La Fase y La Interacción de Formas de Onda Compleja

Las ondas sonoras se pueden añadir y restarse unas de las otras (cancelarse unas de otras). Esta propiedad de los sonidos puede ser no deseada pero también puede ser utilizada de manera creativa.

¿Qué es la Fase?

Imagina una alberca plana llena de agua. Si dejas caer una piedra en el centro de la alberca, pequeñas ondas fluirán hasta que alcancen los bordes en círculos perfectos.

Pero si dejas caer a dos piedras en la alberca, para que se caigan al mismo tiempo, pero entren el agua en diferentes puntos, tendrás dos conjuntos de ondas. En lugar de las ondas perfectas y circulares, estas ondas se chocan y interfieren. Esta interferencia causa que algunas ondas se cancelen y otras se amplifiquen

Diagrama de Wikipedia.

Exactamente lo mismo pasa cuando 2 ondas sonoras coinciden.

En Fase o Fuera de Fase

El sonido es una onda de movimiento hacia adelante o atrás. Cuando 2 ondas coinciden pueden añadirse o restarse una de la otra. En la siguiente imagen, 2 ondas idénticas están en alineación perfecta. Por lo tanto, las ondas se añadirán, lo cual provoca que sus picos y valles se dupliquen. Podemos decir que estas ondas están en fase.

Phase

Peros, si dos ondas idénticas se alinean en tal manera que una tiene un valle y la otra tiene un pico, podemos decir que están fuera de fase. En esta situación, las ondas se cancelarán una de la otra.

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Actividad

Podemos experimentar este efecto de cancelación al hacer que dos altavoces se enfrenten directamente y los dos reproduzcan el mismo tono. Cuando las ondas idénticas se coincidan el centro, el sonido será cancelado.

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Cuando los altavoces estén colocados como en el diagrama, reproduce este sonido y coloca tu cabeza entre los altavoces.

Si te paras al lado de los altavoces podrás escuchar el sonido, pero si colocas tu cabeza directamente entre ellos el sonido bajará en volumen. Esto debido a que las ondas sonoras se cancelan una de la otra.

Hecho

La frecuencia de 343Hz tiene una longitud de onda sonora de un metro.

Así que, una onda cabe exactamente entre los altavoces según la configuración. Si la frecuencia del tono fuera diferente, las ondas sonoras no se cancelarían una de la otra perfectamente.

La Cancelación de Fase como una Herramienta de Composición

El Flanger, el Efecto de Coro (chorus) y la Fase utilizan la propiedad de cancelación de fase para crear sus efectos. Se hace una copia del sonido original y se retrasa por un período de tiempo. Luego esto se mezcla con la señal original fuera de fase y se crea el sonido resultante. Estas manipulaciones proporcionan una gran manera para aplicar los efectos de la cancelación de fase a tus sonidos.

ChorusBadge Efecto de Coro FlangerBadge Flanger

Actividad

Intenta experimentar con estas herramientas en una composición. ¿La cancelación de fase funciona para todos los tipos de sonido? ¿Cuáles nuevos timbres puedes crear con el uso de la cancelación de fase?

La Cancelación de Fase y la Reducción de Ruido

La fase puede ser utilizada para eliminar sonidos que no son deseados. Los celulares modernos inteligentes tienen micrófonos en las partes superiores e inferiores, aunque sólo se habla a través del micrófono en la parte inferior. Estos dos micrófonos están conectados para que esten fuera de fase. Esto significa que cualquier sonido que entre a través de los dos micrófonos (por ejemplo: el ruido de fondo) se cancelará, y quedará sólo la voz hablada. Los micrófonos de escopeta se usan para grabar las entrevistas y funcionan de una manera similar.

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La Cancelación de Fase en la Playa

En esta grabación puedes escuchar la cancelación de fase en acción.

El Batimiento

Hemos descrito la interacción de fase para los sonidos idénticos. Pero cosas más complejas ocurren cuando se combinan diferentes tipos de sonidos (ver también Formas de Onda Compleja). Cuando dos tonos están muy cerca el uno del otro (menos de aproximadamente 50Hz) empezarán a crear un efecto pulsante o un batimiento.

Puedes ver los pulsos en el osciloscopio. Estos son creados porque las ondas sonoras están desalineadas un poco y una continúa superando a la otra. Piensa en dos coches en una pista de carreras circular, uno viaja más rápido que el otro, por lo que este coche rápido sigue superando al otro.

Exactamente lo mismo pasa con el batimiento de los sonidos. Cuando los sonidos se alinean (están en fase) se suman entre si, y cuando los sonidos no están alineados (están fuera de fase) se cancelarán mutuamente. El tiempo que se tarda un pulso en ocurrir es igual al tiempo que toma el primer sonido en superar al segundo.

Extra

La cantidad de batimiento es igual a la distancia entre los tonos, por ejemplo: los tonos sinusoidales de 460Hz y 440Hz crearán un batimiento con un pulso de 20Hz (460-440=20).

Consejo de Composición

Intenta utilizar el batimiento en una composición. Puede ser una herramienta muy útil, especialmente en las piezas Ambientales o Minimalistas porque te permite crear cambios muy sutiles pero efectivos a los sonidos. Toma dos copias de los mismos sonidos y colócalos uno al lado del otro. Transpone uno de ellos un poco y empezarán a crear un batimiento. Cuánto más similar los sonidos en términos de altura, más rápido es el batimiento.

Palabras Claves

La Amplitud, El Efecto de Coro, La Frecuencia, La Escucha, La Manipulación (efecto), La Onda Sinusoidal.