Traducido del original en https://www.theatlantic.com/science/archive/2016/02/white-noise-sound-colors/462972/ escrito por Meghan Neal.


 

La mayoría de las personas están familiarizadas con el ruido blanco, ese sonido estático de un aire acondicionado que nos adormece ahogando todo ruido de fondo.

Excepto que, técnicamente, el torbellino de un ventilador o el zumbido del aire acondicionado no son ruido blanco en absoluto. Muchos de los sonidos que asociamos con el ruido blanco son en realidad ruido rosa, marrón, verde o azul. En ingeniería de audio, hay todo un arco iris de colores del ruido, cada uno con sus propiedades únicas, que se utilizan para producir música, ayudar a la relajación y describir ritmos naturales como el latido del corazón. Si sabes qué buscar, puedes comenzar a notar los colores del ruido que conforman el entorno sonoro que nos rodea.

Si descompones una onda de sonido, puedes dividirla en dos características fundamentales: frecuencia, que es la velocidad con la que la forma de onda vibra por segundo (un hertz es una vibración por segundo), y amplitud (a veces medida como “potencia”), el tamaño de las olas. Los tipos de ruido se nombran por una leve analogía con los colores de la luz: el ruido blanco, por ejemplo, contiene todas las frecuencias audibles, al igual que la luz blanca contiene todas las frecuencias en el rango visible.

En las ondas de sonido musical, las frecuencias están espaciadas a intervalos que encontramos agradables para el oído, creando una estructura armónica que le da al sonido su calidad de tono única, o timbre. Esto es lo que hace que la misma nota suene diferente en una flauta que en un violín. Los ruidos que escuchamos todos los días (botas pisando fuerte, un auto tocando bocina afuera, el tintineo de las llaves) están formados por formas de onda esporádicas, una distribución aleatoria de frecuencia y amplitud.

Y luego, en una categoría separada, están los ruidos de colores. A diferencia del golpe inconsistente de un tambor o de una voz que grita, estos sonidos son una señal continua, pero no son precisamente agradables. La palabra “ruido” en realidad proviene de una palabra latina para las náuseas; en ingeniería de audio, el término describe cualquier información no deseada que interfiere con la señal deseada, como la estática en la radio.

El ruido blanco puro suena como un silbido, “shhh”, que ocurre cuando el televisor o la radio están sintonizados a una frecuencia no utilizada. Es una mezcla de todas las frecuencias que los humanos podemos oír (aproximadamente 20 Hz a 20 kHz), disparadas al azar con igual potencia en cada una, como 20.000 tonos diferentes que se reproducen al mismo tiempo, mezclados en un estofado sonoro constantemente cambiante e impredecible.

Los otros colores son similares al ruido blanco, pero con más energía concentrada en el extremo alto o bajo del espectro de sonido, cambiando sutilmente la naturaleza de la señal. El ruido rosa, por ejemplo, es como el ruido blanco con los bajos elevados. Es un sonido “shhh” con un pequeño estruendo mezclado, como el suave rugido de una tormenta.

El ruido rosa suena menos áspero que el ruido blanco porque los humanos no escuchamos de manera lineal. Escuchamos en octavas, o la duplicación de una banda de frecuencia, lo que significa que percibimos tanto espacio sónico entre 30-60 Hz como entre 10.000-20.000 Hz. También somos más sensibles a las frecuencias más altas (de 1 a 4 kHz, que es aproximadamente la frecuencia del llanto de un bebé), por lo que el ruido blanco, que tiene la misma intensidad incluso en los tonos más altos, puede sonar demasiado “brillante” a nuestros oídos. La energía en el ruido rosa se reduce a la mitad cuando la frecuencia se duplica, por lo que cada octava tiene la misma potencia, lo que suena más equilibrado.

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Análisis espectral de ruido blanco y rosa, con frecuencia en el eje horizontal y potencia en el eje vertical.

En los últimos años, el ruido rosa se ha convertido en el favorito del espectro de ruido, destronando al blanco como la opción “de moda” en los generadores de ruido para el sueño o la concentración. En 2013, un estudio publicado en la revista Neuron encontró que el ruido rosa ayudaba a los participantes a lograr un sueño más profundo; en los últimos años, varios blogs de salud lo han promocionado como la clave para un mejor descanso nocturno.

El patrón inverso de ruido rosa, también llamado ruido 1/f, también se puede aplicar a muchos sistemas fuera del sonido. Si se toma el aumento y la caída de la marea, por ejemplo, y se la divide en formas de onda trazadas en un gráfico, seguirá 1/f, que es el punto medio exacto entre la aleatoriedad pura y el movimiento correlacionado. Resulta que gran parte de nuestro mundo opera en este punto ideal entre el caos y el control: el patrón de ruido rosa se ha encontrado en la mayoría de los géneros de música, la longitud de las tomas en las películas de Hollywood, la estructura del ADN, el ascenso y la caída de la marea, el flujo del tráfico y las variaciones en el mercado de valores. El mundo está básicamente inundado de rosa.

El ruido marrón o “browniano”, una versión más profunda del rosa, en realidad no lleva el nombre del color: proviene del hecho de que la señal imita el patrón de “caminata aleatoria” producido por el movimiento browniano, o movimiento aleatorio de partículas en el líquido. El sonido (que no debe confundirse con el ruido de la mítica “nota marrón”) es un estruendo más grave y profundo, como las olas del océano o los vientos fuertes.

El ruido azul, que tiene más energía concentrada en el extremo superior del espectro de sonido, es justo lo contrario: suena como el silbido de un rociador de agua, un chirrido agudo, sin ningún tono grave. Es esencialmente lo inverso al ruido rosa: con ruido azul, la frecuencia y la potencia aumentan a la misma velocidad, por lo que cada octava tiene tanta energía como las dos octavas por debajo de ella combinadas.

Debido a que las frecuencias agudas del ruido azul son más difíciles de discernir para el oyente, los ingenieros de sonido lo utilizan para un proceso denominado interpolación de audio, que agrega ruido a la señal de manera intencional para minimizar las distorsiones que aparecen durante el proceso de producción. Agregar ruido aleatoriza los errores, lo que ayuda a suavizar los bordes.

El ruido gris suena igual en cada frecuencia. Como el rosa, ha sido calibrado para que suene más equilibrado para el oído humano. No hay un único ejemplo de ruido gris, porque cada persona tiene una umbral de audición ligeramente diferente. En medicina, se usa para tratar la hiperacusia, un aumento de la sensibilidad a los sonidos normales, o tinnitus, un zumbido en el oído.

Los ruidos blanco, rosa y azul son los únicos colores que tienen definiciones oficiales en el estándar federal de telecomunicaciones, mientras que el marrón y el gris tienen distintos significados aceptados en diversas industrias. Mientras tanto, los otros colores del “arco iris del ruido” solo se han definido informalmente. El ruido verde, por ejemplo, se ha descrito como una señal con más energía concentrada en la mitad del espectro de sonido: con un rango de frecuencia limitado de alrededor de 500 Hz, supuestamente simula el ruido ambiental de la naturaleza. El ruido naranja se describe a veces como un ruido chocante y cacofónico, como una agrupación musical desafinando. El ruido violeta es simplemente una versión más intensa del azul, con incluso más energía concentrada en las frecuencias audibles más altas.

Y hay un color más de ruido que tiene un significado oficial: negro. Es una densidad espectral de aproximadamente cero potencia en cada frecuencia. Si el blanco es todas las frecuencias a la vez, el negro es el color del silencio.