Banda crítica

De musiki
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Banda crítica
Definición breve: Es el ancho de banda que marca la mínima diferencia frecuencial para percibir dos sonidos simples de diferente frecuencia individualente
Tema: Percepción
Subtema: Banda Crítica
Gráficos
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Ejemplo sonoro: https://www.youtube.com/watch?v=yFbstyiNBto


El concepto de banda crítica indica el ancho de banda de frecuencias que pasan el "filtro auditivo " creado por el oído, específicamente en la cóclea. Es decir, la banda de frecuencias audibles dentro de la cual un segundo tono interferirá con la percepción del primero por medio del enmascaramiento sonoro. Los primeros estudios del fenómeno fueron hechos en 1933 y pulidos en 1940 por Harvey Fletcher.

Diferencia de Percepción

El oído puede percibir cuatro situaciones diferentes de acuerdo a la separación entre las frecuencias de dos sonidos simples producidos al mismo tiempo. El primero de ellos se da cuando la diferencia es menor de 15 Hz, en este caso oímos un solo sonido que oscila como un batido. El segundo ocurre a partir de 15 Hz de distancia, aproximadamente, dejamos de oír un solo sonido batido y empezamos a escuchar una especie de zumbido rugoso, sin que todavía seamos capaces de distinguir dos alturas tonales diferenciadas. El tercero: cuaando la separación está cerca de la anchura de la banda crítica correspondiente a la zona frecuencial en la que se hallan los dos componentes que se mezclan, comenzamos a distinguir ya dos sonidos, pero la cualidad sonora de la mezcla sigue siendo rugosa. El cuarto: conforme aumenta la distancia entre las frecuencias de los dos componentes, la cualidad sonora se va haciendo cada vez menos rugosa, hasta que, una vez superada holgadamente la anchura de su banda crítica, llega un momento en el que percibimos con claridad los dos sonidos. Hay que aclarar que la anchura de banda crítica no es igual en todas las situaciones. Varía según la zona frecuencial de los sonidos que se superponen, incrementándose conforme los sonidos son más agudos.

Relación entre banda crítica y enmascaramiento

A mediados del siglo XIX, investigadores ya suponían que el oido no funcionaba en bloque sino que separaba los componentes de un sonido para su tratamiento detallado. Harvey Fletcher, físico e ingeniero estadounidense, midió el aumento del umbral de audibilidad para una señal sinusoidal en función de un ruido enmascarante con densidad de potencia constante y banda pasante variable. El ruido estaba centrado en la frecuencia de la sinusoide y su potencia acústica se incrementaba a medida que crecía el ancho de banda. Como resultado se dio que el sistema auditivo funciona como un banco de filtros pasabanda en paralelo. Cuando queremos detectar una señal en un lugar ruidoso usamos el filtro cuya frecuencia central sea la más cercana a la del estímulo. Es así como la señal pasa y se logra disminuir la intensidad del ruido de fondo en gran parte. "Si se incrementa el ancho de banda del ruido aumenta la potencia de la parte del ruido que logra pasar el filtro. Pero cuando el ancho de banda supera al filtro auditivo, su capacidad enmascarante deja de creer. La parte del ruido que no entra en el filtro sintonizado con la señal no afecta nuestra habilidad para detectarla." Fletcher se refiere a la banda critica como un supuesto filtro rectangular que simula el comportamiento de los filtros auditivos reales. Esto según el libro de percepción de Gustavo Basso.

señal fuera del ruido
señal en centro del ruido
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Membrana Basilar

Las bandas críticas activan la misma zona de la membrana basilar siendo la mínima banda de frecuencias alrededor de una frecuencia determinada. Esta membrana se encuentra dentro de la cóclea y se encarga de la respuesta en frecuencia del oido humano. Varía en masa y rigidez a lo largo de toda su longitud, con lo que su frecuencia de resonancia no es la misma en todos los puntos. Aunque esta membrana es la que analiza las frecuencias, las células capaces de analizar esta información y enviarla al cerebro, no estan allí, sino que en el órgano de Corti. Estos componentes forman parte de todo el sistema auditivo que puede considerarse un conjunto de filtros, que transforman las ondas de las vibraciones en estímulos nerviosos. Estos filtros marcan la percepción y por ende, las distancias de las bandas criticas que llegan al cerebro. La explicación fisiológica del mecanismo de las bandas críticas, si bien todavía incierto, tiene su fundamento seguramente en la capacidad de resolución de la membrana basilar. Existen muchas similitudes entre la selectividad de frecuencia medida en la membrana basilar y la medida psicofísicamente.

Escala de banda crítica

El rango de bandas críticas no es percibido igual en todas las frecuencias. Esta dividido en 24 dimensiones que corresponden cada una al tercio de una octava, ocupan una tercera mayor. Al tener los intervalos más agudos mayor distancia en Hz ocurre lo mismo con la banda crítica.

24 bandas críticas
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Aparentemente cada banda crítica correspondería a una distancia fija a lo largo de la membrana basilar, de aproximadamente 1.3 mm de longitud, independientemente de cual sea la frecuencia centraL de dicha banda. Abarcando unas 150 células receptoras en el órgano de Corti, de un total de 3600 células capilares que hay en línea entre el helicotrema y la ventana oval bajo la membrana basilar.

Ejemplos sonoros

En ambos ejemplos se ve como un ancho de banda funciona como enmascarante de una señal y para percibirla se incrementa el umbral de audibilidad. El primero es un ejemplo gráfico acústico en el que se nota claramente el fenómeno. El segundo es un ejemplo musical en el que al principio hay sonidos dentro del rango de banda crítica que enmascaran una nota que se oye a momentos. Es parte del repertorio de una banda en Neuquén, Argentina que usa electrónica y aplica conceptos acústicos en sus obras. El nombre de la banda es justamente banda crítica.


Referencias

  • Basso, Gustavo: Percepción auditiva, Universidad Nacional de Quilmes Editorial, Buenos Aires, 2006.