13.1.4: Canto

Las cavidades nasal, tráquea y pulmonar también agregan resonancias que cambian el timbre de la voz de una persona. Algunas personas están dotadas de cavidades internas de aire que conducen a formantes que enfatizan frecuencias que encontramos agradables de escuchar; por ejemplo, un fundamental y varios armónicos que son armónicos exactos. Si además están dotados (o pueden entrenar) un sistema oído-cerebro que pueda distinguir bien las frecuencias, pueden convertirse en un buen cantante. El entrenamiento de la voz puede mejorar el alcance y la habilidad de un cantante. Los sopranos de ópera, por ejemplo, se someten a un largo periodo de formación para poder cantar notas más altas y cantar lo suficientemente fuerte como para ser escuchados por encima de la orquesta.

Ser escuchado sobre el sonido de una orquesta parece una tarea imposible pero los cantantes de ópera se ven ayudados por el hecho de que los formantes involucrados enfatizan muchas frecuencias entre\(2000\text{ Hz}\) y\(3000\text{ Hz}\). Cantantes entrenados crean este formante bajando la laringe y expandiendo la región de la garganta por encima de la laringe. Los instrumentos orquestales son más fuertes pero en un rango de frecuencia más bajo. Eso más el hecho de que los humanos escuchan mejor en el rango de frecuencias que usa la voz hace posible que un cantante de ópera suene tan fuerte como la orquesta sin usar micrófono (aunque muchas actuaciones hoy en día sí utilizan amplificación artificial).

Si bien los formantes utilizados por un cantante de ópera hacen que el sonido sea más fácil de escuchar, también tienen un efecto en la forma en que suenan ciertos fonemas. El resultado es que en el canto de ópera, particularmente en el registro superior del canto, es más difícil distinguir las palabras que se cantan. Aquí hay ejemplos de una soprano de ópera cantando escalas usando un fonema dado. Observe que en los tonos más altos se hace difícil distinguir diferentes fonemas.

Debido a que hay dos o tres formantes vocales predominantes, algunos cantantes pueden enfatizar una nota y un parcial superior al mismo tiempo para que puedan ser escuchados como tonos distintos. Esto a menudo se llama armónico o canto de garganta. Los cantantes en Mongolia y algunas otras regiones utilizan esta técnica como se demuestra en este video de canto de garganta mongol. Acerca\(20\text{ seconds}\) del video escucharás un silbido cantando una melodía junto con un sonido de dron inferior al mismo tiempo. Ambos sonidos provienen del sistema vocal del cantante. Esto es algo que puede ser aprendido por casi cualquier persona, como lo demuestran las decenas de videos de YouTube en “Tuva Throat Singing”.

Sabemos que la velocidad del sonido cambia si cambia la densidad del medio en el que está viajando. También sabemos que dado que la velocidad del sonido está relacionada con la longitud de onda y frecuencia por\(v=\lambda f\), cambiar la velocidad de una onda cambiará su frecuencia (la longitud de onda permanece fija). Es posible que hayas escuchado cambiar la voz de alguien cuando inhala helio. Esto ocurre porque la velocidad del sonido cambia y por lo tanto también lo hace la frecuencia. El efecto es como si los formantes se hubieran desplazado hacia arriba. Aquí un video de una voz con helio y con hexafluoruro de azufre. El sonido en el hexafluoruro de azufre es más lento por lo que las frecuencias del formante serán menores.

Nota

NO intentes esto en casa. El helio y el hexafluoruro de azufre no tienen oxígeno en ellos y es posible asfixiarse. En particular, el hexafluoruro de azufre es más pesado que el aire y es difícil de salir de los pulmones.

Ejemplos de video/audio:

• Un video de resonancia magnética de una soprano cantante, y el artículo científico que describe por qué lo hicieron.
• Una joven garganta cantando “Amazing Grace” (tal vez tengas que escuchar dos veces para escuchar la melodía).
• Una muy buena explicación del canto polifónico.
• Grabaciones y descripción de Katadjak', una forma de canto de garganta inuit y competencia de voz.
• Un poco de ciencia detrás del “beatboxing”. Un ejemplo sin la ayuda de un micrófono, Bobby McFerrin.
• ¿Qué sucede con un instrumento musical lleno de helio o hexafluoruro de azufre?