Métodos e instrumentos para el registro y análisis de sonidos

Volver

Métodos e instrumentos para el registro y análisis de sonidos

Micrófono adaptado para el registro de vibraciones del sustrato

Un equipo básico para la grabación y el análisis posterior de sonidos animales puede ser adquirido fácilmente y sin demasiado coste económico. Prácticamente cualquier micrófono y tarjeta de sonido incorporada a un ordenador personal puede servir para registrar gran variedad de emisiones acústicas.
Sin embargo, el trabajo con determinados grupos como pequeños insectos, mamíferos marinos o emisiones de frecuencias que exceden el espectro auditivo humano (infrasonidos y ultrasonidos), requieren el empleo de aparataje que no se encuentra fácilmente en el mercado, lo que obliga en muchas ocasiones a diseñar y construir nuevos instrumentos para el registro de las señales.

Micrófonos

Microfono Dinamico Shure SM-57

Microfono Condensador Sennheiser E614

El micrófono es el encargado de convertir las variaciones de presión aérea en una señal eléctrica modulada. Esta señal puede ser posteriormente amplificada, registrada y analizada.

Existen dos modelos principales de micrófonos: dinámicos y de condensador. Los primeros, robustos y fiables, no precisan alimentación eléctrica, pero son menos sensibles que los micrófonos de condensador. Los micrófonos de condensador presentan una respuesta de frecuencia más amplia, pero muchos precisan alimentación eléctrica. Algunos modelos tienen una batería interna para el suministro de energía, pero la mayor parte se alimentan a partir de la grabadora mediante un cable de conexión especial (conector Phantom).

Los principales parámetros a tener en cuenta a la hora de elegir un micrófono, y siempre en función del tipo de emisión que vaya a registrar, son la eficiencia (o sensibilidad), el ruido intrínseco, la respuesta de frecuencias (el rango de frecuencias que es capaz de registrar) y la directividad. Esta última expresa la sensibilidad del micrófono con respecto a la frecuencia y el ángulo de incidencia del sonido, es decir, cómo registra las señales que provienen de diferente dirección. Basicamente hay dos modelos: omnidireccionals (captan el sonido exactamente igual en cualquier dirección) y direccionales (tienen una mejor respuesta para los sonidos que provienen por el frente -o también por la paste posterior en los bidireccionales-, mientras tienden a rechazar los sonidos que vienen de otras direcciones).

Hidrófonos

Hidrófonos Brüel & Kjær

Los hidrófonos son sensores que transducen los sonidos propagados bajo el agua en impulsos eléctricos que son registrados. Mientras que los micrófonos terrestres generalmente poseen una membrana que recoge las vibraciones y las convierte en señales eléctricas, los hidrófonos están construidos en base a un elemento piezoeléctrico que produce corriente cuando es comprimido por una onda sonora en el medio acuático. Generalmente son omnidireccionales y con una amplia respuesta de frecuencia.

Micrófonos de ultrasonidos
A pesar de que muchos micrófonos terrestres presentan un rango de frecuencia más amplio que el correspondiente al oido humano, y permiten por lo tanto grabar infrasonidos y ultrasonidos, el trabajo con altas frecuencias requiere la utilización de transductores especialmente diseñados para captar señales de hasta 750 kHz. Generalmente estos equipos son caros y difíciles de encontrar en el mercado, aunque con el cada vez mayor abaratamiento de los productos electrónicos, comienzan a poderse adquirir grabadores de ultrasonidos a precios relativamente asequibles.

Equipo de grabación de ultrasonidos Avisoft

Grabadores de sonido
Si bien la elección del micrófono es importante para un registro adecuado de las señales sonoras, el tipo de grabador empleado para registrarlas es fundamental. Hace pocos años, lo habitual era utilizar magnetófonos analógicos de cinta (cassete o cinta abierta), que si bien registraban con suficiente fidelidad, adolecían de ciertos problemas intrínsecos como aumento del ruido, siseo, variación en la velocidad de arrastre, etc. Con la popularización de las grabadoras digitales estos problemas han sido superados, pudiendo alcanzar niveles de ruido muy bajos, velocidades de grabación constantes y poca o nula alteración de la frecuencia.

Sin embargo, no todos los grabadores digitales son adecuados para bioacústica. Debemos evitar aquellos que utilizan algún sistema de compresión, como los Mini Disk y las grabadoras mp3. Éstos se basan el algoritmos estadísticos para eliminar o degradar parte del espectro acústico de acuerdo con el esquema de percepción humano, conseguiendo de esta forma un tamaño menor del archivo final, pero sacrificando las frecuencias a las que nuestro oido es menos sensible. De esta forma, aunque parezca que la calidad de grabación es alta y considerablemente mejor que las antiguas grabadoras de cinta, no son adecuadas para sonidos de animales, puesto que podemos estar perdiendo gran parte de la información.

Por todo esto, las mejores opciones de grabación en la actualidad son las grabadoras de cinta digital (DAT) y los ordenadores portátiles o ultraportátites, que permiten grabar con frecuencias de muestreo muy amplias y sin compresión.

DAT portátil Sony TCD D-100

El DAT (Digital Audio Tape) se basa en el estándar de 16 bits de resolución y una frecuencia de muestreo de 48000 muestras por segundo, una respuesta de frecuencia de 10Hz-22KHz. Algunas grabadoras DAT permite dos modalidades: de 16 bits a 44100 s / s y de 12 bits a 32000 s / s, ofreciendo el doble de la duración de grabación de la cinta. La existencia de modelos portátiles de tamaño muy reducido hacen muy cómoda su utlización para grabaciones en el campo. El inconveniente es que, a pesar de realizar muy buenas grabaciones de señales de baja frecuencia (de 10 Hz hasta 22KHz), no pueden ser utilizados para el registro de los ultrasonidos.

Ultraportatil Acer Aspire One (25x16x2,5 cm)

La grabación directa en un PC, ya sea de escritorio o portátil presenta grandes ventajas. Existen dispositivos de sonido para ambos que alcanzan más de 80 kHz de ancho de banda útil, y tarjetas de grabación especiales pueden llegar a registrar frecuencias por encima de los 200 kHz, permitiendo el registro de ultrasonidos. En cuanto a almacenamiento, un simple disco duro de 80 Gb puede almacenar cerca de 120 horas de calidad DAT o unas 60 horas con un ancho de banda de 96 kHz. La popularización y abaratamiento de los ultraportátiles, convierten la grabación en PC en una interesante opción para el trabajo en el campo.

Análisis de la señal acústica

Las diferentes herramientas existentes para el análisis de sonido permiten mostrar las características de las señales de forma gráfica, pudiendo estudiar su estructura y espectro de frecuencia, siendo el equivalente a la observación directa de especies o comportamientos. El uso de representaciones gráficas permite medir y comparar facilmente distintas señales, con el fin de caracterizar las emisiones y encontrar similitudes o diferencias entre ellas.

Analizador de audio Gold Wave

Existen numerosas soluciones de software generalistas para el análisis de señales acústicas para entornos Windows, Linux y MacOS. Desde aplicaciones de pago con grandes prestaciones hasta programas de código abierto generalmente algo más modestas. Entre los primeros, Adobe Audition</a> y Gold Wave representan una opción económica y con versiones de evaluación plenamente funcionales. Entre los segundos, Audacity o WaveSurfer pueden ser alternativas gratuitas más que aceptables. Un paquete especialmente interesante es Praat, desarrollado por Paul Boersma y David Weenink de la Universidad de Amsterdam; es código abierto y tiene versiones para Windows, Macintosh y Linux.

Actualmente se está desarrollando cada vez más software específico para estudios bioacústicos, que presentan funcionalidades muy útiles para el análisis de sonidos animales como la automatización de mediciones o recuento de señales y la representación de frecuencias de hasta 400 kHZ, no disponibles en programas de tratamiento de auido generales. Entre estos últimos, cabe destacar el paquete Avisoft-SASLab Pro y el analizador SEA (Sound Emission Analizer) que ofrecen versiones simplificadas gratuitas.

Volver