CARACTERíSTICAS ACUSTICAS

Hay personas que su voz puede escucharse en grandes locales, cómo los cantantes de ópera, mientras que otros no tienen esa capacidad. ¿A qué se debe esto?

Nos vamos a basar para explicarlo en las características físicas de la voz . El sonido engendrado por la corriente de aire y roto por la vibración de los pliegues vocales, se llama manantial de voz , que es la materia prima de todas las conversaciones. La voz es una señal compuesta por la frecuencia vibratoria de los pliegues vocales, y por gran numero de armónicos de frecuencia superior, cuya amplitud disminuye uniformemente al ritmo de 12dB/octava.

El aparato vocal tiene 4 o 5 resonancias importantes llamadas "formants". Cuando la señal de la voz tiene una frecuencia próxima coincidente con la de algún formant, mayor es la amplitud al abrir los labios. La presencia de los formants rompe la uniformidad de la envoltura del espectro del manantial de voz , esta perturbación origina diferentes sonidos. Las frecuencias de los formants aparecen en el espectro, como máximos en la envoltura, que son características de sonidos particulares. Estas frecuencias se determinan por la forma del aparato vocal, que se podría considerar como un cilindro perfecto cerrado en la glotis, abierto por los labios y con una longitud de 17,5cm. Cada formant está asociado con una onda de distinta duración, pudiendo considerarla como una onda de presión cuya amplitud tiene un máximo cerca del final de la glotis y un mínimo en los labios abiertos. El formant más bajo corresponde a una longitud de l/4 dentro del aparato vocal, de forma análoga, el segundo, tercero o cuarto formant corresponden a longitudes de 3l/4, 5l/4 y 7l/4.

Cualquier cambio en la sección transversal del aparato vocal altera las frecuencias del formant individual, dependiendo la dirección de la alteración del lugar donde se origine a lo largo de la onda. El cierre del aparato vocal en un lugar donde la situación de la onda de un formant presente unas oscilaciones con una expansión del aparato en estos mismos lugares eleva la frecuencia.      

El aparato local se cierra y se abre de muchas formas, en general bastante complicadas, al cerrarse en un determinado lugar afecta a la frecuencia de todos los formant en distintos aspectos. Existen tres elementos que pueden alterar la forma del aparato, de tal manera que la frecuencia de un formant va dirigida en una dirección especial. Estos tres elementos son la mandíbula, la lengua y la punta de la lengua. El movimiento de la mandíbula, que puede cerrar el aparato vocal hacia el final de la glotis y dilatarlo hasta el final de los labios es decisivo, sobre todo para la frecuencia del primer formant  que es más alta cuando la mandíbula está abierta.

El segundo formant depende de la forma de la lengua mientras que el tercero lo hace la posición de la punta de la lengua. El movimiento de los diferentes órganos de articulación en varias direcciones cambia la frecuencia de los dos formants mas bajos, que en la media de los adultos va de 250 a 700Hz para el primer formant y de 700 a 2500Hz para el segundo. Al hablar y al cantar, se mueven los órganos de articulación actuando sobre los formants para cambiar sus frecuencias. Cada elemento de articulación corresponde a un adelanto en las frecuencias del formant, que se asocia con un sonido de distinta vocal.

Experimentando durante mucho tiempo, con un gran número de individuos, se ha comprobado que la frecuencia media laringea es una característica individual, situándose los resultados entre 110 y 133Hz para los hombres mientras que las mujeres entre 188 y 229Hz. Las características fisiológicas que intervienen en la formación de los sonidos nos dan la frecuencia fundamental (tono), así como los armónicos que acompañan (timbre), lo que permite identificar a cada persona. Teniendo en cuenta el timbre, la voz del hombre, se extiende en una banda de 100 a 8000Hz, mientras que la de la mujer de 200 a 9000Hz. En la tabla 11.1 se presentan las bandas que cubren la voz a los cantantes clásicos; como vemos, la zona de graves está cubierta por el hombre y la de agudos por la mujer. Con relación a las letras, y a su espectro de frecuencias, la letra "s" es la que mayor componente de agudos tiene; por ejemplo, si se suprimen las frecuencias superiores as 6000Hz, la letra no se entiende, lo mismo sucede con la "j" si se suprimen frecuencias por encima de 4600Hz. Al llegar a los 2000Hz, la mayoría de ls consonantes apenas se entienden, la "r" es la que mejor se comprende, aun suponiendo frecuencias por encima de 1500Hz. Por debajo de los 500Hz todas las vocales se confunden con la "u". Por tanto, la "s" es la de frecuencia más elevada y la "u"la de frecuencia más baja.

Por consiguiente, si se desea reproducir fielmente la voz deberán reproducirse las frecuencias de 60 a 10000Hz, siendo esenciales de 200 a 6000Hz.

La energía de la voz es más intensa a las bajas frecuencias, y si se tiene en cuenta que el oído tiene una peor sensibilidad para los graves, se observa el condicionamiento mutuo entre los órganos de emisión y recepción.

En una simple frase, el registro de las diferentes intensidades sonoras, presentan valores muy variados, por lo que al dar una medida tiene que referirse a valores medios- se deben de tener en cuenta la pausas, que son los períodos de silencio, que pueden llegar a alcanzar el 50% del tiempo empleado en hablar.

En la tabla 11.2 se pueden ver algunos de los niveles de presión sonora de la voz. En locales de grabación sonora la presión sonora no es un problema, siendo importante la calidad y disciplina de la voz.

La distribución de la potencia de la palabra con la frecuencia tanto para la voz masculina como para la femenina, obtenida por procedimientos experimentales, se puede ver en la figura 11.2. La integral total del nivel de presión sonora en la banda de frecuencias de 100 a 10000Hz oscila entre 65 y 75dB, para un gran número de personas hablando en condiciones normales, siendo el nivel total medio con un nivel de ruido normal de 66dB. Con relación al nivel de potencia sonora, a nivel de conversación puede ser de 70dB, a nivel de murmullo de 30dB y a nivel fuerte de 80 a 90 dB.

La voz como fuente sonora reúne unas características direccionales de tal manera que la direccionalidad aumenta a medida que crece la frecuencia de la señal producida. Para las bajas frecuencias (aproximadamente 100Hz) la característica es onmidireccional; a medida que aumenta la frecuencia, la voz se va haciendo cada vez más direccional, no existiendo prácticamente propagación por la espalda a partir de una frecuencia de 4000Hz. (figura11.3).