ACUSTICA DEL TRACTO VOCAL

AGRADECEMOS PROFUNDAMENTE LA COLABORACION DE NUESTRO AMIGO FONOAUDIOLOGO MARCO GUZMAN RADICADO EN EE.UU Y PROXIMO DISERTANTE EN EL CONGRESO DE LA VOZ HABLADA Y CANTADA A REALIZARSE EN NUESTRO PAIS EL ENVIO DE ESTE ARTICULO


Articulo de divulgación cientifica en el area vocal

Escrito por Marco Guzman
Fonoaudiologo
Especialista en Vocologia, University of Iowa, y National Center of Voice and Speech.USA
Academico Unidad de la Voz de la Escuela de Fonoaudiologia, Universidad de Chile .
Vicepresidente Fundacion Iberoamericana de la Voz cantada y hablada.

www.vozprofesional.cl



ACUSTICA DEL TRACTO VOCAL:

En la producción de la voz son las cuerdas vocales las encargadas de producir el sonido complejo constituido por la frecuencia fundamental y los armonicos o multiplos enteros de dicha frecuencia fundamental Este sonido complejo no constituye el producto final que escucharemos como la voz de una persona , ya que antes debe pasar y ser filtrado por las cavidades de resonancia o tracto vocal .
El tracto vocal esta constituido por la cavidad oral,nasal, la faringe y la laringe.
Dentro de estas cavidades estan los organos de articulación que pueden ser divididos en activos y pasivos.
Los organos articulatorios activos son la lengua ,mandibula, velo del paladar , y los labios mientras que los organos de articulación pasivos son los dientes, el paladar duro y el maxilar superior.A traves de la modificacion y diferentes posiciones que adoptan los organos articulatorios, el tracto vocal tendra diferentes formas o configuraciones que actuaran como diferentes filtros acusticos para el sonido producido en la laringe.
Cada configuración diferente del tracto vocal constituye por lo tanto un filtro diferente y por ende el sonido vocal escuchado sera distinto.Un ejemplo de esto son las vocales ; cada vocal tiene una forma distinta en el tracto vocal y por lo tanto valores formantitos distintos , hecho que permite diferenciar perceptualmente una vocal de otra.
Estos cambios anatomicos del tracto vocal estan basados principalmente en dos elementos: el largo del tracto y los diferentes diámetros transversales a lo largo de esta longitud .Dependiendo del largo y de los diámetros transversales el tracto vocal actuara como un molde o filtro acustico .Este filtro esta deterrminado acusticamente por la funcion de transferencia la que esta a su vez determinada por los valores de los formantes del tracto vocal .Los formantes son las resonancias propias de cualquier elemento que tenga la capacidad de resonar (vibrar) .Un formante es el pico de intensidad en el espectro de un sonido, es la concentración de energia que se da en una determinada frecuencia.
Técnicamente los formantes son bandas de frecuencia en donde se concentra la mayor parte de le energia de un sonido .Estas resonancias o formantes son descriptas según tres parámetros:el centro de frecuencia, ancho de banda y energia.
Al modificar la forma del tracto vocal se modifican estos tres elementos en diferente medida y por lo tanto la funcion de filtro y el sonido final cambiaran.
Los armonicos provenientes del sonido laringeo seran reforzados o atenuados por estas resonancias o formantes .De esta forma los armonicos cercanos a los valores formanticos seran mas amplificados que los armonicos que se encuentren mas alejados de los formantes.
A continuación veremos algunas normas generales para el cambio de los valores formanticos de acuerdo a las modificaciones de la forma del tracto vocal dependiendo de su longitud y de los diámetros transversales.(constricciones o ensanchamientos)
Si el tracto vocal fuese un cilindro perfecto , cerrado en un extremo (cuerdas vocales) y abierto en el otro (apertura labial) de 17,5 cm . de longitud los cuatro primeros formantes serian 500, 1500, 2500 y 3500 Hz. Si el tracto vocal fuese mas largo o mas corto estas frecuencias formanticas serian inferiores o superiores respectivamente.Esto nos muestra que el largo del tracto vocal cumple un rol de gran importancia en la determinación de los formantes y por lo tanto en la funcion de transferencia.
En relacion a esto podemos decir que existen dos formas basicas para descender las frecuencias de todos los valores formanticos del tracto vocal: la primera forma es produciendo un alargamiento del tracto vocal , este puede ser realizado por un descenso laringeo , una protusion labial o ambas cosas (protusion labial y descenso laringeo al mismo tiempo). En el caso opuesto si acortamos el tracto vocal produciendo una retrusion labial y elevando la laringe los dos primeros formantes aumentaran su valor. La segunda manera de descender todos los valores formanticos es a traves de un estrechamiento en los labios ; a medida que los labios se unen entre si el valor de los dos primeros formantes va descendiendo y por el contrario los formantes aumentaran su frecuencia tan pronto los labios se distancien uno del otro .Las voces con color oscuro estan asociadas a un tracto vocal mas largo y mas cerrado en donde los valores formanticos son bajos mientras que las voces claras se producen con tractos vocales mas cortos y abiertos en donde las frecuencias de los formantes son mas altas.
Ademas de la longitud del tracto vocal habiamos señalado anteriormente que las frecuencias formanticas podrian ser modificadas de acuerdo a los diferentes diámetros transversales del tracto vocal ; dicho en otras palabras , la contracción o la dilatación del conducto vocal inciden en la frecuencia de todos los formantes de manera distinta.
Estas constricciones y dilataciones estaran a cargo principalmente de la posición mandibular y lingual siguiendo las siguientes normas generales :
la apertura mandibular es decisiva para la frecuencia del primer formante , el cual aumenta con la apertura .La frecuencia del segundo formante es muy sensible a la forma del cuerpo de la lengua y finalmente la frecuencia del tercer formante es sensible a la posición del apice lingual.
El primer formante varia directamente en relacion a la apertura mandibular ;mientras mas abierta este la mandibula mas alto sera el valor del formante numero 1 y por lo tanto mientras mas cerrada este la cavidad oral menor sera el valor de F1 .
Por otra parte F1 tambien varia inversamente proporcional a la altura de la lengua , a medida que la lengua sube F1 disminuye su valor y por el contrario cuando la lengua se hace mas plana y desciende el valor de F1 subira.
Estos dos aspectos pueden ser ejemplificados por la vocal /a/ que posee el valor de F1 mas alto de todas las vocales del español.
Si observamos para producir la vocal /a/ la mandibula debe descender y la lengua debe estar plana en el piso de la boca , de esta forma logramos que F1 tenga un valor elevado , caracteristico de la vocal /a/ , por el contrario las vocales altas como la /i/ y la /u/ tienen baja frecuencia de F1 por el hecho de que la mandibula se encuentra mas cerrada y la lengua ascendida.
El segundo formante varia con la dimension antero-posterior de la lengua .a medida que le lengua se dirige hacia anterior observamos como el valor del segundo formante o F2 asciende y por el contrario para obtener un descenso del valor de F2 la lengua debe dirigirse hacia la zona posterior de la cavidad oral.Un ejemplo de esto es sta dado por la vocal /i/ .Para que sea posible la producción de la vocal /i/ la lengua debe ir hacia anterior , de hecho el punto de mayor constriccion para esta vocal es justamente la zona anterior y por lo tanto el valor de F2 sube.
Contrario a la vocal /i/ tenemos el caso de la vocal /u / .Para que se produzca esta vocal la lengua debe tener su punto de mayor constriccion en la zona posterior y de esta forma el valor del segundo formante descendera.
Constriccion oral anterior: La elevación del frente de la lengua , baja F1 y sube F2 .
Contriccion oral posterior: La elevación de la parte posterior de la lengua baja F2 .
Constriccion faringea. El estrechamiento de la faringe sube la frecuencia de F1.
Estos dos elementos , el diametro y los largos transversales del tracto vocal no actuan en forma aislada durante la producción de la voz , sino que ambos parámetros estan interrelacionados para producir el sonido de las diferentes vocales y los diferentes colores de voz.
La acustica del tracto vocal es mas compleja que lo ya detallado sin embargo estos son los conceptos fundamentales para entender como varian los valores formanticos de acuerdo a la posición de los organos de articulación o configuración del tracto vocal.