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Simpert Hölzl
LA ACÚSTICA Y LA COMPRENSIÓN LINGÜÍSTICA
Fundamentos anatómicos y fisicales de la comprensión del habla
Una de las cualidades esenciales que nos destaca como seres humanos, es la
comunicación a través de sonidos y palabras. Por esta razón, el aprendizaje de una
lengua es una de las fases más importantes del desarrollo en nuestra vida y forma la
base para el posterior desenvolvimiento intelectual. El aprendizaje se lleva a cabo en
principio por la percepción y luego la comprensión de informaciones auditivas. Al
respecto, podemos recepcionar ruidos procedentes de todas las direcciones, pudiendo
asimismo establecer la dirección de su procedencia y la distancia de emisión. Mientras
que nuestros ojos perciben únicamente un fragmento de nuestro medio circundante,
determinado por nosotros mismos, nuestros oídos constantemente se hallan dispuestos a
la recepción desde el espacio. Esto tiene su origen en la vinculación y la distribución de
tareas de nuestros órganos sensoriales. Al oído le incumbe esencialmente, el rol de la
detección temprana del peligro. Por lo tanto, una serie de reacciones corporales
intensivas, nos han sido dadas genéticamente. Es así, que frente a ruidos desconocidos,
suaves, o semi-fuertes, reaccionamos por ejemplo, orientándonos hacia la fuente del
sonido, para identificar con la ayuda de otros órganos sensoriales, la causa y su
significado. En este caso, el volumen del sonido indica, que no existe un peligro
eminente y que por lo tanto es apropiado, un análisis exhaustivo de la situación. Algo
diferente acontece, cuando escuchamos un ruido fuerte y amenazante. El cuerpo
reacciona de inmediato con contracción muscular, pulso elevado y disnea.
En nuestro mundo actual, la mayoría de las personas vive en un entorno con constante
irrigación sonora. Ya sea la radio o la TV en funcionamiento constante, ruidos
provocados por herramientas técnicas en la industria, como computadoras,
acondicionamiento del clima, o el ruido constante del tránsito, no le conceden descanso
a nuestro oído. Por el contrario, este estado de cosas conduce a un embotamiento de la
percepción acústica, como consecuencia de una constante situación de stress para el
cuerpo y la psiquis.
A nuestras instituciones educativas (guarderías, jardines de infantes, escuelas primarias,
etc.) al respecto les concierne una responsabilidad especial. Tienen que crear también
las condiciones acústicas previas, para que a nuestros niños se le revele el amplio
espectro de la percepción humana.
Para poder comprender las relaciones entre la comprensión lingüística y la acústica, en
principio es necesario, ocuparnos de las bases anatómicas y fisicales.
1. Pabellón de la oreja
2. Conducto auditivo
3. Membrana del tímpano
4. Caja del tímpano
5. Martillo
6. Yunque
7. Estribo
8. Ventana oval
9. Ventana redonda
10. Caracol
11. Escala vestibular
12. Escala timpánica
13. Nervio auditivo
Las condiciones previas anatómicas (figura 1) que nos permiten escuchar, son, tanto
complejas, como fascinantes. Fundamentalmente, nuestro oído de compone de tres
grandes partes: el oído exterior, medio, e interior. En la parte exterior, las ondas sonoras
son recibidas por el pabellón de la oreja, para ser conducidas por el conducto auditivo a
la parte media. La forma especial de estos dos ámbitos, promueve la intensificación de
la onda sonora a lo doble, o a lo triple. En el oído medio, el sonido choca con la doble
membrana del tímpano, la hace vibrar y sigue transmitiéndose a la caja del tímpano,
colmada de aire, con tres huesecillos auditivos (martillo, yunque, estribo). Estos
diminutos huesecillos, con un peso aproximado de sólo 60 mg, promueven una
intensificación del volumen de 1:20, que transmiten a la membrana, la así llamada
ventana oval. En el ámbito inferior del oído medio, se encuentra todavía la ventana
redonda, también una membrana, que vigila el equilibrio de la presión hacia el oído
interior. Este oído interior, que allí comienza, se compone del caracol y los conductos
arqueados. El caracol (coclea) es el órgano auditivo propiamente dicho, mientras que los
conductos en arco, son los responsables del sentido del equilibrio. El caracol está
formado de un huso óseo, con un listón óseo, dos tubos membranosos elásticos, que
contienen perilinfa (escala timpánica y caja de tímpano) y el conducto-caracol, en el
cual se sitúa el órgano-Corti, el órgano sensorial propiamente dicho. La oscilación, que
entonces es transmitida al oído interior a través de la ventana oval, continúa en la escala
vestibular y, a través de la escala timpánica, con la cual está conectada en la punta del
caracol, retorna a la ventana redonda. Los movimientos así ocasionados en el líquido
linfático de ambos tubos, son recepcionados por el conducto-caracol. El órgano-Corti,
posado sobre la membrana-basal (membrana de separación entre el conducto timpánico
y el conducto caracol), con sus aproximadamente 25.000 células sensoriales, dotadas
con finísimas vellosidades, ahora transforma los impulsos mecánicos mediante procesos
bioquímicos y los conduce como potenciales de acción a la corteza cerebral, a través de
las vías nerviosas.
La percepción de la altura del tono, se lleva a cabo a través del tamaño del
abombamiento, que a modo de onda se mueve en la escala vestibular. En el
abombamiento máximo, las células sensoriales del órgano-Corti, se excitan con mayor
fuerza. En el caso de los tonos altos, se encuentra en la proximidad de la ventana oval, y
en el caso de los tonos bajos, en la proximidad de la punta del caracol. El ámbito
auditivo del hombre se encuentra entre los 16 y los 20.000 Hz, siendo, que con el
avance de la edad se reduce evidentemente. Entre los 1000 y los 3000 Hz, se encuentra
mejor desarrollada, la capacidad de diferenciar alturas tonales. Las frecuencias hasta
2000 Hz son transmitidas a través del oído medio, todas las frecuencias superiores se
transmiten a través de los huesos del cráneo, cuya oscilación se transmite al caracol. La
intensidad del sonido es percibida a través de la suma de los diferentes impulsos. El
oído sano, puede diferenciar en total, aproximadamente 1500 alturas tonales diversas y
aproximadamente 325 escalas de intensidad de sonido.
La comunicación humana se basa principalmente sobre la conjunción del hablar y del
escuchar. La generación respectiva del sonido se lleva a cabo en la laringe. Allí, la
tráquea desemboca en los elásticos labios vocales, que se extiende entre el cartílago
tiroides y cartílagos aritenoides de giro y vuelco. Una serie de músculos proporciona
una tensión diferenciada y postura de los labios vocales. Por lo tanto, se genera un
sonido, cuando una corriente de aire provoca la oscilación de los labios vocales y las
ondas sonoras así generadas, se intensifican en la cavidad de resonancia de la frente, la
nariz y el paladar (para las frecuencias superiores) así como en la tráquea y el espacio
pulmonar (para las frecuencias más bajas). Al respecto, la cantidad del aire que es
empujada a través de los labios sonoros, determina el volumen sonoro. A partir de la
diferenciación en la anatomía, cada persona dispone de un tono básico, que varía, con
dependencia de la edad y de género y se encuentra dentro de un ámbito de frecuencia
entre 125 y 250 Hz. La necesaria formación de vocales y consonantes se produce al
modificar la forma y la postura de la lengua y de los labios. La generación de las
vocales (a, e, i, o, u) al respecto se basa directamente sobre el tono fundamental y se
mueve dentro de un ámbito de frecuencia entre 250 y 2000 Hz. En el caso de las
consonantes sonoras (b, d, m, n, etc.) el ámbito de frecuencia es de 250 hasta 4000 Hz, y
en el caso de consonantes afónicas, 2000 hasta 8000 Hz. Por lo tanto, para la percepción
y la comprensión íntegra de la lengua humana, es menester un ámbito auditivo de 125
hasta 8000 Hz. (Figura 2)
Figura 2. Ámbito auditivo humano
Acústica
El término ACÚSTICA, se deriva del “akousikós” griego –concerniente al oído. En la
actualidad señala la ciencia del sonido, su generación, expansión y percepción, así como
de sus efectos.
Como sonido se señala generalmente las oscilaciones mecánicas de partículas (por
ejemplo, moléculas), dentro de un medio elástico, o sea, un gas (por ejemplo, el aire), de
un líquido, o una materia sólida. Ese movimiento pendular de las partículas alrededor de
un equilibrio, se transmite por acoplamiento a partículas vecinas: se genera una onda
sonora. Del mismo modo como en el caso del calor o de la luz, en el sonido de trata de
una forma energética. En el caso de las ondas sonoras en el aire o en un gas, se habla de
un sonido aéreo, y en el caso de una materia sólida, (como paredes y cielorrasos) de
sonido físico. La velocidad con la cual el sonido se mueve en el aire, es de
aproximadamente 340m por segundo. La cantidad de oscilaciones por segundo se
señalan como frecuencia con la unidad de medida “Hertz” (Hz). Es determinante con
referencia a la altura tona, o bien, el carácter del ruido.
(Fig. 2: por ejemplo, sonido claro = preponderantemente altas frecuencias). Frecuencias
por debajo de del ámbito auditivo humano (menores a 16 Hz) son señaladas como
infrasonido, frecuencias por encima del ámbito auditivo humano (más allá a los 20.000
Hz) se señalan como ultrasonido.
El sonido llega al oído humano a modo de sonido aéreo y en forma de concentraciones
del aire y diluciones del aire, condicionados por los movimientos pendulares de las
moléculas. Estos cambios periódicos de la espesura del aire producen inestabilidades de
presión, que se superponen con la presión atmosférica del aire. La intensidad de estas
variaciones de la presión del aire caracteriza al volumen del sonido y es señalado como
presión del sonido. La presión del sonido más baja perceptible para el hombre, la
denominamos umbral auditivo. La presión del sonido más intensa soportable se lo
califica como umbral del dolor. Por el hecho de que la presión sonora en el umbral del
dolor es un millón de veces más intensa que en el umbral auditivo, se ha introducido
una medida logarítmica para la caracterización del volumen del sonido. La unidad es dB
(deci-Bel) y se debe a Gram. Bell, el inventor del teléfono. El nivel de intensidad de dB
alcanza de 0 hasta 120 (límite del dolor). Dado, que como hemos dicho, se trata de una
escala logarítmica, en el caso de la existencia de dos fuentes de sonido de la misma
intensidad, el valor no se duplica, sino que meramente aumenta en 3 dB.
Comprensión lingüística
La acústica espacial con la expansión, el efecto y la percepción de ondas sonoras en
espacios cerrados. El resultado de estos factores es la audibilidad es la audibilidad de un
espacio y describe su aptitud con respecto a determinados ofrecimientos sonoros, en
especial, una comunicación lingüística apropiada, y/o funciones musicales, mediados a
partir de su provecho previsto. Se sobre-entiende, que una sala de concierto requiere
otras cualidades acústicas que un aula. La acústica espacial se halla influenciada
esencialmente por cuatro cualidades: el tiempo de la resonancia, la geometría del
espacio, la conducción del sonido y el nivel del ruido de fondo.
El tiempo de la resonancia
La mayor dimensión fisical que describe las cualidades acústicas de un espacio es el
“tiempo de resonancia”. Constituye la medida con referencia a cuan sonoro se percibe
un espacio y define el tiempo que pasa, hasta que el nivel sonoro cae en 60 dB en un
espacio, después de apagarse la fuente sonora. Esta sonoridad, percibida subjetivamente,
se genera en un espacio, cuando ondas sonoras son reflexionadas por superficies lisas y
duras y son absorbidas por superficies blandas y porosas, y es determinada a partir de su
relación mutua.
En términos generales podemos decir, que con el aumento del tiempo de la resonancia,
se desmejora notoriamente, la comprensión de lo hablado. La nueva norma industrial
alemana 18041 establece para el aula escolar típico, un tiempo de resonancia de 0,55
segundos. Esto conforma casi un partir por la mitad, en comparación a las normas
anteriormente existentes. Los científicos hasta recomiendan un tiempo de resonancia de
0,3 segundos.
Reflexión
en paredes
Reflexión
O
cóncavas
O
en paredes
convexas
Figura 3: Acústica espacial
Geometría espacial
Todas las superficies que rodean el espacio cobran influencia sobre la expansión y la
distribución de las ondas sonoras en un espacio. La reflexión sonora se produce según la
ley fisical, ángulo de incidencia igual al ángulo de reflexión. De ello resulta, que por
ejemplo en ambientes largos y angostos se produce una elevada cantidad de
acontecimientos de reflexión, que conduce a un eco que a menudo se superpone, el así
llamado eco - aleteo (ver ejemplo 2). Las superficies arqueadas de paredes y de
cielorrasos conducen a concentraciones sonoras no deseadas y agujeros de sonido en
diferentes ámbitos del espacio. Simplificando, podemos decir, que las formas
rectangulares – clásicas del ambiente, ofrecen las condiciones previas mejores para una
distribución sonora equilibrada. (Figura 3)
Conducción del sonido
El manejo planificado del sonido resulta de los fenómenos descriptos en el capítulo
referido a la geometría espacial. La implementación consciente de agregados de
absorción y de reflexión y cuyo posicionamiento en el espacio posibilita guiar al sonido
de modo puntual a ámbitos pre-determinados en el ambiente. Es así que una pared que
se encuentra en frente del locutor absorba el sonido, para que el sonido reflexionado no
afecte el discurso. El cielorraso sin embargo debería ser mantenido como superficie de
reflexión, para mejorar la capacidad auditiva en el ámbito posterior del recinto (ver
ejemplo 1). Una pequeña superficie de reflexión por encima de la posición de quien está
hablando, también podrá brindar apoyo al disertante, a calcular debidamente, el confort
lingüístico. (Figura 4).
desfavorable
favorable
favorable
Figura 4: Ejemplo 1: aula en corte transversal (arriba)
Ejemplo 2: pasillo, en plano horizontal
Nivel de ruidos de trasfondo
El volumen sonoro que impera en un recinto, como por ejemplo un aula, cuando todos
los alumnos se mantienen en silencio, lo señalamos como nivel de ruidos de trasfondo.
Se trata sobre todo de ruidos que penetran desde afuera (tranvías, ruidos procedentes de
otros recintos, etc.). Ruidos provenientes de instalaciones técnicas (transformadores,
proyectores overhead, conductos de instalación, etc.), y, no en último término, los
ruidos provenientes de los ocupantes mismos (carraspear, movimiento de sillas, crujir
de papeles, etc.). Ese nivel de ruidos casi constante y en muchos casos muestra 55 dB, y
más. Al tomar en cuenta, que cada persona que trata ser oída tiene que superar ese nivel
de ruidos aún en 10 a 15 dB, podemos tener una clara evidencia de este efecto funesto.
El valor recomendado del nivel del ruido de fondo en el aula, se encuentra en los 30 dB.
Absorbedores
La posibilidad esencial de poder cobrar influencia sobre la acústica del espacio, consiste
en la implementación puntual de los así llamados absorbedores (figura 5). Cumplen
fehacientemente aquello que su nombre indica. Tragan (en latín, absorbere) al sonido.
Como ya lo hemos dicho, el sonido es una forma energética. La física nos indica, que la
energía no puede simplemente desaparecer, sino, que solamente puede ser transformada.
En el caso de las ondas sonoras, la energía en definitiva siempre es transformada en
calor. La efectividad de los absorbientes, se indica con el grado de la absorción y define
las cualidades acústicas de un material de 0 (100% de reflexión) hasta 1 (100% de
absorción). Al respecto, la capacidad de absorción depende de su estructura y del modo
de su funcionamiento. Además, se diferencia el efecto, con respecto a diferentes
ámbitos de frecuencia. Esencialmente, diferenciamos dos tipos de absorbedores.
Fundamentos anatómicos y fisicales de la comprensión lingüística
Absorbentes porosos
Frenan la oscilación de las moléculas del aire mediante la estructura porosa o fibrosa del
material. Al respecto, el material deberá disponer de un grosor adecuado. Por lo tanto,
los empapelados traga sonido, son prácticamente inefectivos. Los textiles, las
alfombras, materiales de espuma, lana mineral y preparados específicos – acústicos, son
absorbentes porosos.
Absorbente de resonancia
Se trata de placas o de membranas, colocadas en libertad con la pared o el cielorraso,
que entran en oscilación por el impacto de las ondas sonoras. El espacio de aire que se
encuentra atrás, aplaca las ondas sonoras y transforma la energía en calor. Al respecto,
existen dos maneras diferentes de acción. En el caso de las superficies con poros
cerrados, la energía es conducida a la capa del aire, exclusivamente a través de la
oscilación de la resonancia (absorción por membrana). Las superficies con poros
abiertos, o placas con aperturas, frenan las ondas sonoras, mediante el aire oscilante en
las aperturas. Mediante absorbentes porosos en el espacio intermedio aireado, en
términos generales, el efecto puede ser mejorado notoriamente.
Los objetos de instalación, tales como cortinados, alfombras, muebles acolchonados,
también absorben el sonido, su efecto sobre la acústica del espacio empero, no es
relevante, dado que la misma se encuentra en el ámbito de la frecuencia muy elevada.
Resumen
Una investigación del Instituto para el estudio escolar interdisciplinario de la ciudad de
Bremen muestra que en muchas escuelas alemanas imperan niveles de ruido
catastróficos. Estos niveles de ruido a menudo exceden al valor límite dispuesto para los
lugares de trabajo con tareas predominantemente espirituales. Para los niños, esto
significa un perjuicio con respecto a la comunicación lingüística, así como respecto a las
funciones de la atención y de la memoria. Pero también los maestros padecen esa carga
física y psíquica. No cabe duda alguna además, que el ruido fomenta el comportamiento
agresivo. El hecho de que una buena acústica espacial constituye la base de una
enseñanza exitosa, lo ha mostrado también un estudio realizado por la Universidad
Heriot-Watt de Edinburgh, llegando al resultado, de que muchos estudiantes pierden
una buena enseñanza escolar por el hecho de que a causa de motivos acústicos no
pudieron participar sin esfuerzo de la enseñanza. La situación actual en las instituciones
formativas y pedagógicas se agudiza aún más por dos aspectos adicionales
En muchos lugares, los maestros constatan un creciente número de niños con trastornos
de concentración y de atención.
Material
1
2
3
4
5
6
7
Empapelado sobre revoque
Hormigón sin revoque
Piso de madera, pegado
Piso con alfombra de hasta 6mm de espesor
Ventana
Placas de yeso 9,5mm, 60mm de separación de la pared
Placa de absorción especial, clase A
a für die Oktavband-Mittenfrequenz in Hz
125
250
500
1.000
2.000
4.000
0,02
0,02
0,04
0,02
0,28
0,31
0,45
0,03
0,02
0,04
0,04
0,20
0,08
0,8
0,04
0,03
0,05
0,06
0,10
0,04
0,85
0,05
0,04
0,06
0,20
0,06
0,07
0,85
0,07
0,05
0,06
0,30
0,03
0,09
0,95
0,08
0,05
0,06
0,35
0,02
0,08
0,95
Figura 5: Ejemplos para el grado de absorción de sonido a de los materiales