CAPÍTULO 2. Producción de los sonidos. Acústica del habla.

1. CAPÍTULO 2. Producción de los sonidos. Acústica del habla.

2. Producción de los sonidos El aparato fonador humano ha evolucionado a partir del de los mamíferos pero se ha modificado de modo importante para poder emitir una variedad de sonidos mucho mas amplia que el de los otros animales con excepción de algunas aves. Una de las claves de nuestro desarrollo evolutivo es el lenguaje y la fonación asociada a él. El aparato fonador aprovecha los órganos respiratorios y digestivos para producir sonidos. Intervienen en él los pulmones con los músculos implicados en la ventilación, la laringe, la cavidad bucal, los labios, la lengua, el paladar y la cavidad nasofaríngea..

3. Umbral de fonación y audición

4. Producción de los sonidos El aparato fonador está íntimamente ligado a la percepción de estos sonidos; la audición de modo que nuestro oído es más sensible a las frecuencias e intensidades emitidas por el aparato fonador. Están implicados las vías respiratorias inferiores, el diafragma y los músculos del tórax. El sistema productor de energía genera un flujo de aire que se origina por el empuje mecánico que ejerce el diafragma y el tórax sobre los pulmones. Una buena fonación depende de la posibilidad de generar un flujo suficiente de aire lo que está relacionado no sólo con el volumen pulmonar sino también con la capacidad de desalojar con la mayor rapidez el volumen necesario para generar dicho flujo.

5. Producción de los sonidos Durante el proceso de fonación la inspiración es más profunda y más breve, el volumen de aire inspirado es hasta seis veces mayor que en la respiración normal, o sea hasta un 60 % de la capacidad pulmonar. El tiempo de espiración es hasta 10 veces mayor que el de la inspiración e involucra hasta el 50 % del volumen adicional retenido en la respiración normal. Esto implica que mientras la respiración normal compromete aproximadamente un 10 % de la capacidad pulmonar la fonación requiere de hasta un 80% de dicha capacidad. Durante la respiración normal están involucrados el diafragma y los músculos intercostales externos, durante la fonación la actividad muscular es mayor y más prolongada.

7. Anatomía de los órganos vocales En la generación del sonido intervienen la laringe y sus cuerdas vocales. Las cuerdas vocales, también llamadas pliegues vocales, están ubicadas en la laringe atravesándola de lado a lado. Su función es regular el paso del flujo de aire proveniente de los pulmones cerrando y abriendo el espacio que existe entre ellas conocido como glotis.  El flujo de aire hace vibrar las cuerdas generando la señal acústica básica de los sonidos emitidos en la fonación.

8. Anatomía de los órganos vocales Las cuerdas vocales no son el único sistema generador de sonido pero constituyen la principal fuente de energía acústica. Las cuerdas vocales no pueden asimilarse exactamente a un instrumento de cuerda ni a un instrumento de viento. Tiene masa y tensión de cuerda y actúan sobre una corriente de aire como los de viento. Se parecen más a una sirena que obstruye y libera alternativamente el pasaje del flujo de aire produciendo variaciones periódicas de la presión.

9. Anatomía de los órganos vocales • Estas variaciones periódicas de la presión generan un sonido cuya frecuencia está directamente asociada a la velocidad con que se suceden las interrupciones del flujo de aire. • La frecuencia de vibración de los pliegues vocales depende de: • La tensión muscular • La masa de tejido involucrado en la vibración • El flujo de aire que proviene de los pulmones

10. Fonación • Normalmente el periodo de vibración de las cuerdas vocales es de unos 8 milisegundos. • Repitiendo el proceso en forma periódica se genera un tren de pulsos de presión cuya frecuencia de vibración es del orden de 120 Hz para los hombres, 250 Hz para las mujeres y 350 Hz para los niños. • Esta frecuencia de vibración constituye lo que se denomina tono glotal o frecuencia fundamental. • El tono glotal aumenta con la tensión de las cuerdas vocales • Disminuye con la masa de tejido involucrado en la vibración. • La intensidad de sonido glotal depende de la presión subglótica.

11. Fonación La frecuencia fundamental varia a lo largo de una conversación oscilando alrededor de un valor medio.  Esta variación sigue patrones de entonación y acento y, dependiendo de las vocales que se emiten, puede implicar cambios que van de 4 Hz 25 Hz. La edad produce en general descenso en el tono glotal en las mujeres y un ascenso en los hombres. Patologías asociadas a la cuerdas vocales y a la laringe producen modificaciones en el tono glotal como así también el cambio de la tensión de los pliegues vocales motivados por el stress o el cansancio.

12. Resonancia Están implicados la laringe, cavidad bucal y cavidad nasal. Estas estructuras se comportan como un complejo sistema de resonancia que filtra y refuerza los componentes del sonido original.  Ocurre algo parecido a una guitarra que aunque vibren las cuerdas deben ser adosadas al instrumento para que generen sonido audible.

13. Resonancia • Tras las cuerdas vocales el flujo de aire llega a la zona supraglótica, ingresando al tracto vocal que está compuesto por tres cavidades: la faríngea, la nasal y la vocal. • Estas cavidades: • Modifican la frecuencia sonora original • Generan ruidos por turbulencias y oclusiones • Pueden modificar su forma y volumen afectando a los sonidos emitidos • La modificación voluntaria de las cavidades permite la articulación de las palabras • Esto produce un sonido cuya composición espectral es el resultado de la superposición de las características de los dos sistemas.

14. Resonancia La capacidad de modular voluntariamente el espectro emitido permite la articulación de los sonidos del habla. El resultado final es un ruido de ancho espectro modulado en frecuencia e intensidad. El aparato fonatorio puede producir sonidos cuya composición espectral va de 100 Hz a 7.000 Hz. Los sonidos característicos del habla tienen frecuencias entre 100 Hz y 3.000 Hz

15. Fonación

16. Fonación La sonoridad es el resultado del movimientos de las cuerdas vocales. Se produce por el paso de aire a través de la glotis. Las cuerdas vocales se abren y cierran con un movimiento ondulatorio. Los músculos que controlan las cuerdas vocales regulan el grosor y la tensión para producir diferentes frecuencias de vibración.

17. Teoría mioelástica aerodinámica Las cuerdas vocales se aproximan con resultado de las contracciones. La velocidad del aire aumenta por efecto de la disminución en la abertura de la glotis. La presión en la glotis disminuye y las cuerdas vocales se aproximan: efecto Bernoulli+elasticidad muscular. La glotis se cierra y la presión subglótica aumenta. Las cuerdas vocales se separan.

18. Efecto Venturi Cuando el desnivel es cero, una tubería es horizontal/vertical. Tenemos entonces, el denominado tubo de Venturi, cuya aplicación práctica es la medida de la velocidad del fluido en una tubería. El manómetro mide la diferencia de presión entre las dos ramas de la tubería. La ecuación de continuidad se escribe

19. Teoría mioelástica aerodinámica

20. Referencias: http://www.argosymedical.com/Other/samples/animations/Phonation/index.html http://server-enjpp.unsl.edu.ar/website/baea/prof-cs/numero15/index.html#SISTEM W. W. Seto; Acustica; McGraw-Hill