Las cualidades del sonido, con ejemplos

Cierra los ojos y escucha lo que tienes alrededor. Sin verlos, sabes que un pájaro canta agudo y que un camión ruge grave; que alguien susurra o grita; que un claxon ha sonado corto o largo; y que quien habla en la habitación de al lado es tu hermana y no tu padre. Acabas de usar, sin darte cuenta, las cuatro cualidades del sonido: altura, intensidad, duración y timbre.

Cada una responde a una pregunta sencilla y tiene detrás una magnitud física que se puede medir:

Cualidad	Pregunta que responde	Magnitud física	Unidad
Altura	¿grave o agudo?	frecuencia	hercio (Hz)
Intensidad	¿fuerte o suave?	amplitud (energía de la onda)	W/m², o dB para el nivel
Duración	¿largo o corto?	tiempo que dura la vibración	segundo (s)
Timbre	¿quién o qué suena?	espectro de armónicos y envolvente	—

Vamos una por una, y en cada caso podrás escucharla.

La altura: sonidos graves y agudos

La altura es la cualidad que nos permite distinguir un sonido grave de uno agudo. Depende de la frecuencia: el número de vibraciones completas que hace el cuerpo sonoro en un segundo. Se mide en hercios (Hz): 440 Hz significa 440 vibraciones por segundo.

• Más frecuencia → sonido más agudo. Un silbato o un violín en su registro alto.
• Menos frecuencia → sonido más grave. Un contrabajo, un trueno lejano o una tuba.

Escucha la misma nota, La, en tres alturas distintas. Cada una tiene exactamente el doble de frecuencia que la anterior:

▶ La3 (220 Hz), La4 (440 Hz) y La5 (880 Hz) ▶ Escala de Do mayor: la altura sube paso a paso

La relación entre frecuencia y periodo (el tiempo que dura una vibración) es:

$$f = \frac{1}{T}$$

donde $f$ es la frecuencia (Hz) y $T$ el periodo (s). El La4 del diapasón vibra 440 veces por segundo, así que cada vibración dura $1/440 \approx 0{,}0023$ s. Lo tienes explicado en frecuencia, periodo y amplitud.

Algunos datos para situarte

Sonido	Frecuencia aproximada
Límite grave del oído humano	20 Hz
La más grave del piano (La0)	27,5 Hz
Do central del piano (Do4)	261,63 Hz
La del diapasón (La4)	440 Hz
Do más agudo del piano (Do8)	4186 Hz
Límite agudo del oído humano (joven)	unos 20 000 Hz

Por debajo de 20 Hz están los infrasonidos y por encima de 20 000 Hz, los ultrasonidos, que oyen perros y murciélagos, pero no las personas. Con la edad se pierde oído en los agudos: muchos adultos no oyen ya por encima de 14 000-15 000 Hz.

Cómo se escribe la altura en la partitura

• La posición de la nota en el pentagrama: cuanto más arriba, más aguda.
• La clave, que fija el nombre de una línea: la clave de sol (en 2.ª línea) para instrumentos agudos como el violín o la flauta; la de fa (en 4.ª) para los graves, como el violonchelo o la tuba; la de do (en 3.ª o 4.ª) para la viola o el trombón tenor.
• Las alteraciones (♯, ♭, ♮), que suben o bajan un semitono.
• Las indicaciones de octava (8va, 8vb).

La intensidad: sonidos fuertes y suaves

La intensidad es la cualidad que nos permite distinguir un sonido fuerte de uno suave (o débil). Depende de la amplitud de la vibración: cuanto más se desplazan las partículas del aire, más energía lleva la onda y más fuerte la oímos. Si pulsas una cuerda de guitarra con suavidad, vibra poco; si la pulsas con fuerza, vibra mucho más y suena más fuerte, pero con la misma altura.

Escucha la misma nota con dos intensidades distintas:

▶ La4 más suave ▶ La4 más fuerte

Cómo se mide la intensidad

En física, la intensidad $I$ es la potencia sonora que atraviesa cada metro cuadrado, en W/m². Como el oído abarca un rango enorme (un sonido en el umbral de dolor tiene alrededor de un billón de veces más intensidad que el más débil audible), se usa una escala logarítmica, el nivel de intensidad en decibelios:

$$L = 10 \cdot \log_{10} \frac{I}{I_0}$$

donde $L$ es el nivel (dB), $I$ la intensidad del sonido (W/m²) e $I_0 = 10^{-12}$ W/m² la intensidad de referencia, próxima al umbral de audición. Lo verás a fondo en los decibelios y en intensidad y potencia sonora. Dos reglas prácticas:

• Duplicar la intensidad suma 3 dB. Dos violines iguales tocando igual de fuerte dan 3 dB más que uno.
• Multiplicar la intensidad por 10 suma 10 dB, y eso lo percibimos, aproximadamente, como el doble de fuerte.

Situación (valores orientativos)	Nivel
Umbral de audición	0 dB
Susurro a 1 m	30 dB
Conversación normal	60 dB
Orquesta sinfónica en fortissimo, en la sala	95-105 dB
Umbral de dolor	120-130 dB

Cómo se escribe la intensidad en la partitura

La intensidad se indica con los matices dinámicos, que son palabras italianas abreviadas:

Signo	Nombre	Significado
pp	pianissimo	muy suave
p	piano	suave
mp	mezzopiano	medio suave
mf	mezzoforte	medio fuerte
f	forte	fuerte
ff	fortissimo	muy fuerte

Además, los reguladores o las palabras crescendo (aumentando) y diminuendo (disminuyendo) indican cambios graduales, y signos como sfz (sforzando) o el acento marcan un golpe de intensidad en una nota concreta. Los matices son relativos: el forte de una flauta de pico no es el de una trompeta.

La duración: sonidos largos y cortos

La duración es el tiempo durante el que se mantiene un sonido, y nos permite distinguir los sonidos largos de los cortos. Se mide en segundos. Depende de cuánto tiempo sigue vibrando el cuerpo sonoro:

• En los instrumentos de sonido mantenido (voz, violín, flauta, órgano), el músico controla la duración: la nota dura mientras siga el arco o el aire.
• En los de sonido percutido o pulsado (piano, guitarra, xilófono, arpa), la nota empieza a apagarse nada más producirse. Puede durar más o menos, pero no se puede mantener indefinidamente.

▶ Sonido corto (0,15 s) ▶ Sonido largo (2,5 s)

Cómo se escribe la duración en la partitura

La duración se escribe con las figuras musicales. Cada una vale la mitad que la anterior. Su duración en segundos depende del tempo o velocidad, que se indica con palabras (Adagio, Allegro…) o con el metrónomo. Con la negra a 60 pulsos por minuto (una negra por segundo):

Figura	Valor en negras	Duración con ♩ = 60
Redonda	4	4 s
Blanca	2	2 s
Negra	1	1 s
Corchea	1/2	0,5 s
Semicorchea	1/4	0,25 s

Cada figura tiene su silencio equivalente, que indica cuánto tiempo no suena nada. El puntillo alarga una figura la mitad de su valor, la ligadura une dos figuras de la misma altura en un solo sonido y el calderón permite alargar una nota a voluntad del intérprete.

La duración es la base del ritmo: la combinación de sonidos largos y cortos es lo que hace reconocible el comienzo de la Quinta sinfonía de Beethoven (tres notas cortas y una larga) aunque lo toque un solo instrumento.

El timbre: el color del sonido

El timbre es la cualidad que nos permite distinguir dos sonidos que tienen la misma altura, la misma intensidad y la misma duración. Es lo que hace que un La4 de flauta y un La4 de violín suenen distintos, y lo que te permite reconocer a alguien por la voz al teléfono. Por eso se le llama también el «color» del sonido.

Escucha exactamente la misma frecuencia (220 Hz), con el mismo volumen y la misma duración, cambiando solo la forma de la onda:

▶ Onda senoidal: sonido puro, sin armónicos ▶ Onda triangular: armónicos impares débiles ▶ Onda cuadrada: armónicos impares ▶ Diente de sierra: todos los armónicos ▶ Ocho primeros armónicos

Las cinco tienen la misma altura, pero no se parecen en nada. La senoidal suena lisa, como un silbido o un diapasón. La cuadrada recuerda a una consola de videojuegos antigua (o, de lejos, a un clarinete). La de diente de sierra es brillante y áspera, parecida a un metal o a una cuerda frotada.

De qué depende el timbre

1. El espectro de armónicos. Casi ningún instrumento produce una sola frecuencia. Junto a la nota que oímos (la fundamental) suenan otras más agudas, los armónicos, con frecuencias múltiplo de la fundamental: $f$, $2f$, $3f$, $4f$… Cada instrumento refuerza unos y atenúa otros, y esa «receta» es su huella sonora. Es el fenómeno físico-armónico.
2. La envolvente. Es la forma en que el sonido empieza, se mantiene y se apaga. Se suele describir en cuatro fases: ataque, caída, sostenimiento y relajación (en inglés, ADSR). Un piano tiene un ataque muy rápido y luego decae; un violín puede empezar suave e ir creciendo. Si se recorta el ataque de una grabación de piano, al oyente le cuesta mucho reconocer el instrumento.

A esto se suman los ruidos propios de cada instrumento (el soplo de la flauta, el roce del arco) y las pequeñas variaciones de afinación como el vibrato. Lo desarrollamos en timbre y espectro.

Cómo se indica el timbre en la partitura

No hay un signo para el timbre: se indica sobre todo con el nombre del instrumento o de la voz al comienzo de cada pentagrama. También lo modifican indicaciones de técnica: pizzicato (pulsando la cuerda en vez de frotarla), con sordina, sul ponticello (con el arco cerca del puente) o armónicos. Elegir y combinar los timbres de la orquesta es el arte de la orquestación.

Esquema-resumen de las cualidades del sonido

	Altura	Intensidad	Duración	Timbre
Distingue	grave / agudo	fuerte / suave	largo / corto	quién o qué suena
Depende de	frecuencia	amplitud	tiempo de vibración	armónicos y envolvente
Unidad	Hz	W/m² (nivel en dB)	s	—
En la partitura	posición en el pentagrama, clave, alteraciones	matices: pp, p, mp, mf, f, ff, reguladores	figuras, silencios, puntillo, tempo	nombre del instrumento, técnicas (pizz., sordina)
Ejemplo cotidiano	pájaro (agudo) / camión (grave)	susurro / grito	palmada / sirena	voz de tu madre / de tu padre
Ejemplo musical	flautín / contrabajo	«La sorpresa» de Haydn	la Quinta de Beethoven	Pedro y el lobo de Prokófiev

Ejercicios

Fuentes y bibliografía

• Olazábal, T. de. Acústica musical y organología. Buenos Aires: Ricordi.
• Roederer, J. G. (1997). Acústica y psicoacústica de la música. Buenos Aires: Ricordi.
• Rossing, T. D., Moore, F. R. y Wheeler, P. A. (2002). The Science of Sound (3.ª ed.). San Francisco: Addison-Wesley.
• Benade, A. H. (1990). Fundamentals of Musical Acoustics. Nueva York: Dover.