AEPS Tema 11 Psicoacústica

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GRADO SUPERIOR SANS01 Técnico Superior en Audiología Protésica

AEPS [Seleccionar fecha]

TEMA 11: PSICOACÚSTICA Índice

1. Introducción 2. Rango dinámico

a. Área de audición b. Umbral de audibilidad 3. Sonoridad

a. Nivel de sonoridad 4. Enmascaramiento

a. Umbral de enmascaramiento y nivel de sensación b. Umbral de audibilidad y de enmascaramiento 5. Bandas críticas

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1. Introducción:

Las características físicas de las ondas pueden expresarse mediante parámetros físicos como intensidad y frecuencia, que pueden medirse con una cierta precisión de forma objetiva mediante los instrumentos apropiados. Sin embargo, la respuesta del oído tiene un carácter más subjetivo, que habrá que relacionar con los parámetros físicos objetivos. Este es precisamente el objeto de la Psicoacústica, rama de la Psicofísica que estudia la relación existente entre las características físicas de un estímulo sonoro, y la respuesta de carácter psicológico que el mismo provoca en una persona.

La Psicoacústica es una disciplina esencialmente empírica. Sus conclusiones se obtienen a partir del análisis estadístico de los resultados de experimentos que buscan medir la respuesta subjetiva de distintas personas a estímulos de propiedades físicas cuantificadas.

Algunos de los objetivos principales de la Psicoacústica son:

 Establecer un modelo de la relación existente entre la magnitud de la sensación producida por un estímulo y la magnitud física del mismo.

 Establecer los umbrales (absolutos) de sensación en cada parámetro, como frecuencia e intensidad.

 Establecer los umbrales diferenciales de percepción en cada parámetro del estímulo (mínima variación y mínima diferencia perceptibles).

 Estudiar la sensación sonora producida en respuesta a varios estímulos simultáneos.

Los estímulos que dan lugar a dichas predicciones, con las reservas que conlleva el hecho de la variabilidad de estímulos, escuchas, situaciones de entorno e incluso cualquier tipo de predisposición mental, permiten establecer relaciones de sensación sonora con intensidad y frecuencia. En la siguiente figura se muestran las regiones de interés del intervalo acústico para varios usos, obtenidas mediante estos métodos de la Psicoacústica:

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2. Rango dinámico:

a. Área de audición: el ser humano es capaz de detectar únicamente aquellos sonidos que se encuentren dentro de un determinado rango de amplitudes y frecuencias. En este sentido, se puede establecer una analogía entre el aparato auditivo y un sistema electrónico de audio, en base al concepto convencional del rango dinámico.

Se define el rango dinámico del oído como la relación entre la máxima potencia sonora que éste puede manejar y la mínima potencia necesaria para detectar un sonido. Asimismo, el rango de frecuencias asignado convencionalmente al sistema auditivo va desde los 20 Hz hasta los 20 kHz, aun cuando este rango puede variar de un sujeto a otro o disminuir en función de la edad del sujeto, de trastornos auditivos o de una pérdida de sensibilidad (temporal o permanente) debida a la exposición a sonidos de elevada intensidad.

Ahora bien, la sensibilidad del sistema auditivo no es independiente de la frecuencia; por el contrario, dos sonidos de igual presión sonora pueden provocar

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distintas sensaciones de intensidad o “sonoridad”, dependiendo de su contenido espectral.

Estos tres parámetros del oído (rango dinámico, respuesta en frecuencia y sensibilidad en función de la frecuencia) se resumen en la siguiente figura, que ilustra el área de audición:

El extremo superior del rango dinámico está dado por el umbral del dolor, el cual define las presiones sonoras máximas que puede soportar el oído. Más abajo de este nivel, se encuentra el límite de riesgo de daños, el cual representa un umbral de presión sonora que no debe sobrepasarse por más de un cierto periodo de tiempo (ocho horas diarias), o de lo contrario puede producirse una pérdida de sensibilidad permanente.

El extremo inferior, denominado umbral de audibilidad (UA), representa la sensibilidad del aparato auditivo, es decir, el valor mínimo de presión sonora que debe tener un tono para que este sea apenas perceptible. De la figura anterior se deduce que esta sensibilidad depende de la frecuencia de la señal sonora; por ejemplo, un tono de 1 kHz y 20 dB SPL será audible (está por encima de la curva), mientras que un tono de 50 Hz e igual nivel será inaudible (está por debajo de la curva).

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Como se ve en la figura anterior, el aparato auditivo es capaz de operar sobre un rango de presiones sonoras muy amplio (unos 150 dB). Las presiones sonoras correspondientes al mínimo del umbral de audibilidad equivalen a desplazamientos de la membrana basilar comparables al diámetro de un átomo.

Tan extraordinaria sensibilidad se debe a la acción combinada de varias células ciliares externas sobre cada célula interna.

b. Umbral de audibilidad: la sensibilidad del aparato auditivo puede variar considerablemente de un sujeto a otro; además como se verá más adelante, puede cambiar según las condiciones de propagación del sonido. Por esta razón, resulta conveniente definir un umbral de audibilidad promedio, también llamado mínimo campo audible promedio; este se representa mediante una curva que indica la presión sonora de un tono puro de larga duración (> 200 ms), el cual se propaga en condiciones de campo libre y en ausencia de cualquier otro sonido, y que puede ser detectado por el 50% de una población de sujetos jóvenes (entre 18 y 25 años) y audiológicamente normales.

Dado que el umbral de audibilidad así definido representa un promedio, algunos sujetos serán capaces de percibir tonos que se encuentran por debajo de esta curva, como se ve en la siguiente figura:

Estudios realizados indican que algunos individuos jóvenes pueden detectar tonos que se encuentran 20 dB por debajo del UA promedio. Asimismo, si bien la curva del UA audibilidad promedio es razonablemente “suave”, mediciones cuidadosas

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revelan que en cada sujeto dicha curva de sensibilidad puede presentar fluctuaciones del orden de 10 dB en intervalos de frecuencia pequeños (de menos de 100 Hz).

Por lo tanto, es preciso tener en mente que el umbral de audibilidad promedio no representa un límite absoluto, sino una medida estadística asociada con la probabilidad de detección de un tono de determinada frecuencia y amplitud y que, por ende, debe ser empleado con cautela.

La sensibilidad del sistema auditivo humano disminuye con la edad, especialmente en las altas frecuencias, debido al deterioro de las células ciliares del órgano de Corti, esto se refleja en el aumento del UA que se observa en la siguiente figura:

El umbral de audibilidad no sólo es función del sujeto y de los parámetros ya mencionados, sino que además presenta una dependencia con respecto al modo de propagación de las ondas sonoras.

La curva del UA promedio antes definida corresponde a sonidos que se propagan en forma de ondas viajeras planas, y que inciden frontalmente sobre la membrana timpánica (condición de “campo libre”).

Ahora bien, el modo de propagación de “campo libre” solo es posible en ambientes anecoicos o utilizando audífonos cuya respuesta en frecuencia haya sido adecuadamente corregida; sin embargo en situaciones cotidianas

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(ambientes reverberantes; aplicación directa del sonido sin audífonos) las características en frecuencia del lugar en el cual se encuentre el sujeto, por una parte, y la difracción provocada por la cabeza y el pabellón auricular, por otra, hacen que la propagación el sonido se asemeje a la condición de “campo difuso”, en la cual el sonido incide desde todas las direcciones posibles. En esta condición, la sensibilidad del oído varía notablemente, como se observa en la siguiente figura:

3. Sonoridad:

Denominamos sonoridad a la medida subjetiva de la intensidad con que el oído humano percibe un sonido. En particular, la intensidad con que el oído humano percibe el sonido no va en relación directa a la intensidad física del mismo, sino que depende además de otros factores como su frecuencia y anchura de banda. Por ejemplo, un sonido puro de 100Hz y 50 dB parece menos sonoro que uno de 2 kHz y tan solo 30 dB. Para representar la sonoridad se utilizan dos unidades, los fonios y los sonios.

a. Nivel de sonoridad: escala de fonios y líneas isofónicas: a la hora de representar la sonoridad en la escala de fonios, se toma como referencia un tono puro de 1000 Hz y se define el nivel de sonoridad o sonoridad en fonios de un sonido como el nivel de presión de un tono puro de 1000 Hz que produce la misma sensación de intensidad sonora que el sonido considerado.

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Las líneas isofónicas son curvas que unen valores del nivel de presión que tienen la misma sonoridad a distintas frecuencias. Todos los puntos sobre una línea isofónica tiene la misma sonoridad y por tanto los niveles asociados son percibidos con la misma intensidad subjetiva aunque sus niveles físicos e intensidad sean distintos. Así se pueden tener sensaciones sonoras similares (por ejemplo 20 fonios) para distintos valores intensidad/frecuencia, por ejemplo para

125 𝐻𝑧

43,9 𝑑𝐵

^{1000 𝐻𝑧}

20𝑑𝐵

63 𝐻𝑧 58,6 𝑑𝐵

Estas curvas permiten comparar la intensidad subjetiva de dos sonidos puros de diferentes frecuencias e intensidades.

Las primeras líneas isofónicas fueron obtenidas por Fletcher y Munson en el año 1933. Para su construcción, se basaron en la comparación entre dos tonos puros:

un tono de 1 kHz e intensidad fija, utilizado como referencia, y un tono de otra frecuencia e intensidad variable, que los participantes en el experimento debían ajustar hasta que la sensación sonora de intensidad fuera igual que la del tono

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de 1 kHz. Representando gráficamente los resultados en función de la frecuencia, obtuvieron para cada intensidad de referencia (a 1 kHz) una curva o contorno de igual sonoridad. Como se ha utilizado como referencia el tono de 1 kHz, un tono de esta frecuencia y nivel acústico 10, 20, 30, … dB causará una sonoridad de 10, 20, 30, … fonios respectivamente.

Las curvas de igual sonoridad han sido determinadas nuevamente con mayor precisión por Robinson y Dadson en 1956, y posteriormente normalizados por la Organización Internacional de Normalización como Norma ISO 226. Esta norma ha sido revisada en el año 2003. Si nos fijamos en la línea correspondiente al umbral de audición, vemos que los sonidos agudos y sobre todo los graves necesitan una mayor intensidad para ser percibidos, mientras que los de frecuencias medias se perciben a menor intensidad (donde la curva tiene mayor depresión). Así, al bajar el volumen, los graves (y después los agudos) son lo primero que se pierde.

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A medida que aumenta la intensidad, aunque las distintas curvas siguen manteniendo un cierto parecido con la correspondiente al valor umbral, poco a poco se van haciendo más planas. También se observa que para frecuencias inferiores a 500 Hz las líneas se concentran y que para frecuencias superiores a 1 kHz adquieren formas complicadas, variando rápidamente en función de la frecuencia. Los menores valores de Lp requeridos en las proximidades de 3 kHz para producir una misma sensación de sonoridad se deben a la resonancia del canal auditivo de esa frecuencia.

Hay que hacer notar que estas curvas en realidad reflejan los promedios de un número considerable de personas jóvenes y con el oído en buenas condiciones, pudiendo existir variaciones individuales importantes. Asimismo, debe tenerse en cuenta que tanto las curvas de Fletcher y Munson como las de Robinson y Dadson son válidas para campo directo, ya que no tienen en cuenta que los sonidos no se perciben de la misma forma cuando provienen de distintas direcciones como ocurre con el campo reflejado.

b. Sonoridad: escala de sonios: el nivel de sonoridad en la escala de fonios es una magnitud Psicoacústica, que en última instancia se basa en la comparación de sensaciones con las producidas por una frecuencia de (1kHz) que se toma arbitrariamente como referencia, de forma que puede asegurarse que la sensación sonora es la misma para un cierto nivel de sonoridad. Sin embargo, la relación entre sonidos de distinta intensidad no se corresponde con la relación entre sensaciones, ya que el valor del nivel de sonoridad se define en relación al estímulo físico a una frecuencia de referencia, no a una valoración de la intensidad de la sensación. La sonoridad aparente de un sonido no es proporcional a su nivel en fonios. Por ejemplo, la sensación sonora correspondiente a un sonido de 80 fonios no es el doble de la correspondiente a uno de 40 fonios.

Para establecer una escala subjetiva de sonoridad que pueda tomarse como referencia se hace un estudio estadístico en el que participa un grupo de personas de oído normal, al que se le pide que asocien dos intensidades distintas de un

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sonido con la sensación de duplicación de la sensación sonora. Por ejemplo, se relaciona un sonido de una cierta frecuencia en audición monoaural y biaural (a la que se le supone una sensación sonora doble) con otro sonido de la misma frecuencia y distinta intensidad que, en audición monoaural, de la misma sensación sonora que el sonido anterior en audición biaural. Este experimento se realiza utilizando varios niveles de presión sonora, para frecuencias en todo el rango de audibilidad y para una muestra suficiente de personas.

Experimentalmente se comprueba que un aumento de 10 fonios da lugar a una duplicación de la sensación sonora de forma que, por ejemplo, al pasar de 40 dB a 50 dB la sensación sonora se duplica.

Para representar la sensación sonora se utiliza la escala de sonios, en la que una duplicación en la sensación sonora está asociada a una duplicación del valor de la sonoridad en dicha escala, El sonio es una unidad logarítmica y adimensional (similar al decibelio y aún más al fonio) que se usa para indicar la sonoridad con la que se percibe un sonido dado. Se define como la sonoridad de un tono puro de 1kHz que da un nivel de presión sonora de 40 dB. Así, 1 sonio corresponde a 40 fonios (y a 40 dB a 1 kHz), 2 sonios corresponden a 50 fonios, 4 a 60 fonios y así sucesivamente. Denominaremos líneas isosónicas a las líneas en las que la sensación sonora es la misma a distintas frecuencias como en las isofónicas, pero en la que el valor asociado está asociado de forma lineal con la sensación sonora.

La relación entre fonios y sonios viene dada por la expresión: S = 2^(F-40)/10 A pesar de las ventajas de trabajar con fonios y sonios, independientes de la frecuencia, en la práctica se utilizan poco, salvo casos muy concretos, trabajándose habitualmente en dB ponderados.

c. Redes de ponderación: tras los trabajos de Fletcher y Munson quedó claro que el problema de la sensación sonora era más complejo de lo esperado, ya que la sensibilidad del oído depende de forma marcada de la frecuencia. Para tener en cuenta esto se intentó adaptar la instrumentación de medida de forma que pudiera obtenerse directamente la sensación sonora debida a un sonido

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cualquiera. Para ello se propuso intercalar un filtro de ponderación de frecuencias con una curva de respuesta en frecuencia inversa de las curvas de Fletcher y Munson. Como tanto para las altas como para las bajas frecuencias las isofónicas de Fletcher y Munson suben (dado que el oído requiere mayor nivel de presión sonora por su menor sensibilidad), este filtro debía imitar la respuesta del oído humano, acentuando las frecuencias en las que el oído es más sensible y atenuando aquellas en las que el oído es menos sensible; en este caso, atenuar las componentes de alta y baja frecuencia de forma que diera un valor más correlacionado con la sensación de sonoridad.

Esta idea tiene en la práctica varias dificultades. En primer lugar, no podemos hablar de una única línea isofónica de Fletcher y Munson, sino que hay una distinta para cada nivel de sonoridad. Esto implicaría que para una misma frecuencia serían necesarias distintas correcciones dependiendo del nivel sonoro.

Esto dio lugar a que se propusieran tres curvas de ponderación distintas, la curva A, válida para niveles de sonoridad próximos a los 40 fonios (bajos niveles de presión sonora), la curva B, válida para niveles de sonoridad del orden de 70 fonios (niveles medios de presión sonora), y la curva C, destinada a niveles de sonoridad cercanos a 100 fonios (niveles altos de presión sonora). En la siguiente figura se muestran las tres curvas de ponderación utilizadas:

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En algunos casos se utiliza una curva de ponderación D destinada a la medida del ruido de aviones.

Otra dificultad consiste en que las curvas isofónicas de Fletcher y Munson solo son válidas para tonos puros, por lo cual el propósito original de obtener un valor único que se correlacionara con la sensación de sonoridad no pudo cumplirse. En efecto, la sonoridad subjetiva de dos sonidos de igual nivel con ponderación A, por ejemplo, pero de diferente composición espectral, puede ser muy desigual.

A pesar de ello, las cifras medidas utilizando la curva de ponderación A están bastante bien correlacionadas con el daño auditivo experimentado por las persona expuestas a ruidos intensos durante periodos considerables de tiempo, como suele ocurrir en los ambientes de trabajo en la industria. Asimismo se correlacionaba bastante bien con la sensación de molestia y con la interferencia a la palabra causada por determinados ruidos. Por estos motivos dicha curva se

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empezó a utilizar de forma habitual, y se adoptó en numerosas normas y legislaciones.

Cuando el valor obtenido incluye la corrección a través de estas curvas de ponderación nos referimos a nivel sonoro A, nivel sonoro B y nivel sonoro C, y se expresan en db (A), dB (B) y dB (C).

En realidad la curva de ponderación B raramente se utiliza e incluso muchos instrumentos no la incluyen. Algunas especificaciones requieren la curva de ponderación C, por lo que suele estar presente en la instrumentación junto a la curva de ponderación A. El uso del nivel sonoro C permite, por comparación con el nivel sonoro A, determinar la importancia de las componentes de baja frecuencia. Como la curva A atenúa las bajas frecuencias y la curva C no, si las lecturas en dB (A) y dB (C) son similares, el contenido de baja frecuencia no es importante. Si, en cambio, la lectura en dB (C) es mayor que la lectura en dB (A), se debe a la presencia de bastante energía de baja frecuencia.

Es interesante mencionar que, a pesar que la curva de ponderación A estaba originalmente destinada a niveles de sonoridad bajos, resulta también apropiada para describir fenómenos debidos a niveles elevados.

4. Enmascaramiento:

La presencia de un sonido puro puede afectar la percepción de otro sonido puro. Así, el menos intenso puede resultar inaudible aunque su nivel de intensidad esté por encima del umbral de audición. Decimos en este caso que queda enmascarado por el otro sonido. Este efecto se nota más para frecuencias cercanas al sonido enmascarante.

El enmascaramiento tiene lugar como consecuencia de una modificación del umbral de audibilidad en la persona receptora y es debido a la forma en que la membrana basilar (responsable de la respuesta en frecuencia del oído humano) se excita ante la presencia de sonidos puros de distinta frecuencia.

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Debido a esto, un sonido puro de baja frecuencia (grave) con suficiente nivel de presión sonora puede enmascarar a un tono de mayor frecuencia (agudo), tanto más cuanto mayor sea su nivel de presión sonora. Por el contrario, un tono agudo no puede enmascarar a un tono grave, ya que la excitación de la membrana basilar no es simétrica, la onda estacionaria que se produce en el oído como consecuencia de una frecuencia alta no alcanza las zonas a las que llega la de baja frecuencia, mientras que la que se produce como consecuencia de un tono grave sí cubre la zona a la que llega la de alta frecuencia.

Este fenómeno es más pronunciado cuando los sonidos tienen frecuencias próximas. Si los dos sonidos puros están lo suficientemente alejados en frecuencia, el nivel de intensidad sonora necesario ya no es tan alto, al producirse la resonancia en puntos diferentes de la membrana basilar.

Por ejemplo, se produce enmascaramiento, cuando dos personas están conversando y el sonido del tráfico impide que una escuche total o parcialmente lo que está diciendo la otra. También puede darse en un conjunto musical, cuando la dinámica de un instrumento (o la suma de varios) impide percibir los sonidos que está produciendo otro instrumento musical. Para que un solo (violín, voz) no sea enmascarado por la orquesta, este debe diferir lo suficiente en frecuencias para que en el oído la resonancia se produzca en una zona de la membrana basilar que no está siendo excitada por la música de la orquesta.

a. Umbral de enmascaramiento y nivel de sensación: para medir cuantitativamente la magnitud del enmascaramiento, así como para distinguir entre el umbral de audibilidad en condiciones de “silencio” (es decir, en ausencia de otra señal distinta a la señal de prueba) y el umbral de audibilidad en condiciones de enmascaramiento, se define el umbral de enmascaramiento (UE) como el nivel de presión sonora de un sonido de prueba necesario para que este sea apenas audible en presencia de una señal enmascarante.

De la definición anterior resulta obvio que los umbrales de audibilidad y enmascaramiento deben ser idénticos en ausencia de señales enmascarantes.

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Adicionalmente, se define el nivel de sensación (NS) de una señal de prueba como la diferencia en dB, entre el umbral de enmascaramiento y el umbral de audibilidad correspondiente a dicha señal y expresado en dB:

NSdB = UEdB - UAdB

b. Tipos de enmascaramiento: dependiendo de la ubicación temporal de la señal de prueba con respecto a la señal enmascarante, se pueden distinguir 3 situaciones posibles:

 Enmascaramiento simultáneo: ocurre cuando la señal de prueba y la señal enmascarante se presentan solapadas en el tiempo.

 Pre-enmascaramiento: ocurre cuando la señal de prueba es previa a la señal de enmascaramiento. El pre-enmascaramiento es un fenómeno inesperado, pues parece implicar que el sistema auditivo es no causal: una señal puede enmascarar a otra antes de ser aplicada. Sin embargo, es posible justificar la existencia del pre-enmascaramiento si se piensa que cualquier sensación sonora no se produce instantáneamente, sino que se requiere de un cierto tiempo para que se origine dicha sensación; de hecho un estímulo sonoro debe tener una duración mínima para que se generen impulsos en las terminaciones nerviosas del órgano de Corti. Las señales de gran intensidad requieren de un tiempo de formación de la sensación menor que el de señales de baja intensidad; así, si una señal “grande” se presenta unos pocos milisegundos después que una señal “pequeña”, la sensación asociada a esta puede llegar a no producirse, quedando efectivamente enmascarada.

La comprensión que se tiene del pre-enmascaramiento es pobre, puesto que los resultados experimentales obtenidos sólo son reproducibles en sujetos altamente entrenados, y en muchos casos no permiten concluir con certeza acerca de sus propiedades.

El fenómeno se extiende hasta unos 20 ms antes de la aparición de la señal enmascarante independientemente del nivel de ésta.

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 Post-enmascaramiento: ocurre cuando la señal enmascarante es previa a la señal de prueba. El post-enmascaramiento, es un efecto fácil de medir aún en sujetos no entrenados. Por regla general, se determina experimentalmente mediante señales de prueba de corta duración (del orden de o 5 ms o menos), aplicadas luego de una señal enmascarante de duración variable.

El efecto del post-enmascaramiento existe durante un intervalo máximo de unos 200 ms después de la desaparición de la señal enmascarante.

En la siguiente figura se observa el comportamiento del umbral de enmascaramiento en función del retardo entre el instante en el que desaparece la señal enmascarante y el instante en que desaparece la señal de prueba, y de la intensidad de la señal enmascarante. La señal de prueba en este caso es un impulso de presión, de 20 ms de duración; la señal enmascarante es ruido blanco de 0,5 s, y nivel de densidad espectral variable.

En el instante t=0, el UE alcanza su valor máximo, el cual es idéntico al obtenido en el enmascaramiento simultáneo. Para t>0, el UE decae con el tiempo hasta que, eventualmente se hace igual al UA en un intervalo no mayor a 200 ms, por lo que la tasa de decaimiento es mayor para señales enmascarantes de mayor intensidad.

Las líneas punteadas de la figura muestran el decaimiento correspondiente a una constante de tiempo de 10 ms; las diferencias entre estas curvas y

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las curvas de post-enmascarameinto indican que el fenómeno no puede ser modelado mediante una única constante de tiempo.

A diferencia de lo que ocurre en el enmascaramiento simultáneo, en el post-enmascarameinto un incremento de X dB en el nivel de presión sonora de la señal enmascarante no produce, en general un aumento de X dB en la cantidad de enmascaramiento.

La duración de la señal enmascarante influye también sobre el post- enmascaramiento, como se aprecia en la siguiente figura. El efecto de una señal enmascarante de corta duración (por ej. 5 ms) decae más rápidamente que el de una señal de larga duración (por ej, 200 ms); para señales de más de 200 ms no se observa ninguna alteración en la tasa de decaimiento.

El post-enmascaramiento depende del contenido frecuencial de las señales enmascarante y enmascarada. Diversos experimentos realizados permiten concluir que la cantidad de post-enmascaramiento es mayor en las bajas frecuencias que en las altas.

En cuanto a las causas del post-enmascaramiento, se cree que tiene su origen en dos procesos fisiológicos distintos:

 Las propiedades mecánicas de la membrana basilar son tales que ésta vibra durante un cierto tiempo luego de la desaparición del estímulo sonoro. Este es un efecto de corta duración (<20 ms)

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 Efectos de “adaptación” o “acomodación” neural. Este es un efecto de mayor duración que el anterior.

c. Umbral de audibilidad y de enmascaramiento: los patrones de enmascaramiento se superponen con el umbral de audibilidad en las bajas y altas frecuencias. Este solapamiento es de esperarse, puesto que, a medida que la distancia en frecuencia entre las señales enmascarante y enmascarada aumenta, el efecto de la primera debe disminuir y, eventualmente desaparecer.

La relación entre el umbral de audibilidad y los patrones de enmascaramiento es aún más estrecha, puesto que el UA puede considerarse en cierta medida, como un umbral de enmascaramiento. El umbral de audibilidad, puede descomponerse en varis partes:

 La atenuación por la respuesta en frecuencia de oído externo y el oído medio, por encima de 1 kHz. Esta atenuación altera la sensibilidad del oído, puesto que sonidos de igual intensidad y distinta frecuencia provocan vibraciones de distinta amplitud en la membrana basilar.

 Un patrón de enmascaramiento debido a ruidos corporales de baja frecuencia. Los ruidos intrínsecos al cuerpo, como por ejemplo los debidos a los latidos cardíacos y al movimiento de los músculos, constituyen una señal acústica que está siempre presente, la cual es responsable del incremento del UA hacia las bajas frecuencias.

 Ruido neural, debido a la acción probabilística de los receptores auditivos.

5. Bandas críticas:

El ancho de banda crítico es un concepto desarrollado por Fletcher, que puede interpretarse como una medida de la selectividad frecuencial del oído.

El ancho de banda crítico permite explicar por qué, dado un tono de una cierta frecuencia, una banda de ruido estrecha centrada en dicha frecuencia produce la misma cantidad de enmascaramiento sobre el tono que una banda ancha de ruido, aun cuando

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el nivel de densidad espectral de ambos ruidos sea igual y, por ende, la energía del ruido de banda estrecha sea menor.

Bajo la suposición de que un tono “sumergido” en una banda de ruido es apenas audible cuando la intensidad del tono es igual a la intensidad total del ruido enmascarante, Fletcher determinó, que cuando el ancho de la banda de ruido cae por debajo de cierto valor crítico, la densidad espectral del ruido debe ser inversamente proporcional al ancho de dicha banda para que el tono permanezca enmascarado; cuando el ancho de la banda de ruido supera dicho valor crítico, la densidad espectral del ruido enmascarante debe permanecer constante para que el tono sea apenas audible.

En otras palabras, si el ancho de la banda de ruido varía, para enmascarar al tono es necesario que le energía del ruido contenida en un intervalo de frecuencias alrededor del tono sea constante.

La energía efectiva de la señal enmascarante es aquella confinada en tal intervalo, mientras que el resto no contribuye al enmascaramiento del tono. El ancho de este intervalo crítico ha sido denominado ancho de banda crítico.

De esta manera, el ancho de banda crítico (tal y como definió Fletcher) se obtiene cuando el ancho de la banda de ruido es tal que la intensidad de un tono de prueba apenas audible es igual a la intensidad de la banda de ruido.

Esta definición de Fletcher tiene algunos errores implícitos, pero el concepto de un ancho crítico sigue siendo válido, puesto que numerosos experimentos psicoacústicos indican que las respuestas de los sujetos ante distintos fenómenos perceptuales cambian abruptamente cuando los estímulos sobrepasan un cierto ancho de banda. Así pues, se define una banda crítica (BC) como un intervalo de frecuencia que representa la máxima resolución frecuencial del sistema auditivo en diversos experimentos psicoacústicos. Adicionalmente, puede decirse que una banda crítica constituye el intervalo de frecuencia en el cual el oído interno efectúa una integración espectral de la intensidad de la señal sonora, la BC es el intervalo en el cual se suma la energía de las distintas componentes espectrales de la señal.