sonora. En el estudio del sonido se deben distinguir los aspectos físicos de los aspectos fisiológicos relacionados con la audición. Desde un punto de vista físico el sonido comparte todas las propiedades características del comportamiento ondulatorio, por lo que puede ser descrito utilizando los conceptos sobre ondas. A su vez el estudio del sonido sirve para mejorar la comprensión de algunos fenómenos típicos de las ondas. Desde un punto de vista fisiológico sólo existe sonido cuando un oído es capaz de percibirlo.
El sonido y su propagación
Las ondas que se propagan a lo largo de un muelle como consecuencia de una compresión longitudinal del mismo constituyen un modelo de ondas mecánicas que se asemeja bastante a la forma en la que el sonido se genera y se propaga. Las ondas sonoras se producen también como consecuencia de una compresión del medio a lo largo de la dirección de propagación. Son, por tanto, ondas longitudinales.
Si un globo se conecta a un pistón capaz de realizar un movimiento alternativo mediante el cual inyecta aire al globo y lo toma de nuevo, aquél sufrirá una secuencia de operaciones de inflado y desinflado, con lo cual la presión del aire contenido dentro del globo aumentará y disminuirá sucesivamente. Esta serie de compresiones y encarecimientos alternativos llevan consigo una aportación de energía, a intervalos, del foco al medio y generan ondas sonoras. La campana de un timbre vibra al ser golpeada por su correspondiente martillo, lo que da lugar a compresiones sucesivas del medio que la rodea, las cuales se propagan en forma de ondas . Un diapasón, la cuerda de una guitarra o la de un violín producen sonido según un mecanismo análogo.
En todo tipo de ondas mecánicas el medio juega un papel esencial en la propagación de la perturbación, hasta el punto de que en ausencia de medio material, la vibración, al no tener por donde propasarse, no da lugar a la formación de la onda correspondiente. La velocidad de propagación del sonido depende de las características del medio. En el caso de medios gaseosos, como el aire, las vibraciones son transmitidas de un punto a otro a través de choques entre las partículas que constituyen el gas, de ahí que cuanto mayor sea la densidad de éste, mayor será la velocidad de la onda sonora correspondiente. En los medios sólidos son las fuerzas que unen entre sí las partículas constitutivas del cuerpo las que se encargan de propagar la perturbación de un punto a otro. Este procedimiento más directo explica que la velocidad del sonido sea mayor en los sólidos que en los gases.
Sonido físico y sensación sonora
No todas las ondas sonoras pueden ser percibidas por el oído humano, el cual es sensible únicamente a aquellas cuya frecuencia está comprendida entre los 20 y los 20 000 Hz. En el aire dichos valores extremos corresponden a longitudes de onda que van desde 16 metros hasta 1,6 centímetros respectivamente. En general se trata de ondas de pequeña amplitud.
Cuando una onda sonora de tales características alcanza la membrana sensible del tímpano, produce en él vibraciones que son transmitidas por la cadena de huesecillos hasta la base de otra membrana situada en la llamada ventana oval, ventana localizada en la cóclea o caracol. El hecho de que la ventana oval sea de 20 a 30 veces más pequeña que el tímpano da lugar a una amplificación que llega a aumentar entre 40 y 90 veces la presión de la onda que alcanza al tímpano. Esta onda de presión se propaga dentro del caracol a través de un líquido viscoso hasta alcanzar otra membrana conectada a un sistema de fibras fijas por sus extremos a modo de cuerdas de arpa, cuyas deformaciones elásticas estimulan las terminaciones de los nervios auditivos. Las señales de naturaleza eléctrica generadas de este modo son enviadas al cerebro y se convierten en sensación sonora. Mediante este proceso el sonido físico es convertido en sonido fisiológico.
CUALIDADES DEL SONIDO
El oído es capaz de distinguir unos sonidos de otros porque es sensible a las diferencias que puedan existir entre ellos en lo que concierne a alguna de las tres cualidades que caracterizan todo sonido y que son la intensidad, el tono y el timbre. Aun cuando todas ellas se refieren al sonido fisiológico, están relacionadas con diferentes propiedades de las ondas sonoras.
Intensidad
La intensidad del sonido percibido, o propiedad que hace que éste se capte como fuerte o como débil, está relacionada con la intensidad de la onda sonora correspondiente, también llamada intensidad acústica. La intensidad acústica es una magnitud que da idea de la cantidad de energía que está fluyendo por el medio como consecuencia de la propagación de la onda.
Se define como la energía que atraviesa por segundo una superficie unidad dispuesta perpendicularmente a la dirección de propagación. Equivale a una potencia por unidad de superficie y se expresa en W/m2. La intensidad de una onda sonora es proporcional al cuadrado de su frecuencia y al cuadrado de su amplitud y disminuye con la distancia al foco.
La magnitud de la sensación sonora depende de la intensidad acústica, pero también depende de la sensibilidad del oído. El intervalo de intensidades acústicas que va desde el umbral de audibilidad, o valor mínimo perceptible, hasta el umbral del dolor es muy amplio, estando ambos valores límite en una relación del orden de 1014
Debido a la extensión de este intervalo de audibilidad, para expresar intensidades sonoras se emplea una escala cuyas divisiones son potencias de diez y cuya unidad de medida es el decibelio (dB). Ello significa que una intensidad acústica de 10 decibelios corresponde a una energía diez veces mayor que una intensidad de cero decibelios; una intensidad de 20 dB representa una energía 100 veces mayor que la que corresponde a 0 decibelios y así sucesivamente.
Otro de los factores de los que depende la intensidad del sonido percibido es la frecuencia. Ello significa que para una frecuencia dada un aumento de intensidad acústica da lugar a un aumento del nivel de sensación sonora, pero intensidades acústicas iguales a diferentes frecuencias pueden dar lugar a sensaciones distintas.
Tono
El tono es la cualidad del sonido mediante la cual el oído le asigna un lugar en la escala musical, permitiendo, por tanto, distinguir entre los graves y los agudos. La magnitud física que está asociada al tono es la frecuencia. Los sonidos percibidos como graves corresponden a frecuencias bajas, mientras que los agudos son debidos a frecuencias altas. Así el sonido más grave de una guitarra corresponde a una frecuencia de 82,4 Hz y el más agudo a 698,5 hertzs.
Junto con la frecuencia, en la percepción sonora del tono intervienen otros factores de carácter psicológico. Así sucede por lo general que al elevar la intensidad se eleva el tono percibido para frecuencias altas y se baja para las frecuencias bajas. Entre frecuencias comprendidas entre 1 000 y 3 000 Hz el tono es relativamente independiente de la intensidad.
Timbre
El timbre es la cualidad del sonido que permite distinguir sonidos procedentes de diferentes instrumentos, aun cuando posean igual tono e intensidad. Debido a esta misma cualidad es posible reconocer a una persona por su voz, que resulta característica de cada individuo.
El timbre está relacionado con la complejidad de las ondas sonoras que llegan al oído. Pocas veces las ondas sonoras corresponden a sonidos puros, sólo los diapasones generan este tipo de sonidos, que son debidos a una sola frecuencia y representados por una onda armónica. Los instrumentos musicales, por el contrario, dan lugar a un sonido más rico que resulta de vibraciones complejas. Cada vibración compleja puede considerarse compuesta por una serie de vibraciones armónico simples de una frecuencia y de una amplitud determinadas, cada una de las cuales, si se considerara separadamente, daría lugar a un sonido puro. Esta mezcla de tonos parciales es característica de cada instrumento y define su timbre. Debido a la analogía existente entre el mundo de la luz y el del sonido, al timbre se le denomina también color del tono.
FENÓMENOS ONDULATORIOS
Las propiedades de las ondas se manifiestan a través de una serie de fenómenos que constituyen lo esencial del comportamiento ondulatorio. Así, las ondas rebotan ante una barrera, cambian de dirección cuando pasan de un medio a otro, suman sus efectos de una forma muy especial y pueden salvar obstáculos o bordear las esquinas.
El estudio de los fenómenos ondulatorios supone la utilización de conceptos tales como periodo, frecuencia, longitud de onda y amplitud, y junto a ellos el de frente de onda, el cual es característico de las ondas bi y tridimensionales. Se denomina frente de ondas al lugar geométrico de los puntos del medio que son alcanzados en un mismo instante por la perturbación.
Las ondas que se producen en la superficie de un lago, como consecuencia de una vibración producida en uno de sus puntos, poseen frentes de onda circulares. Cada uno de esos frentes se corresponden con un conjunto de puntos del medio que están en el mismo estado de vibración, es decir a igual altura. Debido a que las propiedades del medio, tales como densidad o elasticidad, son las mismas en todas las direcciones, la perturbación avanza desde el foco a igual velocidad a lo largo de cada una de ellas, lo que explica la forma circular y, por tanto, equidistante del foco, de esa línea que contiene a los puntos que se encuentran en el mismo estado de vibración.
Las ondas tridimensionales, como las producidas por un globo esférico que se infla y desinfla alternativamente, poseen frentes de ondas esféricos si el foco es puntual y si el medio, como en el caso anterior, es homogéneo.
Reflexión y refracción de las ondas
Cuando una onda alcanza la superficie de separación de dos medios de distinta naturaleza se producen, en general, dos nuevas ondas, una que retrocede hacia el medio de partida y otra que atraviesa la superficie límite y se propaga en el segundo medio. El primer fenómeno se denomina reflexión y el segundo recibe el nombre de refracción.
En las ondas monodimensionales como las producidas por la compresión de un muelle, la reflexión lleva consigo una inversión del sentido del movimiento ondulatorio. En las ondas bi o tridimensionales la inversión total se produce únicamente cuando la incidencia es normal, es decir, cuando la dirección,en la que avanza la perturbación es perpendicular a la superficie reflectante. Si la incidencia es oblicua se produce una especie de rebote, de modo que el movimiento ondulatorio reflejado cambia de dirección, pero conservando el valor del ángulo que forma con la superficie límite.
En el caso de las ondas sonoras, la reflexión en una pared explica el fenómeno del eco. Si la distancia a la pared es suficiente, es posible oír la propia voz reflejada porque el tiempo que emplea el sonido en ir y volver permite separar la percepción de la onda incidente de la reflejada. El oído humano sólo es capaz de percibir dos sonidos como separados si distan uno respecto del otro más de 0,1 segundos, de ahí que para que pueda percibiese el eco la superficie reflectiva debe estar separada del observador 17 metros por lo menos, cantidad que corresponde a la mitad de la distancia que recorre el sonido en el aire en ese intervalo de tiempo (17 m = 340 m/s • 0,1 s/2).
En los espacios cerrados, como las salas, el sonido una vez generado se refleja sucesivas veces en las paredes, dando lugar a una prolongación por algunos instantes del sonido original. Este fenómeno se denomina reverberación y empeora las condiciones acústicas de una sala, puesto que hace que los sonidos anteriores se entremezclen con los posteriores. Su eliminación se logra recubriendo las paredes de materiales, como corcho o moqueta, que absorben las ondas sonoras e impiden la reflexión.
El fenómeno de la refracción supone un cambio en la velocidad de propagación de la onda, cambio asociado al paso de un medio a otro de diferente naturaleza o de diferentes propiedades. Este cambio de velocidad da lugar a un cambio en la dirección del movimiento ondulatorio. Como consecuencia, la onda refractada se desvía un cierto ángulo respecto de la incidente.
La refracción se presenta con cierta frecuencia debido a que los medios no son perfectamente homogéneos, sino que sus propiedades y, por lo tanto, la velocidad de propagación de las ondas en ellos, cambian de un punto a otro. La propagación del sonido en el aire sufre refracciones, dado que su temperatura no es uniforme. En un día soleado las capas de aire próximas a la superficie terrestre están más calientes que las altas y la velocidad del sonido, que aumenta con la temperatura, es mayor en las capas bajas que en las altas. Ello da lugar a que el sonido, como consecuencia de la refracción, se desvía hacia arriba. En esta situación la comunicación entre dos personas suficientemente separadas se vería dificultada. El fenómeno contrario ocurre durante las noches, ya que la Tierra se enfría más rápidamente que el aire.
La difracción
Las ondas son capaces de traspasar orificios y bordear obstáculos interpuestos en su camino. Esta propiedad característica del comportamiento ondulatorio puede ser explicada como consecuencia del principio de Huygens y del fenómeno de interferencias. Así, cuando una fuente de ondas alcanza una placa con un orificio o rendija central, cada punto de la porción del frente de ondas limitado por la rendija se convierte en foco emisor de ondas secundarias todas de idéntica frecuencia. Los focos secundarios que corresponden a los extremos de la abertura generan ondas que son las responsables de que el haz se abra tras la rendija y bordee sus esquinas. En los puntos intermedios se producen superposiciones de las ondas secundarias que dan lugar a zonas de intensidad máxima y de intensidad mínima típicas de los fenómenos de interferencias.
Ambos fenómenos que caracterizan la difracción de las ondas dependen de la relación existente entre el tamaño de la rendija o del obstáculo y la longitud de onda. Así, una rendija cuya anchura sea del orden de la longitud de la onda considerada, será completamente bordeada por la onda incidente y, además, el patrón de interferencias se reducirá a una zona de máxima amplitud idéntica a un foco. Es como si mediante este procedimiento se hubiera seleccionado uno de los focos secundarios descritos por Huygens en el principio que lleva su nombre.
Según Fechner y Weber la sensación subjetiva de la intensidad es proporcional al algoritmo de la intensidad según la forma:
n = 10 log I/I0
• n es el nivel de la sonoridad en decibelios (db).
• I0 es el valor de la intensidad umbral que percibe el oido humano, que es de 10 -10 W/cm2, equivalente a 2 * 104 bar de presión sonora.
Dado que la sonoridad define un fenómeno subjetivo de gran amplitud, con unos valores extremos muy alejados, es necesario utilizar una unidad más manejable y objetiva. Para ello se utiliza una escala comprimida, logarítmica en lugar de lineal. Las cantidad varían en una relación de 1:100.000.000 (1:10E6), es por ello que se utiliza una escala logarítmica, siendo la unidad de dicha escala el Belio. El Belio resulta se una unidad demasiado grande en le práctica por lo que habitualmente se utiliza la décima parte, el decibelio (db).
El decibelio se utiliza como referencia, está referido a un nivel de referencia predeterminado. Se utiliza para expresar ganancias o relaciones de potencia.
db = 10 log Po/Pi
• Pi = Potencia de Entrada
• Po = Potencia de Salida.
En acústica se emplea el db para medir niveles de presión sonora referidos a un nivel definido Ps. Entonces se define el nivel de presión sonora P como el número de decibelios que P se halla por encima de Ps. El nivel de referencia de presión acústica Ps adoptado universalmente es el correspondiente al umbral de audición humano, es decir, 2 * 10E-4 bar, equivalente a 0db SPL (Sound Pressure Level o Nivel de Presión Sonora).
Con todos estos datos podemos crear una tabla aproximada para ver la magnitud de todos estos valores.
Estimación en db
Estudio de grabación vacío. 0 db
Murmullo a tres metros. 10 db
Paso de las hojas de un libro 10 db
Susurro a un metro 20 db
Calle sin tráfico en zona residencial 30 db
Dormitorio tranquilo de día 25 db
Conversación a tres metros 45 db
Orquesta de cuerda y viento 60 db
Orquesta de metales 70 db
Despertador a 40 cm 80 db
Calle ruidosa con mucho tráfico 90 db
Fábrica industrial ruidosa 100 db
Umbral del dolor 120 db
Avión a reacción a 200m 140 db
Cohete espacial a unos 3.000m 200 db
CAJON: Tambor xilofonico de la familia de los idiofonos. Paralelepípedo de madera con un orificio de salida en la parte posterior.
Los primeros habitantes originarios de África llegaron a América –fueron traídos debería decir– con escasas pertenencias. Se les despojó de todo, incluyendo los tambores, uno de sus principales elementos de expresión.
“Por tambor, en un sentido amplio de la palabra, se suele entender: ‘un instrumento percusivo cuya sonoridad se obtiene golpeando directa y externamente sobre el cuerpo hueco y resonante que lo constituye, bien sobre un lugar cualquiera de su caja o sobre otra parte especialmente destinada a ese fin’. Según esa acepción organológica del tambor, equivalente a un instrumento percucible en la parte exterior de su caja resonante, se comprenderían entre los tambores a los llamados tambores de madera o xilofónos y hasta a alguna especie de idiófonos percusivos. Decimos xilofónicos o xilófono, ajustándonos a las raíces griegas del vocablo, en un sentido genérico y propio, y no en el impropio y restringido de marimba, la cual en Europa se llama xilófono por antonomasia, porque es realmente un instrumento sonoro de madera. Así pues, tales instrumentos pueden ser llamados xilófonos, si se atiende solo con exactitud y rigor al elemento etimológico del vocablo y a un sentido genérico”, dice el estudioso Fernando Ortiz .
Los antiguos pobladores afroamericanos se las ingeniaron para conseguir nuevos instrumentos de percusión, algunos imitando a los dejados en África o creando otros nuevos, ya americanos. Seguramente durante la prohibición del toque de tambores , entre otras causas, hicieron su aparición las cajas, que al entender de las autoridades no eran tambores sino más bien “instrumentos caseros”, sustitutos de estos, pues no tenían piel animal y por esa razón no les prestaron mayor atención. Cosa parecida pudo haber sucedido con algunos viajeros y pintores que recogieron las expresiones populares de la época. Definitivamente no pensaron que “esas cajas” evolucionarían como lo hicieron.
No obstante, tales cajas, hechas para el transporte de mercancía o productos, totalmente rústicas, poco a poco empezaron a ser utilizadas para el acompañamiento rítmico de algunos cantos y bailes y a recibir el nombre de cajones y cajas.
Debido a su procedencia humilde y casera, es muy difícil precisar el lugar y fecha exacta del nacimiento del cajón como instrumento musical. Lo mas probable es que en varios lugares de América haya sido usado como tal por la población de origen afro, muchos años antes de lo que confirman y testimonian los viajeros y observadores. Vuelto luego a la función para la que era destinado cotidianamente, no sería en sus inicios catalogado como instrumento musical.
Por lo tanto, antes de la mitad del siglo XIX no hay datos claros en relación al cajón. Y si bien no se encuentra ninguna pista clara que indique que el Perú sea el país donde nació, los testimonios más antiguos que lo mencionan se hallan en Lima. Se ha dicho que el cajón es un instrumento llegado desde otros países al Perú, al parecer, no es cierto.
Aunque se ha dicho que el cajón existe en el Perú desde el siglo XVII no hemos podido hallar, hasta hoy, ningún documento que lo acredite. Todo parece indicar que el cajón hace su aparición en el siglo XIX.
La historia y trayectoria del cajón del Perú “ya convertido” en instrumento musical están sumamente ligadas a la zamacueca, pues fue exportado a otros pueblos de América acompañándola. Atanasio Fuentes gran estudioso de la Lima del 800, publica alrededor de 1867: “Hemos dicho que el baile de Amancaes es la zamacueca; la orquesta para ese baile se compone de arpa y guitarra, y a estos instrumentos se agrega una especie de tambor, hecho regularmente de un cajón cuyas tablas se desclavan para que el golpe sea mas sonoro. Tocase este instrumento con las manos o con dos pedazos de caña, y es difícil formarse idea de la pericia y oído con que el negro que toca el cajón sigue el compás de la música y anima a los bailarines. Como el cajón es el alma de la orquesta, la plebe ha dado a la zamacueca el nombre de "polca de cajón". Este párrafo nos dice claramente que se le concede al cajón una presencia protagónica. Lo sitúa en un primer plano de importancia dentro del grupo de instrumentos que acompañaba musicalmente la zamacueca a partir de la mitad del siglo XIX. La zamacueca llegó a ser popular en varios países de América del Sur, incluso se cantó y bailó en zonas de México y California durante la Fiebre del Oro.
En Lima, en el año 1870 el músico Claudio Rebagliati , menciona en una nota aclaratoria anexa a sus partituras información sobre el acompañamiento de la zamacueca sobre la base de guitarra, arpa y cajón.
En 1879 aparece la Marinera, mas tarde Baile Nacional del Perú, que es una versión con algunos cambios coreográficos y en su estructura musical de la antigua zamacueca. Sin embargo, esta sigue siendo acompañada por guitarras y cajón.
La foto mas antigua en la que se aprecia un cajón data de esta época. En el año 1895, se reunieron en el Jardín de la Exposición de Lima algunos miembros del grupo llamado “La Palizada”, hombres de diferentes edades, bohemios, criollos y que conocían bastante bien las jaranas limeñas. Allí improvisaron algunos cantos con guitarra y cajón.
Por aquel entonces, con los cajones de whisky y de frutas se hacía este instrumento musical, así como de las latas de aceite y de manteca; y las que nunca eran desperdiciadas –pues ofrecían buenos sonidos de percusión– eran las cajas o jabas que se usaban de embalaje para transportar el kerosene, insumo del alumbrado de aquella época.
Durante años el cajón acompañó las grandes fiestas repiqueteando en las marinearas. Hasta que ya en el siglo XX, a finales de los años 40, empiezan los coqueteos del cajón con el vals criollo o vals peruano. No pocos interpretes son los que se oponen a ello, pero finalmente la unión entre ambos se da: el cajón y el vals quedan ligados casi veinte años después.
Sin embargo, es el redescubrimiento de la música afroperuana , afines de los años cincuenta, que permite que el cajón se engalane como amo y señor del ritmo en la música de la costa del Perú.
En la década del 60, Victoria Santa Cruz Gamarra crea números de baile con el sólo acompañamiento del cajón, y repotencia e impulsa este instrumento, primero con su grupo Teatro y Danzas Negras del Perú, y luego con el Conjunto Nacional de Folklore. La agrupación Perú Negro lo difunde en el extranjero con sus presentaciones, en las cuales destacan piezas exclusivamente para cajón. En esta década el cajón queda asociado definitivamente al vals peruano, siendo difícil precisar quién realizó la primera grabación de un vals acompañado con él, aunque es posible que haya sido Carlos Hayre para una producción de la cantante Alicia Maguiña.
Hoy en día, en el Perú, el cajón está presente prácticamente en todos los géneros de raíz afro (lundero, landó, festejo, alcatraz, toromata, panalivio, ingá, etc.), así como también acompañando al vals peruano, a la polka criolla, al one step, al pasodoble, al tondero y a la marinera.
Asimismo, el cajón es adoptado por los habitantes costeños de origen andino y empieza a ser utilizado por ellos para reinterpretar algunos géneros “tradicionales” y crear nuevas expresiones de música popular de la ciudad. Luego, coquetea con el rock y de ahí salta a las corrientes llamadas de música fusión, World Music y música étnica, entre otras .
El cajón pertenece a la familia de los instrumentos idiofonos o auto-resonadores, o sea, todo el cuerpo del instrumento es el que suena. Son instrumentos cuyos cuerpos, de madera o metal, son duros pero con la suficiente elasticidad como para mantener un movimiento vibratorio.
El cajón es un paralelepípedo de madera con un orificio de salida en la parte posterior y que se percute generalmente por su parte delantera. Mientras que hasta hace poco tiempo el cajón era un instrumento escasamente usado fuera del Perú, en nuestro país alcanzó niveles protagónicos. Su labor no es la de un instrumento de acompañamiento monótono, sino la de un instrumento principal que matiza, acompaña y ejecuta solos.
Es impresionante observar la riqueza adaptabilidad y funcionalidad de este instrumento así como las técnicas de construcción. Eso es lo que permitió que el cajon se convierta en nuestro principal instrumento de percusión.
En ningún país del mundo el cajón echó raíces tan profundas como en el Perú. Debido a su riqueza y frecuencia de uso, a su adaptabilidad, funcionalidad, a las técnicas de construcción, al sitial que supo conquistarse entre los peruanos y sobre todo, al desarrollo que lograron los músicos de nuestra tierra en la ejecución de este instrumento, se convirtió en nuestro principal instrumento de percusión. Es notable el desarrollo rítmico que alcanzaron los afroperuanos y la difusión del cajón a la música de la costa del Perú y ahora del mundo.
Así como existe en el Perú una “historia oficial” que prácticamente excluye a los afroperuanos de la vida pasada del país, existe también una posición de no reconocimiento a los aportes de los mismos. En el caso del cajón este aporte es claro, contundente e indiscutible. El cajon es un elemento real y vital de la resistencia de los afroperuanos. Sin embargo, durante años, este instrumento estuvo presente y, con contadas excepciones, nadie se preocupó de él. En los últimos años se ha producido un nuevo movimiento en favor del cajón y en el 2001 es declarado por el Instituto Nacional de Cultura como Patrimonio Nacional.
Como un reconocimiento a la población de origen afro por legarnos tan bello instrumento que surgió como parte de la resistencia cultural de los descendientes de africanos, desde hace algunos años propusimos que se llamará CAJÓN AFROPERUANO. Ante la posibilidad de restarle peruanidad anteponiendo el prefijo “afro” a la palabra “peruano”, que no hace sino indicar una referencia de sus orígenes africanos, tampoco nos negamos a que el cajón sea reconocido como CAJÓN PERUANO.
*Un articulo muy similar a este apareció en la revista HISTORIA VIVA- GRANDES TEMAS nº10 publicado en portugués en el año 2005 bajo el titulo EL CAJON (AFRO) PERUANO -O SOM DA RESISTENCIA.
http://www.cajonperuano.org/
EL CAJÓN Y SU LADO CIENTÍFICO
El Cajón Peruano posee interesantes propiedades acústicas el cual es utilizado como acompañamiento para música instrumental y/o cantada de gran arraigo en el Perú. Este instrumento actualmente se construye en base al conocimiento adquirido en forma empírica, no siempre obteniéndose las características deseadas. Hasta la fecha se han realizado estudios del Cajón Peruano desde el punto de vista de sus características de ejecución.
Los resultados del presente trabajo demuestran claramente que este instrumento puede ser estudiado y que es posible solucionar en forma práctica algunos problemas de diseño, entre ellos la minimización de la interacción de las placas laterales con la placa frontal con lo que se logra un tono de mayor claridad, así mismo es posible lograr la afinación del instrumento.
CONCEPCIÓN DEL MODELO
El cajón peruano consiste básicamente en un resonador de Helmholtz activado por la energía radiada dentro de sí mismo debido a los impactos que se aplican sobre la placa frontal al momento de ejecutar.
Como es conocido, dicha placa debe presentar infinitos modos de vibración los mismos que influirán en el timbre del instrumento, sin embargo sólo el primer modo de la placa frontal activa el resonador, el que se manifiesta como un pico de presión acoplado a la resonancia del resonador (cajón - ducto) cuando se mide con un micrófono en la boca del ducto.
Este resultado es el esperado si toma en cuenta que el resonador por su naturaleza presenta un comportamiento de filtro pasa banda que impide la radiación de los modos de orden superior de la placa. Debido a este comportamiento del instrumento es posible plantear un modelo eléctrico discreto capaz de predecir la radiación en la boca del ducto.
ANÁLISIS DE LA PLACA FRONTAL
La Figura 2 muestra la función de transferencia de la razón aceleración – fuerza (inertancia) de la placa frontal hasta 400Hz. En esta Figura se observa claramente las amplitudes relativas y frecuencias de resonancia de los dos primeros modos. La Figura 3 muestra una perspectiva de manera tridimensional de la forma de estos dos modos, obtenidas mediante análisis modal experimental.
Figura 1: Esquema del Cajón Peruano, Figura 2: Función de Transferencia
Figura 3: Vista Tridimensional
La medición se llevó a cabo para investigar el efecto de las condiciones de frontera e interacción con los modos provenientes de las otras placas que conforman el instrumento. Se observó una interacción débil cuyo efecto es despreciable cuando se comparan los resultados experimentales con los analíticos. Cabe aclarar que, si bien es cierto no interaccionan directamente con los modos de la placa frontal modificando su forma, los modos de las placas laterales colorean el sonido del instrumento.
MODELO ELECTRICO EQUIVALENTE
Dado que sólo el primer modo de la placa frontal activa el resonador, es posible representar en una primera aproximación a la placa excitada en su primer modo por un pistón de área, masa, compliancia y resistencia equivalente, capaz de radiar la misma presión sonora que la placa real. Los valores se determinan a partir de la función de impedancia mecánica.
Al comparar el nivel de presión sonora simulado con aquél medido en la boca del ducto, se observa como lo muestra la Figura 4, que el pico de menor frecuencia en el caso simulado excede en amplitud al medido.
Analizando el material de la placa frontal que generalmente es fabricado de contrachapado de madera (triplay) se llegó a la conclusión que el modelo viscoso debía reemplazarse por un modelo viscoelástico [2]. La Figura 5 muestra el circuito eléctrico equivalente del Cajón Peruano el cual incluye los efectos del cajón, sus perdidas así como el ducto.
RESULTADOS
El cajón peruano, como muchos instrumentos de percusión no poseen un carácter sostenido del tono, sin embargo tiene un tono fundamental en baja frecuencia bien marcado y tonos en media frecuencia dependiendo del punto donde es excitado. Estos tonos son combinados en la ejecución musical. Experimentando con placas secundarias de mayor rigidez en el Cajón Peruano, se favorece que la placa frontal vibre de modo más prolongado y minimice el acoplamiento.
CONCLUSIONES
1. El ajuste entre las curvas simuladas y medidas es bueno.
2. A partir de este modelo y luego de consultar con ejecutantes expertos en este instrumento será posible proponer una teoría de diseño sin recurrir al método de ensayo y error.
3. Variando las dimensiones del ducto y el espesor de la placa frontal, es posible afinar y sintonizar la placa y el ducto.
4. Se ha demostrado que es posible desarrollar un modelo eléctrico discreto que permite predecir el nivel de presión sonora radiada por el ducto del Cajón Peruano.
http://www.monografias.com/trabajos35/el-cajon-peru/el-cajon-peru.shtml
EL SONIDO Y LAS ONDAS
Una onda es una perturbación que avanza o que se propaga en un medio material o incluso en el vacío. A pesar de la naturaleza diversa de las perturbaciones que pueden originarlas, todas las ondas tienen un comportamiento semejante. El sonido es un tipo de onda que se propaga únicamente en presencia de un medio que haga de soporte de la perturbación. Los conceptos generales sobre ondas sirven para describir el sonido, pero, inversamente, los fenómenos sonoros permiten comprender mejor algunas de las características del comportamiento ondulatorio.
LA NATURALEZA DEL SONIDO
Las ondas sonoras constituyen un tipo de ondas mecánicas que tienen la virtud de estimular el oído humano y generar la sensación sonora. En el estudio del sonido se deben distinguir los aspectos físicos de los aspectos fisiológicos relacionados con la audición. Desde un punto de vista físico el sonido comparte todas las propiedades características del comportamiento ondulatorio, por lo que puede ser descrito utilizando los conceptos sobre ondas. A su vez el estudio del sonido sirve para mejorar la comprensión de algunos fenómenos típicos de las ondas. Desde un punto de vista fisiológico sólo existe sonido cuando un oído es capaz de percibirlo.
El sonido y su propagación
Las ondas que se propagan a lo largo de un muelle como consecuencia de una compresión longitudinal del mismo constituyen un modelo de ondas mecánicas que se asemeja bastante a la forma en la que el sonido se genera y se propaga. Las ondas sonoras se producen también como consecuencia de una compresión del medio a lo largo de la dirección de propagación. Son, por tanto, ondas longitudinales.
Si un globo se conecta a un pistón capaz de realizar un movimiento alternativo mediante el cual inyecta aire al globo y lo toma de nuevo, aquél sufrirá una secuencia de operaciones de inflado y desinflado, con lo cual la presión del aire contenido dentro del globo aumentará y disminuirá sucesivamente. Esta serie de compresiones y encarecimientos alternativos llevan consigo una aportación de energía, a intervalos, del foco al medio y generan ondas sonoras. La campana de un timbre vibra al ser golpeada por su correspondiente martillo, lo que da lugar a compresiones sucesivas del medio que la rodea, las cuales se propagan en forma de ondas . Un diapasón, la cuerda de una guitarra o la de un violín producen sonido según un mecanismo análogo.
En todo tipo de ondas mecánicas el medio juega un papel esencial en la propagación de la perturbación, hasta el punto de que en ausencia de medio material, la vibración, al no tener por donde propasarse, no da lugar a la formación de la onda correspondiente. La velocidad de propagación del sonido depende de las características del medio. En el caso de medios gaseosos, como el aire, las vibraciones son transmitidas de un punto a otro a través de choques entre las partículas que constituyen el gas, de ahí que cuanto mayor sea la densidad de éste, mayor será la velocidad de la onda sonora correspondiente. En los medios sólidos son las fuerzas que unen entre sí las partículas constitutivas del cuerpo las que se encargan de propagar la perturbación de un punto a otro. Este procedimiento más directo explica que la velocidad del sonido sea mayor en los sólidos que en los gases.
Sonido físico y sensación sonora
No todas las ondas sonoras pueden ser percibidas por el oído humano, el cual es sensible únicamente a aquellas cuya frecuencia está comprendida entre los 20 y los 20 000 Hz. En el aire dichos valores extremos corresponden a longitudes de onda que van desde 16 metros hasta 1,6 centímetros respectivamente. En general se trata de ondas de pequeña amplitud.
Cuando una onda sonora de tales características alcanza la membrana sensible del tímpano, produce en él vibraciones que son transmitidas por la cadena de huesecillos hasta la base de otra membrana situada en la llamada ventana oval, ventana localizada en la cóclea o caracol. El hecho de que la ventana oval sea de 20 a 30 veces más pequeña que el tímpano da lugar a una amplificación que llega a aumentar entre 40 y 90 veces la presión de la onda que alcanza al tímpano. Esta onda de presión se propaga dentro del caracol a través de un líquido viscoso hasta alcanzar otra membrana conectada a un sistema de fibras fijas por sus extremos a modo de cuerdas de arpa, cuyas deformaciones elásticas estimulan las terminaciones de los nervios auditivos. Las señales de naturaleza eléctrica generadas de este modo son enviadas al cerebro y se convierten en sensación sonora. Mediante este proceso el sonido físico es convertido en sonido fisiológico.
CUALIDADES DEL SONIDO
El oído es capaz de distinguir unos sonidos de otros porque es sensible a las diferencias que puedan existir entre ellos en lo que concierne a alguna de las tres cualidades que caracterizan todo sonido y que son la intensidad, el tono y el timbre. Aun cuando todas ellas se refieren al sonido fisiológico, están relacionadas con diferentes propiedades de las ondas sonoras.
Intensidad
La intensidad del sonido percibido, o propiedad que hace que éste se capte como fuerte o como débil, está relacionada con la intensidad de la onda sonora correspondiente, también llamada intensidad acústica. La intensidad acústica es una magnitud que da idea de la cantidad de energía que está fluyendo por el medio como consecuencia de la propagación de la onda.
Se define como la energía que atraviesa por segundo una superficie unidad dispuesta perpendicularmente a la dirección de propagación. Equivale a una potencia por unidad de superficie y se expresa en W/m2. La intensidad de una onda sonora es proporcional al cuadrado de su frecuencia y al cuadrado de su amplitud y disminuye con la distancia al foco.
La magnitud de la sensación sonora depende de la intensidad acústica, pero también depende de la sensibilidad del oído. El intervalo de intensidades acústicas que va desde el umbral de audibilidad, o valor mínimo perceptible, hasta el umbral del dolor es muy amplio, estando ambos valores límite en una relación del orden de 1014
Debido a la extensión de este intervalo de audibilidad, para expresar intensidades sonoras se emplea una escala cuyas divisiones son potencias de diez y cuya unidad de medida es el decibelio (dB). Ello significa que una intensidad acústica de 10 decibelios corresponde a una energía diez veces mayor que una intensidad de cero decibelios; una intensidad de 20 dB representa una energía 100 veces mayor que la que corresponde a 0 decibelios y así sucesivamente.
Otro de los factores de los que depende la intensidad del sonido percibido es la frecuencia. Ello significa que para una frecuencia dada un aumento de intensidad acústica da lugar a un aumento del nivel de sensación sonora, pero intensidades acústicas iguales a diferentes frecuencias pueden dar lugar a sensaciones distintas.
Tono
El tono es la cualidad del sonido mediante la cual el oído le asigna un lugar en la escala musical, permitiendo, por tanto, distinguir entre los graves y los agudos. La magnitud física que está asociada al tono es la frecuencia. Los sonidos percibidos como graves corresponden a frecuencias bajas, mientras que los agudos son debidos a frecuencias altas. Así el sonido más grave de una guitarra corresponde a una frecuencia de 82,4 Hz y el más agudo a 698,5 hertzs.
Junto con la frecuencia, en la percepción sonora del tono intervienen otros factores de carácter psicológico. Así sucede por lo general que al elevar la intensidad se eleva el tono percibido para frecuencias altas y se baja para las frecuencias bajas. Entre frecuencias comprendidas entre 1 000 y 3 000 Hz el tono es relativamente independiente de la intensidad.
Timbre
El timbre es la cualidad del sonido que permite distinguir sonidos procedentes de diferentes instrumentos, aun cuando posean igual tono e intensidad. Debido a esta misma cualidad es posible reconocer a una persona por su voz, que resulta característica de cada individuo.
El timbre está relacionado con la complejidad de las ondas sonoras que llegan al oído. Pocas veces las ondas sonoras corresponden a sonidos puros, sólo los diapasones generan este tipo de sonidos, que son debidos a una sola frecuencia y representados por una onda armónica. Los instrumentos musicales, por el contrario, dan lugar a un sonido más rico que resulta de vibraciones complejas. Cada vibración compleja puede considerarse compuesta por una serie de vibraciones armónico simples de una frecuencia y de una amplitud determinadas, cada una de las cuales, si se considerara separadamente, daría lugar a un sonido puro. Esta mezcla de tonos parciales es característica de cada instrumento y define su timbre. Debido a la analogía existente entre el mundo de la luz y el del sonido, al timbre se le denomina también color del tono.
FENÓMENOS ONDULATORIOS
Las propiedades de las ondas se manifiestan a través de una serie de fenómenos que constituyen lo esencial del comportamiento ondulatorio. Así, las ondas rebotan ante una barrera, cambian de dirección cuando pasan de un medio a otro, suman sus efectos de una forma muy especial y pueden salvar obstáculos o bordear las esquinas.
El estudio de los fenómenos ondulatorios supone la utilización de conceptos tales como periodo, frecuencia, longitud de onda y amplitud, y junto a ellos el de frente de onda, el cual es característico de las ondas bi y tridimensionales. Se denomina frente de ondas al lugar geométrico de los puntos del medio que son alcanzados en un mismo instante por la perturbación.
Las ondas que se producen en la superficie de un lago, como consecuencia de una vibración producida en uno de sus puntos, poseen frentes de onda circulares. Cada uno de esos frentes se corresponden con un conjunto de puntos del medio que están en el mismo estado de vibración, es decir a igual altura. Debido a que las propiedades del medio, tales como densidad o elasticidad, son las mismas en todas las direcciones, la perturbación avanza desde el foco a igual velocidad a lo largo de cada una de ellas, lo que explica la forma circular y, por tanto, equidistante del foco, de esa línea que contiene a los puntos que se encuentran en el mismo estado de vibración.
Las ondas tridimensionales, como las producidas por un globo esférico que se infla y desinfla alternativamente, poseen frentes de ondas esféricos si el foco es puntual y si el medio, como en el caso anterior, es homogéneo.
Reflexión y refracción de las ondas
Cuando una onda alcanza la superficie de separación de dos medios de distinta naturaleza se producen, en general, dos nuevas ondas, una que retrocede hacia el medio de partida y otra que atraviesa la superficie límite y se propaga en el segundo medio. El primer fenómeno se denomina reflexión y el segundo recibe el nombre de refracción.
En las ondas monodimensionales como las producidas por la compresión de un muelle, la reflexión lleva consigo una inversión del sentido del movimiento ondulatorio. En las ondas bi o tridimensionales la inversión total se produce únicamente cuando la incidencia es normal, es decir, cuando la dirección,en la que avanza la perturbación es perpendicular a la superficie reflectante. Si la incidencia es oblicua se produce una especie de rebote, de modo que el movimiento ondulatorio reflejado cambia de dirección, pero conservando el valor del ángulo que forma con la superficie límite.
En el caso de las ondas sonoras, la reflexión en una pared explica el fenómeno del eco. Si la distancia a la pared es suficiente, es posible oír la propia voz reflejada porque el tiempo que emplea el sonido en ir y volver permite separar la percepción de la onda incidente de la reflejada. El oído humano sólo es capaz de percibir dos sonidos como separados si distan uno respecto del otro más de 0,1 segundos, de ahí que para que pueda percibiese el eco la superficie reflectiva debe estar separada del observador 17 metros por lo menos, cantidad que corresponde a la mitad de la distancia que recorre el sonido en el aire en ese intervalo de tiempo (17 m = 340 m/s • 0,1 s/2).
En los espacios cerrados, como las salas, el sonido una vez generado se refleja sucesivas veces en las paredes, dando lugar a una prolongación por algunos instantes del sonido original. Este fenómeno se denomina reverberación y empeora las condiciones acústicas de una sala, puesto que hace que los sonidos anteriores se entremezclen con los posteriores. Su eliminación se logra recubriendo las paredes de materiales, como corcho o moqueta, que absorben las ondas sonoras e impiden la reflexión.
El fenómeno de la refracción supone un cambio en la velocidad de propagación de la onda, cambio asociado al paso de un medio a otro de diferente naturaleza o de diferentes propiedades. Este cambio de velocidad da lugar a un cambio en la dirección del movimiento ondulatorio. Como consecuencia, la onda refractada se desvía un cierto ángulo respecto de la incidente.
La refracción se presenta con cierta frecuencia debido a que los medios no son perfectamente homogéneos, sino que sus propiedades y, por lo tanto, la velocidad de propagación de las ondas en ellos, cambian de un punto a otro. La propagación del sonido en el aire sufre refracciones, dado que su temperatura no es uniforme. En un día soleado las capas de aire próximas a la superficie terrestre están más calientes que las altas y la velocidad del sonido, que aumenta con la temperatura, es mayor en las capas bajas que en las altas. Ello da lugar a que el sonido, como consecuencia de la refracción, se desvía hacia arriba. En esta situación la comunicación entre dos personas suficientemente separadas se vería dificultada. El fenómeno contrario ocurre durante las noches, ya que la Tierra se enfría más rápidamente que el aire.
La difracción
Las ondas son capaces de traspasar orificios y bordear obstáculos interpuestos en su camino. Esta propiedad característica del comportamiento ondulatorio puede ser explicada como consecuencia del principio de Huygens y del fenómeno de interferencias. Así, cuando una fuente de ondas alcanza una placa con un orificio o rendija central, cada punto de la porción del frente de ondas limitado por la rendija se convierte en foco emisor de ondas secundarias todas de idéntica frecuencia. Los focos secundarios que corresponden a los extremos de la abertura generan ondas que son las responsables de que el haz se abra tras la rendija y bordee sus esquinas. En los puntos intermedios se producen superposiciones de las ondas secundarias que dan lugar a zonas de intensidad máxima y de intensidad mínima típicas de los fenómenos de interferencias.
Ambos fenómenos que caracterizan la difracción de las ondas dependen de la relación existente entre el tamaño de la rendija o del obstáculo y la longitud de onda. Así, una rendija cuya anchura sea del orden de la longitud de la onda considerada, será completamente bordeada por la onda incidente y, además, el patrón de interferencias se reducirá a una zona de máxima amplitud idéntica a un foco. Es como si mediante este procedimiento se hubiera seleccionado uno de los focos secundarios descritos por Huygens en el principio que lleva su nombre.
Según Fechner y Weber la sensación subjetiva de la intensidad es proporcional al algoritmo de la intensidad según la forma:
n = 10 log I/I0
• n es el nivel de la sonoridad en decibelios (db).
• I0 es el valor de la intensidad umbral que percibe el oido humano, que es de 10 -10 W/cm2, equivalente a 2 * 104 bar de presión sonora.
Dado que la sonoridad define un fenómeno subjetivo de gran amplitud, con unos valores extremos muy alejados, es necesario utilizar una unidad más manejable y objetiva. Para ello se utiliza una escala comprimida, logarítmica en lugar de lineal. Las cantidad varían en una relación de 1:100.000.000 (1:10E6), es por ello que se utiliza una escala logarítmica, siendo la unidad de dicha escala el Belio. El Belio resulta se una unidad demasiado grande en le práctica por lo que habitualmente se utiliza la décima parte, el decibelio (db).
El decibelio se utiliza como referencia, está referido a un nivel de referencia predeterminado. Se utiliza para expresar ganancias o relaciones de potencia.
db = 10 log Po/Pi
• Pi = Potencia de Entrada
• Po = Potencia de Salida.
En acústica se emplea el db para medir niveles de presión sonora referidos a un nivel definido Ps. Entonces se define el nivel de presión sonora P como el número de decibelios que P se halla por encima de Ps. El nivel de referencia de presión acústica Ps adoptado universalmente es el correspondiente al umbral de audición humano, es decir, 2 * 10E-4 bar, equivalente a 0db SPL (Sound Pressure Level o Nivel de Presión Sonora).
Con todos estos datos podemos crear una tabla aproximada para ver la magnitud de todos estos valores.
Estimación en db
Estudio de grabación vacío. 0 db
Murmullo a tres metros. 10 db
Paso de las hojas de un libro 10 db
Susurro a un metro 20 db
Calle sin tráfico en zona residencial 30 db
Dormitorio tranquilo de día 25 db
Conversación a tres metros 45 db
Orquesta de cuerda y viento 60 db
Orquesta de metales 70 db
Despertador a 40 cm 80 db
Calle ruidosa con mucho tráfico 90 db
Fábrica industrial ruidosa 100 db
Umbral del dolor 120 db
Avión a reacción a 200m 140 db
Cohete espacial a unos 3.000m 200 db
sonoridad
La sonoridad (en inglés loudness) es la respuesta perceptiva al atributo físico de la intensidad del sonido, relacionado con la energía o variación de presión del aire.
La relación no es directa, sino que intervienen además factores como frecuencia, espectro y duración.
Para medir la sensación de sonoridad se utiliza el fon (en inglés phon). Se toma como referencia 1 KHz, a esa frecuencia los fones de una onda sinusoidal corresponden a sus decibeles.
Las curvas isófonas, o curvas de sonoridad constante, fueron determinadas por primera vez por Fletcher y Munson en 1930.
La sonoridad (en inglés loudness) es la respuesta perceptiva al atributo físico de la intensidad del sonido, relacionado con la energía o variación de presión del aire.
La relación no es directa, sino que intervienen además factores como frecuencia, espectro y duración.
Para medir la sensación de sonoridad se utiliza el fon (en inglés phon). Se toma como referencia 1 KHz, a esa frecuencia los fones de una onda sinusoidal corresponden a sus decibeles.
Las curvas isófonas, o curvas de sonoridad constante, fueron determinadas por primera vez por Fletcher y Munson en 1930.
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