DEFINICIÓN: Distorsión

Distorsión

Desde siempre se ha intentado diseñar equipos electrónicos que no alterasen la señal que procesan, el objetivo es que cumplan su función de forma limpia: alterar una de las características del sonido sin influir en las otras. Así se espera que un amplificador altere el volumen sin cambiar los armónicos, o que un ecualizador altere el volumen de ciertas frecuencias sin cambiar la relación señal/ruido. Cuando el sonido digital se convirtió en estándar y sus puntos flacos se hicieron evidentes, el sonido analógico ganó una batalla que antes siempre había perdido: resulta que su forma de degradar la señal es muy agradable al oído humano, ahora la distorsión digital es el enemigo, y la analógica es un aliado. Veamos los tipos de distorsión, los buenos y los malos, cómo evitar unos y usar otros.

Concepto de Distorsión

Cuando analizamos cualquier equipo de sonido podemos ver que el sonido que entra, sale diferente, aparte del cambio que buscábamos al procesar veremos que se han producido otros cambios paralelos, esos cambios son la distorsión. Cuando una señal sufre una deformación en alguna de sus características se dice que se ha distorsionado, cualquier cambio puede ser considerado distorsión, aunque no tiene porqué ser necesariamente desagradable.

Otro efecto paralelo del procesamiento de las señales es la degradación de la señal, digamos que ahora el problema no es que el sonido sufra cambios, sino que se le ha añadido una cantidad de ruido. La relación entre el nivel de la señal y el del ruido es un dato importante, siempre intentamos mantener el ruido al mínimo para que nada distraiga u oculte el protagonismo de la música, la voz o el sonido grabado.

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En el diseño de un aparáto electrónico se tienen muy en cuenta la distorsión y la relación señal/ruido porque implican una pérdida de calidad en el trabajo realizado, los problemas son los mismos tanto en un equipo de sonido como en un cualquier otro circuito. El principal objetivo es la eficiencia, se trata de consumir la menor cantidad de energía e información, para obtener la mayor cantidad de trabajo. Cuando los componentes electrónicos no pueden procesar un exceso de energía o de datos, producen distorsión. Cuando tienen que trabajar con un nivel insuficiente de energía producen ruido. Y estos dos problemas se pueden mezclar empeorando la situación: demasiada energía produce calor, que a su vez produce ruido. Los mejores diseños electrónicos son los que controlan perfectamente la relación entre la cantidad de energía producida y la consumida.

Historia

En las primeras grabaciones de sonido y música, la distorsión y el ruido eran altísimos comparados con los estándares actuales. La tecnología no permitía una reproducción fiel a la realidad, introducía una ‘ecualización’ que exageraba las frecuencias entre los 1000 y los 4000 Hz mientras que el resto de frecuencias eran atenuadas casi hasta el silencio. Los sonidos más tenues desaparecían y los más altos creaban resonancias, el ruido estaba siempre presente ocultando los detalles sutiles, entre ellos la reverberación natural. Toda la cadena de captación, grabación, reproducción, retransmisión y amplificación del sonido estaba dando sus primeros pasos, y los avances tenían que darse en todos los eslabones para significar una mejoría en el resultado final. Por ejemplo, en los años ‘20 se hicieron grandes avances en amplificadores y altavoces, pero como los discos de shellac y la radio AM seguían distribuyendo un sonido de calidad muy baja, éstas mejoras solo sirvieron para hacer más evidentes las carencias de la radio y las gramolas. Al final tener mejores altavoces solo servía para escuchar mejor la distorsión y el ruido y para producir mayor fatiga auditiva.

La investigación y el desarrollo de mejores soluciones vino de la industria del cine, gracias a que cada estudio era un monopolio capaz de controlar todos los pasos de una película desde la grabación hasta la exhibición, tuvieron la capacidad de invertir en todos los equipos necesarios. La principal razón para mejorar la calidad del sonido no fue la búsqueda de la perfección como “meta del espíritu humano”, sino que se dieron cuenta de que la música y el sonido eran capaces de transmitir mejor emociones y sensaciones a medida que su calidad mejoraba. Solamente querían vender más entradas pero acabaron creando el concepto ‘Alta fidelidad’ o HI-FI. En los diez años que van de 1929 a 1939 se produjeron avances que todavía no se han conseguido igualar, la distorsión y el ruido dejaron de ser parte de la música.

El avance más importante fue la utilización de válvulas para el procesado y la amplificación del sonido, es curioso que después de tantos años hoy en día se siga considerando el sonido de válvulas como el mejor, por su agradable distorsión y su mejor relación señal/ruido. En este tiempo se realizaron además grandes mejoras en micrófonos, altavoces y en la grabación y reproducción de discos; y se inventó también la grabación en cinta magnética, ingenio que acabaría revolucionando la forma de trabajo en el estudio.

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La evolución y mejora de las válvulas continuó sin pausa, mientras que en los años ‘50 se introdujo el transistor como nueva alternativa. Las ventajas eran económicas y de eficiencia energética, las desventajas venían por el mismo camino de siempre: distorsión y ruido. De nuevo una tecnología nueva tenía que comenzar a desarrollarse para alcanzar los estándares de calidad, es una evolución que continúa hoy. Y la misma historia volvería a repetirse en los años ‘80 con la introducción del sonido digital: puede ser más barato pero al principio de su evolución aportará ruido y distorsión. Y estas repeticiones cíclicas no tienen porqué haber terminado, solo tenemos que ver la compresión de datos como un paso más en busca de la eficiencia energética y el menor precio, la diferencia es que ahora nos movemos dentro del mundo digital, con nuevos paradigmas de energía y precio.

Hasta aquí hemos visto la historia de “la tecnología evitando la distorsión”, sorprendentemente también hay una historia de búsqueda de la distorsión. Lógicamente la eficiencia dejará de ser una prioridad, ahora se buscará la novedad en el sonido, y el control armónico y dinámico, todos ellos conceptos artísticos y expresivos. También entra en juego otro elemento nuevo: la guitarra eléctrica. Gracias a las carencias y virtudes de este “nuevo” instrumento la distorsión ha pasado a ser “otro” efecto de sonido, que ha evolucionado junto a compresores, ecualizadores, reverberaciones, phasers, flangers y otros muchos.

Primero existía la guitarra clásica, con cuerdas de nylon o de tripa, tiene un sonido rico pero un volumen bastante bajo para un concierto. La primera evolución fue sustituir sus cuerdas por las del piano, éstas son metálicas y resisten mayor tensión, el resultado es mayor volumen. El problema es que las cuerdas de piano son muy duras, por lo que se diseñaron cuerdas metálicas más finas, específicas para las nuevas “guitarras acústicas”. Parece que nunca es suficiente volumen si se trata de satisfacer el ego de un guitarrista, así que la investigación continuó para poder aprovechar los sistemas de amplificación diseñados para la voz. Para sustituir la inconveniencia del micrófono en la guitarra, y aprovechando las cualidades magnéticas de las cuerdas metálicas, se inventaron las pastillas transductoras (pick-up en inglés). Su función es captar la vibración de la cuerda y producir una corriente alterna con una onda similar (o análoga) a la onda sonora que se propagaría por el aire. Por tanto ya esta inventada la guitarra eléctrica, o al menos la guitarra acústica “electrificada”, y con cada nuevo avance encontramos un retroceso: el sonido de la señal eléctrica es pésimo. Al pasar por la pastilla perdemos prácticamente todos sus armónicos, tenemos una guitarra triste y sin agudos, totalmente falta de expresividad, muy difícil de escuchar en un ambiente ruidoso, sus graves excesivos hacen que si suena alta su sonido nos moleste antes de poder “entender” lo que el guitarrista esta tocando. Además si los altavoces están cerca del instrumento, el sonido amplificado hará vibrar las cuerdas y cerrará un circuito de realimentación, produciendo un ruido incontrolado capaz de estropear los altavoces y el concierto al completo.

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La primera solución fue utilizar un sistema de amplificación específico para la guitarra, de esa forma las voces podían tener sus amplificadores con su sonido “fiel” a la realidad, y las guitarras podían procesarse para volver a tener un sonido similar al de las acústicas. Para resolver el problema de la realimentación se inventó la “guitarra eléctrica”, un nuevo instrumento que no tiene caja de resonancia y solo produce sonido si esta conectado eléctricamente a un amplificador especial, en resumen, estamos hablando de una pieza de madera maciza con cuerdas y pastillas. A partir de este momento comienza un interesante proceso en el que gracias al ingenio de personas como Les Paul o Jimmy Hendrix, y a la filosofía de “si es nuevo, es mejor”, nos encontraremos con que cada antigua debilidad se convierte en una nueva fortaleza, y el resultado final es el concepto de guitarra eléctrica que tenemos hoy en día.

Los primeros amplificadores de guitarra intentaban mantener un sonido limpio, sin distorsión, pero debido a las carencias de la electrónica de la época, introducían una ecualización característica. Éste cambio en el volumen de los armónicos también podría ser considerado distorsión, pero no nos vamos a liar por ahora. Digamos que el sonido que entraba era eminentemente grave, y al salir por el altavoz había perdido casi todos sus bajos mientras que sus frecuencias medias y altas habían tomado todo el protagonismo. Es el mismo cambio que hemos descrito antes en los primero equipos de sonido, pero la diferencia es que con la guitarra eléctrica se aceptará como el sonido “normal”.

Más adelante otro problema de los amplis de guitarra se adoptó como una ventaja: como los guitarristas viajaban de concierto en concierto, los equipos sufrían golpes y vibraciones que afectaban a su electrónica. En muchas ocasiones un desperfecto en el circuito produce un cambio en el flujo de electricidad y un desajuste en los parámetros de amplificación, al final el resultado es la misma distorsión que el fabricante se esforzaba en evitar. Lo curioso es que al guitarrista y al público les gusta el resultado del accidente, acaba de nacer un efecto de sonido. Existen numerosas historias de válvulas rotas o caídas, de altavoces rajados y de fuentes de alimentación dañadas, el resultado era la distorsión, pero en lugar de acabar en el taller, el ampli en cuestión se mantenía intacto, ya que producía un sonido especial que nadie podía imitar.

A partir de los años ‘50 y todavía con mucha precaución se comenzaron a diseñar amplificadores que introducían un poco de distorsión, el mejor ejemplo suelen ser los Fender “Tweed” y “Blackface” que no llegaban a distorsionar realmente sino que añadían un poco de compresión y “calor” a la señal. En los ‘60 el inglés Jim Marshall copió en sus amplis un diseño de Fender, añadiendo la posibilidad de distorsionar claramente la señal, era el primer paso hacia el “hard rock”. Las siguientes distorsiones aparecieron con la forma más pequeña y manejable del pedal de distorsión, al principio de la mano de Roger Mayer, quién creó los primeros efectos de distorsión para guitarra y los empezó a vender a los guitarristas que acabarían creando un nuevo movimiento en la música: Jimmy Hendrix, Jeff Beck y Jimmy Page entre ellos. El cambio de la distorsión en el ampli por la distorsión en un pedal no solo nos habla del aparato en sí, también nos habla de la electrónica: se estaba dando el salto de las válvulas a los transistores, de lo caro y grande a lo barato y pequeño, del pasado al futuro.

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Los grandes pasos y avances parece que ya se habían dado, desde entonces se ha innovado poco, se ha reeditado mucho, y se han creado nuevas tecnologías digitales para imitar el sonido analógico con precios más bajos y tamaños aún menores. El tiempo ha ido haciendo que la música comercial acepte mejor la distorsión, primero únicamente en la guitarra, luego en el bajo y sintetizadores, hasta llegar a la posibilidad de distorsionar voces, ambientes de batería o el master completo. En general el color de las distorsiones ha ido haciéndose más agudo e incluyendo más cantidad de ruido y de modulaciones extrañas. Todo esto lo veremos más adelante.

Dos tipos de Distorsión

Veamos ahora claramente qué es la distorsión de la que estamos hablando para poder entender sus diferentes orígenes, sonidos y clasificaciones. Lo primero que vamos a hacer es distinguir entre dos tipos de distorsión: lineal y no lineal. Cuando la cantidad de distorsión depende del nivel que tiene una señal estaremos hablando de distorsión no lineal, porque cuando el nivel es bajo la distorsión desaparece. Sin embargo cuando la distorsión esta presente siempre, sin importar el nivel de la señal, diremos que es una distorsión lineal, por tanto depende de otros parámetros pero no del nivel.

Para mantener el artículo en un tamaño normal, he decidido continuar hablando de distorsión en dos nuevas entradas:

Continuar leyendo en Distorsión Lineal

Continuar leyendo en Distorsión No Lineal


Para la elaboración de este artículo he usado información de las siguientes páginas y artículos:

Distortion (music) – Wikipedia

Audio Amplifiers – Hyperphysics

Music and the Human Ear – Silcom

Guitar Effects Pedals by Roger Mayer – History

The Kinks ‘You Really Got Me’ – Sound On Sound

Jimi Hendrix – Wikipedia

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    • gonzalo
    • 19/09/12

    no dejes de escribir!!!!!!

    • pablo
    • 1/11/12

    Muy bueno

    • yo
    • 21/11/12

    gracias

    • KitkA
    • 13/12/12

    Genial, No dejes de escribir por favor.

    • Anónimo
    • 21/05/13

    martin03-muy bueno, gracias

  1. He llegado a este blog de casualidad, pero sus contenidos son excelentes!

    Un saludo

    • Mike
    • 30/03/14

    Interesante artículo, felicidades.

    • Anónimo
    • 22/05/14

    Muy bueno y de gran ayuda para los que quieren (o queremos), introducirnos en el mundo del audio.

    • PATTY
    • 6/05/15

    ME EXPLICA MEJOR QUE MI PROFESOR… GRACIAS

    • Mario Fuentes
    • 15/09/15

    esta muy bien el trabajo felicidades sigue haciendo mas trabajos para mi tarea, esta muy bien desarrollado

    • Anónimo
    • 17/09/15

    que buena explicacion

    • Anónimo
    • 26/02/16

    Genial, no dejes de escribir porque esta información me saco un 10 :)

    • Anónimo
    • 18/12/16

    Gracias por tu gran ayuda

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