1. Más de 1000 vibraciones por segundo: qué exige el aria de la Reina de la Noche
La altura de un sonido se define por "cuántas veces vibra por segundo". La voz se produce cuando las dos cuerdas vocales, situadas en la garganta, vibran empujadas por el aire. Cuanto más rápida es la vibración, más agudo es el sonido [1]. A la cantidad de vibraciones por segundo se le llama frecuencia fundamental, y su unidad es el hercio (Hz).
Para cantar la "Aria de la Reina de la Noche", una soprano necesita vibraciones que superen los 1050 Hz, según un artículo de la American Institute of Physics (AIP) [1]. Como referencia, la voz hablada normal suele rondar los 125 Hz en hombres y los 210 Hz en mujeres, según datos enciclopédicos [2]. Esto significa que los 1050 Hz son aproximadamente cinco veces más altos que la voz hablada femenina promedio (1050 ÷ 210).
¿Qué cambia en el cuerpo humano para producir vibraciones tan rápidas?
2. Por qué unas cuerdas vocales más largas producen un sonido más grave
La frecuencia fundamental de las cuerdas vocales depende de su longitud, tamaño y tensión. Por regla general, cuanto más largas son, más grave es el sonido; cuanto más tensas están, más agudo es el sonido [2]. Incluso en modelos físicos que comparan las cuerdas vocales con una "cuerda" fija en ambos extremos, la frecuencia baja si la longitud aumenta y sube si la tensión de las fibras crece [3].
Se estima que las cuerdas vocales de los adultos miden entre 1,75 y 2,5 cm en hombres, y entre 1,25 y 1,75 cm en mujeres, mientras que en los recién nacidos miden unos 6 a 8 mm [2]. Esto se considera una de las razones por las que la voz de los niños es más aguda. En la voz hablada normal, la diferencia entre hombres y mujeres es de aproximadamente una octava [7].
Según la explicación del instituto de investigación de voz NCVS, la parte que vibra realmente (la longitud efectiva) es, en promedio, un 60 % más larga en los hombres, lo cual explicaría casi toda la diferencia de tono entre sexos [4]. No se trata de la longitud total de la cuerda, sino de la parte que vibra. Además, se cree que los valores exactos varían ligeramente entre fuentes debido a diferencias en los métodos de medición, por lo que no deben mezclarse en cálculos.
En este artículo no tratamos el cambio de voz en los chicos, pero surge una pregunta: ¿puede una misma persona cambiar la longitud de sus cuerdas vocales en el momento para pasar de un tono grave a uno agudo?
3. Cómo el músculo cricotiroideo estira las cuerdas vocales para subir el tono
Existe un músculo llamado músculo cricotiroideo que se encarga de estirar las cuerdas vocales y aumentar su tensión. Se cree que este músculo tiene la función de elevar la frecuencia de la voz [5]. En estudios sobre cantantes que tienen dificultades para producir sonidos agudos, también se presta atención a este músculo [5].
La dirección del efecto es similar a cuando estiras una liga: al tensarla, el sonido sube. Sin embargo, las cuerdas vocales no son como una simple liga; están formadas por varias capas cubiertas por mucosa.
Los materiales mencionan que el "grosor" y la "masa" de las cuerdas vocales influyen en la altura del sonido. Algunas explicaciones de enseñanza del canto dicen que las cuerdas se estiran y se vuelven más delgadas en los tonos altos, pero no se han encontrado fuentes primarias que den valores numéricos específicos para ese grosor, por lo que nos limitamos a decir que "se cree que se vuelven más delgadas".
Entonces, ¿cómo se mueven exactamente las cuerdas vocales en las notas más altas que emiten los cantantes?
4. Qué descubrió una cámara ultrarrápida sobre la voz de flauta de las sopranos
Un equipo de investigación de Alemania y otros países grabó con una cámara de ultra alta velocidad a 9 sopranos profesionales mientras cantaban notas altas (desde Do6 ≈ 1047 Hz hasta Sol6 ≈ 1568 Hz). Se observó que las cuerdas vocales vibraban entre 1000 y 1600 veces por segundo y chocaban entre sí [6]. Cada vibración dura aproximadamente una milésima de segundo (1 milisegundo).
Este registro más alto se ha llamado tradicionalmente "registro de silbido" o "voz de flauta". Sin embargo, el estudio afirma que este nombre no refleja los principios físicos de una flauta. En realidad, se produce mediante el mismo mecanismo que en la voz hablada o en otros cantos: las cuerdas vocales vibran y chocan [6][1].
Los cálculos del modelo mostraron las condiciones necesarias para alcanzar estos ultraagudos: en el modelo, se requiere una fuerte contracción del músculo cricotiroideo, un estiramiento de las cuerdas vocales del 50 % (es decir, 1,5 veces su longitud original) y una alta presión subglótica (la presión del aire que empuja desde debajo de las cuerdas) [6]. El valor del 50 % es lo que exige el modelo de cálculo, no una medición de todos los participantes.
Es importante recordar que este estudio se centró en 9 sopranos de música clásica. No necesariamente explica todos los tipos de canto o todas las formas de producir ultraagudos.
5. Un experimento casero con una liga para entender la vibración
Si te interesa investigar más, puedes hacer una prueba sencilla en casa. Toma una liga con ambas manos y pulsa suavemente con un dedo para hacerla vibrar. Compara la altura del sonido cuando la liga está floja frente a cuando la estiras. Nota de seguridad: No apuntes la liga hacia tu cara y no la estires demasiado para evitar que se rompa y salga disparada.
Otra opción es colocar la mano suavemente sobre la zona de la nuez de Adán. Intenta cambiar tu voz de un tono grave a uno agudo poco a poco y observa si sientes la vibración en la superficie de tu garganta. Nota de seguridad: No fuerces la voz a volúmenes altos ni continúes si sientes dolor en la garganta.
Si necesitas consejo sobre cómo producir la voz, consulta a un médico especialista en voz o a un profesor de canto. Este artículo no ofrece consejo médico.