El sonido puede ser generado por varias fuentes y viaja a través del aire. Si hay varias fuentes cercanas, entonces llega el sonido emitido por todas ellas al mismo receptor. En otras palabras, si un parlante y un carro suenan simultáneamente, podemos escuchar ambos sonidos al mismo tiempo. Este fenómeno se conoce como superposición de ondas sonoras o superposición del sonido. Y aunque es muy simple de explicar, también vale la pena remarcar ciertos casos específicos.

Superposición de ondas sonoras

¿Qué es la superposición?

Ya vimos que es cuando dos o más fuentes sonoras generan sonido simultáneamente y el sonido generado por todas ellas comparte el mismo espacio. Además, recordemos que el sonido es una onda y por lo tanto es una transmisión de energía, específicamente es una vibración de las partículas de aire que tiene su propio desplazamiento y genera variaciones de presión. Cuando se superponen dos sonidos, entonces la energía llega simultáneamente, haciendo que el desplazamiento se sume y por lo tanto la presión también. Con la operación matemática de la suma es que se expresa matemáticamente (aunque no entremos a detallar mucho en eso). Si aún no tienes conceptos sobre la representación del sonido, te recomiendo iniciar con el artículo sobre qué es el audio digital, te servirá para lo que viene.

¿Qué tipos de superposición o interferencia es posible con sonidos de igual frecuencia?

Si generamos dos sonidos de igual frecuencia, entonces la diferencia en la interferencia se debe a la fase de ellos. Veamos los casos extremos.

Superposición o interferencia constructiva

Cuando los sonidos tienen la misma fase, la superposición de ambos también tiene la misma fase. El resultado cambia la amplitud, que sería la suma de la amplitud de los dos sonidos originales, como muestra la siguiente gráfica. Este caso es el deseado cuando ubicamos parlantes, ya que obtendremos el mayor rendimiento, de lo contrario no valdría la pena usar varios de ellos.

Interferencia constructiva


Superposición o interferencia destructiva

En el caso en que ambos sonidos tengan la fase totalmente opuesta, el resultante también tiene la misma frecuencia. Sin embargo, la amplitud en este caso se resta, como lo puedes ver en la siguiente gráfica. Incluso puede llegar a ser cero, eliminando el sonido, que es lo que se conoce como noise cancelling o control activo de ruido. También es un fenómeno indeseable a la hora de ubicar parlantes, ya que hay posiciones en las que se pueden presentar y queremos evitarlas.

Interferencia destructiva


¿Qué tipos de superposición o interferencia es posible con sonidos de diferente frecuencia?

Cuando tenemos sonidos que no tienen la misma frecuencia, su funcionamiento varía en cada instante de tiempo. No se puede generalizar, pero hay unos casos en los que sí se encuentran patrones que son muy interesantes y útiles.  

¿Qué es el batido o batimiento? Cuando la frecuencia es casi la misma

Cuando dos sonidos tienen frecuencia similar, en un intervalo de tiempo corto se comportará de una forma muy similar a la que sería si tuvieran la misma frecuencia y fase, pero poco a poco cambiará hasta que se comportará como si tuvieran fase opuesta. Luego volverá a su comportamiento inicial y así cíclicamente. Eso significa que la amplitud va a aumentar y disminuir continuamente, y es un patrón de amplitud modulada. Ese fenómeno lo suelen usar para afinar instrumentos a oído, ya que es fácil reconocerlo.




Superposición de sonidos que tienen frecuencias muy distintas

Si comienzas a variar la frecuencia de uno de los sonidos, llega un punto en el que dos sonidos tienen frecuencias tan distintas que el oído los reconoce como dos sonidos independientes. También es normal que el batido desaparezca y tengan una señal periódica que es de la frecuencia que es múltiplo de las frecuencias de los dos sonidos originales, pero no tendrá la misma forma de onda, sino una distinta. Se puede calcular cuál será la señal mediante la transformada de Fourier.

¿Qué pasa cuando son sonidos que no son periódicos?

Para analizar este caso puedes realizar la suma de los dos sonidos directamente. También se puede hacer una descomposición en frecuencia por la transformada de Fourier y tendrás combinaciones de los casos anteriores. 

Espero que te hayan quedado claros estos conceptos y a medida que sigas aprendiendo sobre audio y sonido ya sabrás cómo se aplican en los proyectos de la vida real.