Descubre la ciencia que opera tras tu flexible amigo de los armónicos…

Los armónicos se definen como los componentes de un sonido que son múltiplos enteros de la frecuencia más baja o fundamental. Esta frecuencia fundamental es lo que habitualmente percibimos como el tono o nota, y por tanto los armónicos se obtienen al multiplicar la frecuencia de esa nota por un número entero (x1, x2, x3…) para formar una serie.

Por ejemplo, el tono de referencia estándar de 440Hz (La4) tiene una serie armónica consistente en 440Hz (primer armónico = 440Hz x 1), 880Hz (segundo armónico = 440Hz x 2), 1.320Hz (tercer armónico = 440Hz x 3), 1.760Hz (cuarto armónico), etc. Estos armónicos, también llamados sobretonos, son generados por instrumentos que emplean una oscilación afinada o periódica, pero también están presentes en objetos no musicales, como pueden ser una aspiradora o un puente que se comba por la acción del viento. Hay algunos instrumentos musicales que no siguen estas series lineales en sus oscilaciones, como los parches de una batería, y son conocidos como inarmónicos. Sí, sabemos que los parches se afinan, pero debido a que su periodicidad no es lineal se les considera inarmónicos.

Pulsando el timbre -la razón tras los sonidos brillantes y opacos

El balance en la serie de armónicos de un instrumento está determinada por la naturaleza de las oscilaciones iniciales, provengan de una cuerda frotada o percutida, aire pasando a través de un tubo o el voltaje generado en una fuente electrónica. Este balance es lo que conocemos como timbre, una cualidad infinitamente variable y subjetiva, responsable de que dos instrumentos aparentemente idénticos suenen de formas muy distintas.

El timbre viene determinado por la amplitud relativa de los armónicos, la longitud de la serie y qué combinación de múltiplos pares e impares se producen. Los instrumentos que tienen armónicos con gran amplitud y cuya serie armónica es extensa se perciben como brillantes, mientras que aquellos con pocos armónicos o débiles son percibidos como opacos o suaves.

La amplitud relativa de los armónicos determina el timbre…

El timbre no sólo es una función de las amplitudes relativas de los armónicos y del espaciado en la serie armónica, la percepción del sonido también se ve afectada por la distribución en el tiempo de aquellos. La envolvente en el tiempo de los armónicos puede darse de forma que aparecen una vez ha ocurrido la oscilación fundamental, pero también pueden aparecer antes de que se haya desarrollado por completo. La amplitud de los armónicos también puede variar a lo largo del tiempo, apagándose después del período de relajación o release de la envolvente, a distintas velocidades. Todos estos detalles son interpretados por nuestro cerebro de una manera única.

Armónicos juguetones: todos los caminos de señal son impuros

El conocimiento de las infinitas sutilezas en la estructura armónica pueden revelar las complejidades ocultas, incluso en los instrumentos más simples, pero son sólo una parte de la ecuación. En el camino que va del instrumento al oído, el timbre puede verse alterado de forma radical, tanto acústica como eléctricamente. No existen los caminos de señal puros –da igual lo que los fabricantes nos digan– y cada elemento en la cadena imprime su impronta en el timbre: micrófonos, algoritmos de suma en el software DAW, controladores de monitores, altavoces… cada uno aporta su granito de arena.

Obviamente, los mayores manipuladores del timbre somos nosotros mismos, ya que nos encanta manejar los sonidos para que cumplan un determinado propósito. Estas variaciones del timbre son conocidas de forma general como distorsión, independientemente de su tipo. La distorsión puede manifestarse como una alteración en el balance de amplitudes de los armónicos, o como una distorsión de fase que varía la diferencia en tiempo relativa entre los distintos armónicos (phase shift). Además, no sólo puede distorsionarse la amplitud y características temporales de los armónicos, también se pueden añadir nuevos armónicos donde no los había. De hecho, estos son los fundamentos de la ecualización, phasing/flanging, chorus, filtrado y todo tipo de efectos de distorsión que conocemos, como fuzz, clipping, overdrive o saturación.

Nuestro cerebro está tan sensibilizado con las estructuras armónicas que conocerlas en profundidad y tener la posibilidad de manipular sus balances, alterará de forma radical nuestra percepción de un instrumento o una mezcla. Y las estructuras armónicas pueden también acelerar la toma de decisiones, ayudar a resolver problemas o aumentar la creatividad.

¿Por qué suenan mejor los armónicos pares que los impares?