La Envolvente Acústica: Dando Forma a la Intensidad del Sonido

El timbre no es la única característica que nos permite diferenciar los distintos instrumentos. Cada instrumento produce su propia envolvente característica que junto con el timbre determina el sonido del instrumento. La envolvente de la onda determina la forma en que su intensidad varía y se puede ver gráficamente conectando los puntos de pico de la misma polaridad sobre una serie de ciclos. Una envolvente de una señal acústica se compone de tres secciones: acometida, dinámicos internos, y caída. La acometida es la forma en la que el sonido empieza y aumenta en intensidad. Los dinámicos internos describen el aumento, descenso y mantenimiento del volumen después del periodo de ataque, mientras que la caída es la forma en que el sonido cesa. Cada una de estas secciones tiene tres variables: duración temporal, amplitud y variación de la amplitud con el tiempo.

Acometida (Attack)

Como decíamos, la acometida es la forma en la que el sonido nace y gana intensidad. Pero, ¡fíjate qué interesante!, la velocidad y la forma de esta acometida definen mucho de la sensación que nos produce el sonido.

• Acometidas rápidas: Piensa en el golpe seco de un tambor, el punteo de una guitarra pizzicato, o el chasquido de unas castañuelas. Estas acometidas nos dan una sensación de inmediatez, de "ataque" al oído. Suelen asociarse con sonidos percusivos y definidos.

• Acometidas lentas: Imagina el lento crescendo de un arco frotando una cuerda de violín, el suave inflado del sonido de una flauta, o el oleaje gradual de un acorde en un órgano con los registros suaves. Estas acometidas crean una sensación de delicadeza, de un sonido que se revela poco a poco.

Dinámicos Internos (Sustain)

Esta sección es donde el sonido se mantiene después del ataque. ¡Pero no siempre es una línea recta! Aquí es donde los instrumentos muestran su capacidad de mantener la vibración y, a menudo, de modularla sutilmente.

• Sostenido (Sustain) puro: Como en el ejemplo del clarinete o una nota mantenida en un órgano sin variaciones de pedal. Da una sensación de continuidad y estabilidad.

• Variaciones en el sostenido: Muchos instrumentos tienen dinámicas internas que fluctúan. Piensa en el vibrato de un cantante o un violinista, las ligeras variaciones de intensidad en el soplo de un trompetista, o el decay inicial de un piano después de golpear la tecla. Estas variaciones le dan vida y expresividad al sonido.

Caída (Release)

La forma en que un sonido se desvanece es tan importante como su inicio.

• Caídas rápidas: El sonido de un platillo después de un golpe fuerte, una cuerda de guitarra que se silencia al instante, o la liberación repentina de una tecla de piano sin el pedal de sostenido. Estas caídas dan una sensación de finalización clara y concisa.

• Caídas lentas: El eco resonante de una campana, la lenta disminución del sonido de un arpa después de un glissando, o el fundido gradual de un acorde en un sintetizador con un release largo. Estas caídas crean una sensación de prolongación y atmósfera.

Es muy interesante cómo la combinación de estas tres secciones crea la "huella sonora" única de cada instrumento. Por ejemplo:

• Un piano tiene una acometida rápida y percusiva (el golpe del martillo), un sostenido que decae gradualmente (la vibración de la cuerda), y una caída que puede ser rápida (si se suelta la tecla) o lenta (si se usa el pedal de sostenido).

• Un violín puede tener una acometida lenta y suave con el arco, un sostenido que se puede mantener con un movimiento constante del arco, y una caída que depende de cómo se levante el arco de la cuerda.

La figura (A) muestra la envolvente de una nota de clarinete. Los tiempos de acometida y ataque son largos, y los dinámicos internos consisten en sostenidos, produciendo un suave flujo del sonido.

La figura (B) representa la envolvente de un golpe en una caja. Nótese que la acometida inicial tiene una amplitud mucho más grande que los dinámicos internos, y el ataque, la caída inicial y la caída final son rápidos, dando como resultado un crujido agudo al principio y un corto golpe al final. Un golpe de plato 

La figura (C) tiene una acometida rápida de gran amplitud con una rápida caída inicial, pero se mantiene más y cae más despacio, combinando el impulso agudo con un resplandor suave y prolongado. Un tono de órgano tiene unos tiempos de acometida y caída muy rápidos y una amplitud interna constante, a menos que se utilice el pedal del volumen para modificar la envolvente.

Esto puede producir sonidos que van desde un clic (si el sostenido es muy corto) hasta sonidos muy suaves si los tiempos de acometida y caída se hacen largos utilizando el pedal del volumen. Las envolventes con tiempos de acometida cortos, seguidos de unas caídas iniciales rápidas, se caracterizan como un sonido percusivo, mientras que los tiempos de acometida y caída lentos tienen sonidos suaves. Es importante notar que el concepto de envolvente utiliza los valores de pico de la forma de onda, mientras la percepción humana del volumen es proporcional a la medida de la intensidad de la onda en un periodo de tiempo. Así, los trozos de envolventes con gran amplitud no aumentarán el volumen del sonido de un instrumento a menos que la amplitud grande se mantenga durante un período de tiempo suficientemente largo. Las secciones cortas de gran amplitud afectan al carácter del sonido más que a su volumen.

Con el uso de controladores de amplitud, (Procesadores de Dinámica) tales como compresores, limitadores y expansores, el carácter del sonido de un instrumento puede modificarse cambiando su envolvente y sin cambiar el timbre del sonido. ¡Piensa en cómo un compresor puede "aplanar" la envolvente, haciendo que los sonidos suaves sean más fuertes y los fuertes menos intensos, cambiando radicalmente la sensación de "presencia" de un instrumento sin alterar su timbre fundamental! Un limitador, por otro lado, puede "cortar" los picos de la envolvente para evitar distorsiones. 

La influencia del intérprete

Este es un punto fascinante que demuestra cómo la música no es solo cuestión del instrumento, sino de la maestría de quien lo toca. La habilidad del intérprete para moldear la envolvente es lo que realmente insufla vida y expresión a la música.

Golpear

• Percusión: En instrumentos de percusión, la fuerza, la velocidad y el tipo de baqueta (o mano) con la que se golpea un tambor o un platillo tienen un impacto directo en la acometida. Un golpe fuerte y rápido generará una acometida abrupta y de gran amplitud, mientras que un toque suave y lento producirá una acometida más gradual y menos intensa. Además, la técnica de roll en los tambores crea una ilusión de sostenido al encadenar golpes rápidos, manipulando la percepción de la envolvente general.

• Piano y Teclados: La velocidad con la que se presiona una tecla influye drásticamente en la velocidad y la intensidad de la acometida del sonido. Un pianista experto puede lograr desde un staccato percusivo con una acometida instantánea hasta un legato suave donde la acometida de una nota se enlaza fluidamente con la caída de la anterior. La duración con la que se mantiene la tecla presionada afecta directamente al sostenido, y la forma en que se libera la tecla modula la caída. El uso de los pedales (especialmente el de sostenido) es una herramienta fundamental para extender el sostenido y la caída de las notas, creando envolventes mucho más amplias y resonantes.

Soplar

• Instrumentos de Viento (Metal y Madera): La forma en que un músico emboca (coloca los labios y la boca), la presión del aire y la velocidad del flujo son cruciales para moldear la envolvente. Una embocadura firme y una ráfaga de aire fuerte producirán una acometida rápida y potente, ideal para ataques definidos. Un soplido más suave y gradual generará una acometida más lenta y dulce. Los músicos de viento también controlan el sostenido manteniendo una presión de aire constante y pueden variar la intensidad durante el sostenido para crear dinámicas internas interesantes. La forma en que se corta el flujo de aire al final de una nota determina la rapidez de la caída. Técnicas como el tonguing (el uso de la lengua para interrumpir el flujo de aire) permiten crear ataques y articulaciones muy precisas, modificando sutilmente la acometida de cada nota.

Tocar las Cuerdas

• Instrumentos de Arco (Violín, Cello, etc.): La velocidad, la presión y el punto de contacto del arco con la cuerda son determinantes. Un movimiento rápido y con presión cerca del puente produce una acometida brillante y fuerte, mientras que un movimiento lento y ligero cerca del diapasón genera una acometida suave y cálida. El sostenido se controla mediante el movimiento continuo del arco, y la intensidad se puede variar ajustando la presión. La caída se modula levantando el arco de la cuerda con diferentes velocidades y ángulos. Técnicas como el spiccato (hacer rebotar el arco) crean acometidas cortas y percusivas, mientras que el legato (unión suave de las notas con el arco) produce transiciones fluidas en la envolvente.

• Instrumentos de Púa (Guitarra, Mandolina, etc.): La fuerza y el ángulo de la púa al golpear la cuerda influyen en la rapidez y la intensidad de la acometida. Un rasgueo fuerte hacia abajo producirá una acometida potente, mientras que un punteo suave hacia arriba generará una acometida más delicada. La duración del sonido (sostenido y caída) depende de si la cuerda se deja vibrar libremente o si se silencia con la mano. Técnicas como el strumming (rasgueo) crean patrones rítmicos complejos de acometidas, y el palm muting (silenciar las cuerdas con la palma de la mano) acorta drásticamente el sostenido y la caída, creando un sonido percusivo.

La envolvente en la música electrónica

La envolvente es un concepto absolutamente fundamental en la música electrónica, ya que a menudo es el primer punto de control para dar forma a los sonidos generados sintéticamente. A diferencia de los instrumentos acústicos, donde la envolvente está inherentemente ligada a la física del instrumento y a la técnica del intérprete, en la electrónica la envolvente se puede diseñar y manipular con una precisión asombrosa.

En muchos sintetizadores y samplers, la envolvente se modela utilizando el famoso modelo ADSR:

• Attack (Ataque): Determina cuánto tiempo tarda el sonido en alcanzar su nivel máximo de intensidad desde que se activa la nota.
• Decay (Decaimiento): Define cuánto tiempo tarda el sonido en caer desde el nivel máximo hasta el nivel de Sustain.
• Sustain (Sostenido): Establece el nivel de intensidad que se mantiene mientras la nota está presionada (o activa). A diferencia del tiempo de sostenido en los instrumentos acústicos, aquí se define la amplitud del sostenido.
• Release (Relajación o Caída): Indica cuánto tiempo tarda el sonido en desvanecerse desde el nivel de Sustain hasta el silencio una vez que la nota se libera.

Cómo se utiliza la envolvente en la música electrónica:

Modelado de Instrumentos Acústicos: Los diseñadores de sonido pueden utilizar envolventes ADSR para intentar replicar las características de instrumentos acústicos. Por ejemplo:

• Un sonido de piano podría tener un ataque rápido, un decaimiento moderado, un sustain bajo y un release relativamente largo (dependiendo del pedal).

• Un sonido de cuerda frotada podría tener un ataque más lento, un sustain alto y un release gradual.

• Un sonido de percusión como un bombo tendría un ataque muy rápido, un decaimiento rápido, un sustain casi nulo y un release también muy rápido.

Creación de Sonidos Sintéticos Únicos: Aquí es donde la envolvente se convierte en una herramienta de diseño sonoro increíblemente poderosa. Al manipular los parámetros ADSR, se pueden crear sonidos que no existen en el mundo acústico:

• Sonidos con ataques invertidos: Un release largo que precede a un ataque rápido puede crear sonidos "al revés" o con una sensación de succión.

• Pads atmosféricos: Ataques lentos y releases largos generan sonidos envolventes y etéreos que se desvanecen suavemente.

• Bajos punzantes: Ataques instantáneos, decaimientos rápidos y releases cortos crean bajos impactantes y definidos.

• Leads expresivos: Modulando los parámetros de la envolvente con otros controles (como la velocidad de pulsación de una tecla o una rueda de modulación), se pueden crear líneas melódicas con dinámicas y articulaciones complejas.

Control de Otros Parámetros: La envolvente no se limita solo a controlar la amplitud (el volumen). En muchos sintetizadores avanzados, las envolventes pueden aplicarse a cualquier parámetro del sonido, como:

• Frecuencia de corte de un filtro: Una envolvente puede hacer que el sonido se vuelva más brillante con el tiempo (aumentando la frecuencia de corte) o más oscuro (disminuyéndola).

• Pitch (tono): Una envolvente puede crear efectos de "dive bomb" (caída rápida del tono) o vibrato al modular la afinación.

• Cantidad de modulación: Una envolvente puede controlar la intensidad de un LFO (oscilador de baja frecuencia) que esté aplicando vibrato o trémolo.

• Automatización: En los secuenciadores y DAWs (estaciones de trabajo de audio digital), los parámetros de la envolvente pueden ser automatizados a lo largo del tiempo. Esto permite crear cambios dinámicos complejos en el sonido que evolucionan a lo largo de una canción. Se pueden dibujar curvas de envolvente personalizadas que van más allá del simple modelo ADSR.