A18. el comercio martes 1 de setiembre del 2015

CienCias

ANATOMÍA

Un sentido muy complejo

1 2 3 4El pabellón auricular capta las numerosas vibraciones sonoras de nuestro alrederor y las canaliza hacia el interior del oído.

Las vibraciones son conducidas hasta alcanzar la membrana timpánica a través del conducto auditivo externo.

Las ondas sonoras hacen vibrar el tímpano y este a su vez pone en movimiento la cadena osicular, compuesta por el martillo, el yunque y el estribo.

Martillo Yunque Estribo

Las vibraciones del sonido se siguen transmi-tiendo hacia el oído interno, donde se aloja la cóclea. Aquí la energía mecánica del sonido se transforma en complejas señales eléctricas que más adelante se transmiten al cerebro.

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Las células sensoriales, llamadas también células ciliadas, cubren por completo toda la extensión de la cóclea.

Estas poseen distintos grados de sensibilidad para la detección de tonos o frecuencias.

LA CÓCLEA Y SU PAPEL FUNDAMENTAL

Células ciliadas (región inferior), responsables de las frecuencias altas.

Células ciliadas (región superior), responsables de las frecuencias bajas.Cuando el fluido de

la cóclea se desplaza provoca a su vez el movimiento de unas finas estructuras llamadas cilios.

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Estos movimientos causan diferencias de tensión que producen señales eléctricas que se transmiten a través del nervio auditivo hasta llegar al cerebro.

Finalmente, el córtex auditivo cerebral interpreta esta información como sonido.

Hacia el cerebro

Vibraciones sonoras

El interior del oído nos muestra todo un complejo mecanismo necesario para que podamos escuchar todo lo que nos rodea.

de los tonos más bajos, abarca desde 512 hasta 2.048 Hz. Tan solo algunos fonemas que con-tienen consonantes labiales y fricativas pueden llegar hasta los 8.192 Hz.

Como habrán notado, to-das estas son cifras exactas que son múltiplos (divisibles entre sí), porque representan desde la primera hasta la novena “oc-tava”, que es un intervalo de 8 grados entre dos notas de la escala musical. Esta es una di-visión arbitraria de las frecuen-cias, pero es la universalmen-te aceptada y es la que utiliza nuestra escala musical.

Conversación y músicaPara darnos una idea de las fre-cuencias en que normalmen-te operamos tanto en nuestra conversación cotidiana como en nuestra música, daré algu-nos ejemplos de los instrumen-tos más comunes. Por ejemplo, do, la más baja de las 88 teclas del piano de concierto, tiene 32,7 Hz; la más baja del chelo, 65,4 Hz; la de la viola, 130,8 Hz. La nota más alta producida por una voz femenina normal está en 1.046 Hz; la de la flauta, en 2.093 Hz; y la tecla número 88, última del piano, la más alta de la derecha, en 4.186 Hz.

Como curiosidad, un típi-

co televisor con una pantalla de rayos catódicos produce un zumbido muy alto de 16.744 Hz. Todas las demás notas es-tán dadas en un orden ascen-dente con la nota más baja del piano en la clave de do, 1, y la nota más alta del piano en la 8.

Para los aficionados a la música, algunos datos sobre el alcance de los instrumentos, de los cuales después del órga-no, el de mayor alcance, está el piano. Todos los saxofones, desde el bajo hasta el soprano, están entre 600 Hz y 1.500 Hz; el oboe de 200 Hz a poco menos de 2.000 Hz.

Las voces humanas van des-de el bajo, que va desde poco más de 80 Hz, hasta la sopra-no, que pasa los 1.000 Hz. Si consideramos que teóricamen-te oímos desde los 20 Hz hasta 20 KHz, toda nuestra actividad musical se desarrolla dentro de una gama bastante reducida con relación al espectro auditi-vo a nuestro alcance.

Intensidad Por el momento solo hemos visto la parte física del sonido, su intensidad o volumen, que lo da la amplitud, y su tono o frecuencia, que lo da la lon-gitud de onda. Hemos dado como ejemplo de frecuencias

las que usamos cotidiana-mente.

La intensidad del soni-do la medimos en decibeles y por ahora nos limitare-mos a dar algunos ejem-plos, siendo importante notar que cuando habla-mos de la escala, estamos hablando de una escala logarítmica, similar a la de los terremotos, en que 10 puntos de diferencia signi-fican 10 veces más inten-sidad. Así, una conversa-ción normal se lleva a 60 decibeles y el ruido de una aspiradora tiene 70 decibe-les, o sea, 10 decibeles más. Un concierto de rock, con la intensidad de una lancha de carrera, tiene 110 de-cibeles, mientras que una sirena de alarma tiene 130 decibeles y un jet 140 deci-beles, y si uno no se tapa los oídos, puede quedar sordo al escucharlos.

Tono y armónicos Si bien la mayoría de los instrumentos musicales que mencionamos ante-riormente funcionan a frecuencias disímiles, son claramente identificables por los sonidos distintivos que producen. Esto se debe a que el tono puro (sin ar-mónicas) lo da solamente un diapasón (pequeña ba-rra metálica utilizada para afinar). Los instrumentos musicales no producen so-nidos puros, están diseña-dos para acompañar cada nota con armónicos, múl-tiplos de frecuencia con ca-racterísticas diferentes al de la nota primaria. Este es el caso de la caja de madera de una guitarra que rever-bera con armónicos de la frecuencia de la cuerda (o cuerdas). Los materiales utilizados para producir el sonido dan el nombre a los instrumentos. Tenemos cuerdas, vientos, metales y percusión.

El oídoAsí como hace unas se-manas traté de explicar el paralelo entre el ojo y la cámara fotográfica, he pensado en hacerlo con el oído. Sin embargo, el pro-blema es más complejo, de-bido a la naturaleza del so-nido y a la complejidad de nuestro sistema auditivo. Es por esto que he pensado conveniente tratar de ex-plicar primero los concep-tos de frecuencia, amplitud (volumen) y tono.

Espero que en un futu-ro próximo pueda explicar la manera en que estas vi-braciones del aire, que lla-mamos sonido, pasan por nuestro oído y se convierten en una maravilla artística como puede ser una fuga de Bach, una copla flamenca o un concierto de Beethoven.

En la representación li-neal de una onda, la amplitud estaría representada por su altura y la longitud por la dis-tancia entre ondas, la cual es, a su vez, inversa a la frecuen-cia (cuando más cortas las on-das, mayor su cantidad). La frecuencia es la que nos da el tono: a mayor frecuencia, más “alto”.

De todos los animales, los mamíferos tenemos el oído más evolucionado y nuestra gama de frecuencias es bastan-te amplia. Si bien es cierto que entre los mamíferos no compe-timos con los predadores y me-nos aun con el murciélago, que tiene receptores ultrasónicos, el oído humano generalmente capta desde 20 hertz (Hz) has-ta 20 mil Hz en el caso de los oí-dos muy agudos de los niños.

La unidad de frecuencia es el hertz, una vibración por se-gundo. La mayoría de lo que nos interesa y lo que escucha-mos está en una escala mucho más limitada. Por ejemplo, el tono más bajo que puede dar un órgano de viento está entre 16 y 32 Hz. Las secciones de rit-mo, las notas de los bajos que llevan el ritmo, están entre 32 y 512 Hz.

La mayor parte de la con-versación humana, que va des-

a diferencia del ojo, no pode-mos cerrar el oído. Oímos siempre. De

esto se ha encargado la evolución, ya que aun dor-midos el sonido nos ad-vierte de posibles peligros. El mecanismo por el cual recibimos y analizamos el sonido es sumamente complejo y ha evolucio-nado a un grado muy alto de sofisticación. La modu-lación del sonido hoy es parte de nuestra cultura y tal vez la forma más sofisti-cada y abstracta de arte: la música.

La físicaPara hablar de sonido, an-tes de hablar del complejo sistema por el cual lo ana-lizamos, hay que conocer su naturaleza. El sonido es una vibración que se es-parce con las característi-cas de toda onda, ampli-tud y frecuencia, siendo la frecuencia inversa a la longitud de onda. En otras palabras, al igual que la onda electromag-nética (radio, microonda, luz, etc.), tiene que cubrir una cierta distancia en un tiempo determinado y puede hacerlo con un ma-yor número de pasos cor-tos (mayor frecuencia y menor longitud de onda) o con pasos largos (mayor longitud de onda y menor frecuencia).

La frecuencia (canti-dad de pasos) por la longi-tud de onda (la longitud de pasos) siempre deben dar la misma cifra, que es la ve-locidad. En el caso del so-nido, esta velocidad es de 343,2 metros por segundo en el aire seco, a 20 °C. Esto equivale a 1.236 kilóme-tros por hora (2,9 kilóme-tros por segundo).

El sonido también se transmite por el agua y por los sólidos, a mayor veloci-dad, de acuerdo con las ca-racterísticas estructurales del material. Para todos los efectos, aquí nos ocupare-mos solo de la transmisión del sonido a través del aire, ignorando las pequeñas variantes de velocidad, debidas a fluctuaciones de temperatura y presión.

AmplitudCuando hablamos de so-nido, generalmente nos referimos a su fuerza, la cual llamamos volumen, siendo su nombre en física “amplitud de onda”. Es-ta es la fuerza que se mide en decibeles y se refiere a la intensidad del sonido. La amplitud o intensidad del sonido depende direc-tamente de la fuerza y el material que produce la vi-bración.

La ciencia detrás del sonido

La evolución ha permitido que el oído humano se vuelva una herramienta capaz de advertirnos sobre los peligros y mantenernos alertas frente a cualquier situación de riesgo. Pero para entender cómo funciona el sonido es necesario explicar su naturaleza y distintos aspectos de las ondas.Tomás unger

Divulgador científico

CienCia

“ Cuando hablamos de sonido, generalmente nos referimos a su fuerza, la cual llamamos volumen (amplitud de onda)”.

“ La mayor parte de la conversación humana, que va desde los tonos más bajos, abarca desde 512 hasta 2.048 hertz”.

Planeta tierra

Relojes inteligentes

android Wear ya es compatible con ios— Google anunció que su sis-tema operativo para relojes inteligentes, Android Wear, ya es compatible con dispositivos iOS, por lo que ya no será exclu-sivo para usuarios de Android. Se espera que Apple responda en breve con novedades rela-cionadas con su Apple Watch.

apliCaCiones

taxistas de nueva York usarán app contra Uber— La aplicación Uber ha reme-cido el negocio del taxi en todo el mundo. Pero los taxistas de Nueva York no se han quedado con los brazos cruzados y han decidido lanzar su propia app, llamada Arro. Con una operati-vidad similar, empezará a fun-cionar en pocas semanas.

Whatsapp

Usan conocidas marcas para estafas en línea— Expertos de Kaspersky Labs advierten de una nueva estafa en línea. Se trata de un men-saje vía WhatsApp que ofrece S/.500 como bono de consu-mo, pero solo busca robar in-formación personal. Se usan los nombres de Starbucks y las tiendas H&M y Zara.

ap

-PercePción-El oído humano

capta desde 20 hertz (una vibración por

segundo) hasta 20 mil hertz.