Para facilitar el análisis, estudio y comprensión de una onda sonora es preciso representarla en un plano.

Esta forma de representación permite determinar las características de un sonido de forma mucho más precisa y clara.

Para representar al sonido en un plano, se suele utilizar un sistema de ejes cartesianos al cual se le efectúan algunos agregados.




En esta imágen se aprecia el plano usado generalmente para representar una onda sonora. El eje X corresponde al tiempo, que, como se puede ver, se encuentra dividido en varias partes iguales, cada una de ellas correspondiente a un intervalo de tiempo determinado.

El eje X también permite calcular la frecuencia con la cual se propaga la onda sonora, para determinarla tendremos que contar cuántas oscilaciones se producen en un intervalo de tiempo, y luego tendremos que hacer los cálculos necesarios para que la frecuencia nos termine dando en una unidad conocida como Hertz, que equivale al número de oscilaciones que se manifiestan en una unidad de tiempo. Para esto deberemos, primero, tener en cuenta que F = oscilaciones/segundo. Luego, y como ya dijimos, deberemos considerar que la unidad que se corresponde con el número de oscilaciones por cada segundo es el Hertz (Hz).

Una vez hayamos registrado la cantidad de oscilaciones que se produjeron en un intervalo de tiempo determinado, deberemos expresar los datos obtenidos en forma de división (número de oscilaciones contadas/tiempo contado), a fin de medir la frecuencia obtenida en Hz. Luego deberemos igualar esta división a otra expresada como X/1s, siendo X la cantidad de oscilaciones y 1 s la unidad de tiempo. Después deberemos hacer los procedimientos necesarios para calcular la frecuencia del sonido representado de forma tal que la frecuencia resulte como F = X oscilaciones/ 1 s.

Tomemos a modo de ejemplo que contamos 4 oscilaciones en un período de 0.0025 s. De este modo, la frecuencia será:

4 oscilaciones
___________
   0.0025 s

Pero como la frecuencia de una onda debe ser medida sobre 1 unidad entera de tiempo, deberemos hacer los procedimientos necesarios para llevar esto a la expresión

 X oscilaciones
____________
         1 s

De esta forma, la unidad que se formará será oscilaciones/segundo, dando esto como unidad el Hertz (Hz).

Para llevar a cabo este procedimiento es preciso expresar ambas divisiones como equivalentes, y a cada una de ellas como miembro de una ecuación.

De este modo nos quedará expresada una igualdad compuesta por 2 fracciones equivalentes. En este caso será:

4 oscilaciones          X oscilaciones
___________   =    ____________
0.0025 s                       1 s

Para resolver esta ecuación basta con aplicar la propiedad que dice que ''en 2 fracciones equivalentes el producto de los extremos es igual al producto de los medios''.

Llevando esto a la práctica, en este caso nos quedará que:

4 oscilaciones * 1 s = 0.0025 s * X oscilaciones

De allí despejamos:

4 oscilaciones segundo = 0.0025 s * X oscilaciones

Entonces

4 oscilaciones segundo
__________________  = X osc.
         0.0025s

De este modo

1600 oscilaciones = X oscilaciones

Como X = 1600 oscilaciones, la frecuencia del sonido representado será de 1600 oscilaciones/segundo, lo que da como unidad resultante el Hertz (Hz).

Es así como concluimos que la frecuencia del sonido representado en la gráfica es de 1600 Hz.

El eje Y, por su parte, nos permitirá medir la intensidad de la onda sonora representada.

En este caso, se toma como punto de reposo a Y = 0.

El punto de reposo es la representación gráfica del estado en el cual la onda no posee energía (por lo cual no puede ser considerada una onda aquella cuya gráfica se encuentre superpuesta al eje X, el cual equivale a Y=0).

Cuanto más se extienda una onda respecto del punto de reposo en el gráfico, más energía tendrá, y, por consecuencia, más intensidad tendrá el sonido que origine.

El eje Y se encuentra dividido en intervalos que representan la amplitud del sonido representado.

En el caso de este sistema, toda gráfica de un sonido que pudiera ser reproducido sin que se generen saturaciones del mismo se encontrará representada entre el espacio comprendido entre las rectas imaginarias paralelas al eje X cuyo valor equivale a -1 y 1 respecto del eje Y.

Esto sucede porque en Y= -1 e Y= 1 toman lugar otras rectas de referencia que son los límites de saturación.

Se define como saturación del sonido al punto en el cual la distorsión del mismo pasa a ser claramente audible.

Simplificando lo expuesto anteriormente, se puede decir que la gráfica de un sonido no saturado se encontrará representada entre el espacio comprendido entre los límites de saturación.

De este modo, si la gráfica nos muestra una onda cuya cresta se encuentra por encima de la barrera (o del límite) de saturación positivo o cuyo valle se encuentra por debajo del límite de saturación negativo estaremos ante la presencia de un sonido saturado.

En el ejemplo dado el sonido representado no se encuentra saturado.

Un sonido saturado dará como resultado una gráfica cuyas crestas y valles exceden los límites de saturación positivos y negativos, respectivamente, tal como lo muestra la siguiente imágen:




Aquí se puede apreciar que la gráfica sinusoidal de este sonido (igual a la gráfica de la función del seno) se encuentra ''cortada'' en los límites de saturación, lo que no permite hacer visibles ni a las crestas ni a los valles de las ondas, por lo que en este caso podemos afirmar que el sonido se encuentra saturado.

Entonces, se puede decir que gráficamente la intensidad del sonido se puede también representar como la fracción de la intensidad de la onda sonora representada con respecto de los límites de saturación.

Ahora... si nos ponemos a pensar un poco sobre la gráfica de una onda sonora seguramente en algún punto nos preguntaremos... ¿Es posible representar a una misma onda sonora de dos formas distintas?

La respuesta lógica es ''No, cada sonido es único e irrepetible, no se lo puede representar de diferentes maneras''.

Sin embargo, la realidad no dice lo mismo. De hecho, un mismo sonido puede ser representado de varias formas. Básicamente encontraremos 3 formas de hacerlo: en forma de onda sinusoidal, de onda rectangular y de onda ''diente de sierra''. Cabe aclarar que también existen otras.

Cada una de estas representaciones presenta una determinada ventaja respecto de las otras, como también sus contras.

Analicemos entonces cómo un mismo sonido puede ser representado de distintas maneras.




En esta imágen se puede apreciar la gráfica en forma de onda sinusoidal de una onda sonora de 440 Hz y 4/5 de amplitud respecto de los límites de saturación.




En esta otra imágen se encuentra representada la misma onda sonora que en la anterior, pero esta vez en forma de ondas cuadradas.




En este caso, en cambio, nos encontramos ante la misma onda sonora que antes pero, esta vez, representada en forma de ondas tipo ''diente de sierra''.

La pregunta lógica que seguramente nos surgirá es... ¿Pero qué necesidad hay de representar a una misma onda de tantas formas distintas?

La respuesta es que cada gráfica pone en clara evidencia una determinada característica de la onda sonora representada, haciendo más sencillo su análisis y comprensión.

De este modo, en la onda ''diente de sierra'' se puede apreciar claramente la distancia entre los valles y crestas de las ondas (ayudando a determinar su longitud y frecuencia).

En la onda cuadrada, por otra parte, se pone de manifiesto la desviación máxima que alcanza la onda respecto del punto de reposo, lo que ayuda a determinar su amplitud.

La onda sinusoidal, por su parte, es una mezcla de todas las formas de representación y la más usada para graficar sonido, pues en ella, si bien no se pueden apreciar tan claramente uno u otro de estos aspectos, se manifiestan todos, y a su vez genera la sensación visual de que el sonido no cambia bruscamente de un momento a otro como puede ser falsamente interpretado en las gráficas anteriores.

Hasta ahora hablamos mucho de las cualidades del sonido, especialmente de su longitud e intensidad.

Seguramente sabremos, porque lo aprendimos de algún lado o bien por práctica que esta última magnitud se expresa en Decibeles, pero...

¿Qué es entonces un Decibel? Esta unidad resultará muy útil para expresar la intensidad del sonido en cifras cómodas, de modo tal de facilitar más todavía la comprensión del fenómeno del sonido.