Como parte de nuestras actividades como ingenieros sonoros, cotidianamente nos enfrentamos y exponemos a distintas frecuencias; algunas de ellas, por un fenómeno conocido como “enmascaramiento”, dejan de ser audibles o “discernibles” por nuestro aparato auditivo. Esto varias veces nos afecta tanto en el audio en vivo como en mezcla o mastering y sucede por el entorno, el material o los dispositivos de escucha y ocurre tanto al aire libre como en interiores con nuestros monitores o audífonos. No podemos escapar al mismo, pero sí entenderlo y ver cómo podemos discernirlo cuando se manifiesta.
Si bien hay calidades en los elementos de nuestra cadena de audio que pueden atenuar o resaltar este fenómeno, también hay procesos y mediciones que nos ayudan a saber lo que no estamos oyendo. Es una realidad que un oído bien entrenado puede afrontar mejor esta situación (detectándolo o discerniendo que algo no está bien), que un oído que no está preparado y que tomaría decisiones de forma poco efectiva ante la presencia del enmascaramiento.
El fenómeno en sí
Únicamente en un laboratorio (dícese del lugar donde se pueden medir y controlar todas las variables del entorno), uno puede escuchar tonos puros, frecuencias sinusoidales puras, sin armónicos ni otras frecuencias simultáneas que interfieran (se sumen o cancelen). Esto en el mundo real o en la naturaleza no sucede.
Mucho de este suceso, más allá de ser físico, por la sonoridad o energía de cada tono en determinada frecuencia (hablaremos en otro artículo de las curvas de enmascaramiento), ocurre en gran parte por el diseño y construcción de nuestro aparato auditivo, que posee una membrana basilar, que es nuestro “medidor de frecuencias” incorporado. Esta membrana, situada en el interior de la cóclea, es la responsable de la respuesta en frecuencia del oído humano. Esto se debe a que la membrana basilar varía en masa y rigidez a lo largo de toda su longitud (mientras más masa tenga, es necesario más energía para excitarla o moverla), con lo que su frecuencia de resonancia no es la misma en todos los puntos de la membrana. En el extremo más próximo a la ventana oval y al tímpano, la membrana es rígida y gruesa (mayor cantidad de masa), por lo que su frecuencia de resonancia es alta (para tonos agudos).
Por el contrario, en el extremo más distante, la membrana basilar es delgada y flexible, con lo que su resonancia es en baja frecuencia (para tonos graves), además de responder ante el estímulo de cada frecuencia y transducir en impulso nervioso a nuestro cerebro la información obtenida. Habiendo explicado la anatomía de nuestro aparato auditivo y de cómo nuestro oído reacciona a las frecuencias, vamos a explicar el fenómeno y por qué nuestro oído es susceptible a él.
Escolásticamente, el enmascaramiento de frecuencias se considera como la disminución de la sonoridad de un tono (A) a una cierta frecuencia, en presencia de otro tono (B) simultáneo (sonando al mismo tiempo) a distinta frecuencia. Es decir, cuando el oído es expuesto a dos o más sonidos o tonos de diversas frecuencias, existe la posibilidad que uno de ellos enmascare, camufle o tape a los demás y por lo tanto, que estos no se oigan.
Así, nuestra membrana basilar tomará en cuenta por sobre las frecuencias sonando simultáneamente a la que tenga más amplitud y energía, ya que ésta la excitará más, en detrimento de otras frecuencias, nuestro cerebro hará la selección y le dará prioridad e importancia.
Aclaremos que por más que un sonido enmascare a otro, no significa que éste deje de estar o existir. Podríamos aplicar a este ejemplo el paralelismo que sucede con las frecuencias subsónicas de 20 hacia los cero Hz o las supersónicas, más allá de los 20 kHz, que si bien no las escuchamos, están presentes y tienen incidencia en nosotros.
Cuestiones de energía
Podemos empezar a preguntarnos si este fenómeno sucede con cualquier frecuencia o entre qué frecuencias sucede, proporciones de amplitud, qué frecuencia enmascara a otra y demás. Ahora, antes de comenzar a responder estas cuestiones, debemos comprender que el sonido es un fenómeno físico y como tal, tiene variables y constantes que interactúan entre sí. Una de esas variables es la presión sonora. Recordemos que ésta es la diferencia entre la presión instantánea debida al sonido generado y la presión atmosférica, lo que genera movimiento en el aire por las ondas sonoras. La presión sonora, a diferencia de la atmosférica, varía con rapidez y causa una variación alterna (positiva y negativa, en ciclos) en la presión estática del medio gaseoso (aire). Este efecto también sucede en nuestro oído, haciendo mover la membrana timpánica de igual manera, enviando la información a la membrana basilar, como se explicó anteriormente.
¿Qué tiene que ver la energía en este tema? Estar en un planeta con atmósfera, supone que ésta ejerce sobre nosotros una presión llamada presión atmosférica, la cual se mide en pascales (Pa) (no confundir con PA, Public Access). Se establece en el sistema internacional de mediciones que un Pascal (1 Pa) es igual a una unidad de fuerza llamada Newton (1 Pa = 1 N). El Newton, siendo una magnitud vectorial, como toda unidad de fuerza, ejerce una presión sobre una superficie con una dirección. Entonces podemos decir que las ondas sonoras ejercen una presión sobre nuestro oído y éste la transduce. Como toda fuerza, además de ser una magnitud vectorial (con un origen y una dirección) tiene energía, la cual, al rozar las partículas estáticas del aire, genera calor y excita nuestra membrana timpánica y luego la basilar.
Entendiendo estos principios avancemos a la siguiente sección.
*Músico de carrera, compositor, profesional del audio y la tecnología, residente en la Ciudad de México. Actualmente se desempeña como consultor en audio, productor, realizando grabaciones y masterización. Desde 2005 tiene su propio sello: Fusa Records (www.fusa-records.com). Estudiante avanzado de Ingeniería en la UTN, Argentina, colaborador en páginas sobre audio y tecnología. Miembro AES Full desde 2007, participando activamente en disertaciones sobre informática musical y tecnología aplicada al audio tanto en México como en Argentina. Contacto: mdiazvelez@fusa-records.com
Diferencias de energía entre frecuencias
Las frecuencias, en el medio gaseoso, se propagan en forma de ondas que con determinada fuerza e intensidad mueven las partículas del aire, como vimos en los párrafos anteriores.
Dependiendo de su naturaleza, tendrán más o menos energía y ésta viajará más o menos lejos, dependiendo de varios factores.
Un ejemplo para que pensemos sobre la energía/efecto de cada tipo de frecuencia, es que si bien hemos visto miles de veces que la resonancia de ciertas frecuencias, por ejemplo, las agudas, pueden romper vidrios o cristales dependiendo de su intensidad, el origen de éstas tiene que estar relativamente cerca del objeto a impactar o romper. Ahora bien, poco se ha hablado de la resonancia de frecuencias graves (entre 65 y 250 Hz) o sub-graves (entre 1 a 62Hz), mismas que pueden desde deshacer o partir soldaduras hasta demoler edificios por su energía y vibración. Con el ejemplo anterior, vemos que las frecuencias graves tienen mucha más energía que las agudas (aunque a veces no lo parezca). Si bien en este artículo estamos hablando sobre el enmascaramiento entre dos tonos y para entrar en detalle sobre el enmascaramiento deberíamos hablar sobre el concepto de “banda crítica”, por cuestiones de espacio editorial, trataremos este tema en un nuevo artículo para darle el lugar que se merece.
El enmascaramiento de frecuencias entre dos tonos no siempre ocurre de la misma manera. Como siempre, al hecho científico le corresponden determinadas pruebas para abarcarlo en su totalidad; en este caso, podríamos realizar las pruebas con una consola o DAW en la cual tengamos dos frecuencias puras o sonidos con determinada frecuencia predominante (se recomienda un sonido con una frecuencia predominantemente grave y otro agudo) en cada canal y luego un máster fader que haga sumatoria de ambas. Al tener a nuestra disposición el poder de jugar con los niveles de ambas señales, tendríamos como resultado los siguientes supuestos:
En el caso de que nuestro canal 1 tenga una frecuencia grave y el canal 2 una aguda, y midiendo que ambas tengan la misma amplitud, veríamos que la frecuencia grave (Frecuencia 1), va a enmascarar a la frecuencia aguda (Frecuencia 2). Sin embargo, este fenómeno no funciona de forma inversa, es decir, la Frecuencia 2 no va a enmascarar a la Frecuencia 1 con la misma amplitud; por ende, se puede decir que el fenómeno de enmascaramiento de frecuencias distintas a la misma amplitud no es permutable.
Otro resultado que vamos a conseguir experimentando distintas amplitudes entre nuestras distintas frecuencias es que cuando la frecuencia grave tenga más amplitud que la aguda, el enmascaramiento de agudos se hará más evidente. Como se mencionó anteriormente, las frecuencias graves poseen más energía que las agudas, por lo que la frecuencia aguda quedaría totalmente enmascarada por la frecuencia grave.
Para concluir la experiencia, si hacemos que la frecuencia aguda aumente su amplitud con respecto a la frecuencia grave, podremos observar que ésta última casi no es afectada por la frecuencia aguda; por lo tanto, el enmascaramiento de una frecuencia aguda sobre una grave es mínimo. Sucede, pero no llega a tener el mismo peso que tiene la situación inversa.
A modo de conclusión general, sugiero que siempre entrenemos el oído para detectar estos fenómenos y tengamos siempre a mano un decibelímetro y analizador de espectro para saber realmente qué está sucediendo y sobre todo, qué no estamos escuchando, así como mezclar a intensidades moderadas para poder tener una percepción adecuada de todo lo que está pasando y no haya frecuencias que por amplitud enmascaren a otras, haciendo que nuestras mezclas no sean óptimas. Es importante que revisemos nuestro monitoreo, tanto altavoces como audífonos, para determinar a qué frecuencias responden más linealmente.
