Frecuencia fundamental

Qué es la frecuencia fundamental

Toda señal periódica puede descomponerse en una serie de componentes sinusoidales, como demostró el matemático Joseph Fourier a principios del siglo XIX. La componente de frecuencia más baja recibe el nombre de frecuencia fundamental; las demás son armónicos, cuyas frecuencias son múltiplos enteros de la primera. Cuando alguien habla, las cuerdas vocales vibran a una determinada frecuencia, y esa vibración genera una onda sonora rica en armónicos que el tracto vocal (faringe, cavidad oral, fosas nasales) modifica para producir los sonidos del habla.

El adjetivo "fundamental" procede del latín tardío fundamentalis, derivado de fundamentum ("cimiento"). La RAE recoge la expresión "frecuencia fundamental" como la más baja de un sistema oscilatorio. En fonética acústica se la designa habitualmente como F0 para distinguirla de las frecuencias de los formantes (F1, F2, F3), que son las bandas de frecuencia reforzadas por la resonancia del tracto vocal y determinan la identidad de cada vocal.

La F0 en la voz humana

En un varón adulto, la frecuencia fundamental al hablar se sitúa típicamente entre 85 y 180 Hz. En una mujer adulta, el rango habitual va de 165 a 255 Hz, y en niños prepuberales puede superar los 300 Hz. Estas diferencias se deben sobre todo a la longitud y la masa de las cuerdas vocales: cuerdas más largas y gruesas vibran más lentamente y producen un tono más grave, del mismo modo que las cuerdas gruesas de una guitarra generan notas más bajas que las finas.

Durante la pubertad masculina, la acción de los andrógenos aumenta la longitud de las cuerdas vocales hasta un 60 %, lo que provoca el descenso del tono vocal conocido popularmente como "cambio de voz". En las mujeres el crecimiento laríngeo es menor, y la F0 desciende de forma menos pronunciada. Con el envejecimiento, la F0 tiende a descender ligeramente en mujeres y a elevarse en varones, por cambios en la rigidez y la atrofia de la musculatura laríngea.

Medición y utilidad clínica

La F0 se obtiene mediante análisis acústico digital de la señal de voz. El paciente emite una vocal sostenida o lee un texto estandarizado, y un programa informático calcula la frecuencia del ciclo de vibración glótica a partir de la forma de onda. Junto con la F0, se registran otros parámetros: el jitter (variación ciclo a ciclo de la frecuencia) y el shimmer (variación ciclo a ciclo de la amplitud), que informan sobre la regularidad de la vibración.

Valores de jitter o shimmer elevados sugieren irregularidad en la vibración de las cuerdas vocales y pueden orientar hacia lesiones como nódulos, pólipos o edema de Reinke. La F0 en sí misma resulta útil para objetivar la profundidad de la voz, monitorizar los efectos de la terapia vocal y evaluar el resultado de intervenciones sobre la laringe. En la estroboscopia laríngea, la luz estroboscópica se sincroniza con la F0 para hacer visible, a cámara lenta virtual, la onda mucosa de las cuerdas vocales.

Preguntas frecuentes

¿Es lo mismo la frecuencia fundamental que el tono de la voz?

No exactamente, aunque están muy relacionados. La F0 es una magnitud física medible (en hercios); el tono es la percepción subjetiva que el oído y el cerebro elaboran a partir de esa frecuencia. En la práctica, una F0 más alta se percibe como un tono más agudo, pero la relación no es lineal: el oído humano percibe las diferencias de frecuencia de forma logarítmica.

¿Puede oírse la frecuencia fundamental cuando alguien habla por teléfono?

Depende. La banda telefónica convencional transmite frecuencias a partir de 300 Hz, y la F0 de muchos hablantes (sobre todo varones) se sitúa por debajo. Pese a ello, el oyente percibe el tono correcto gracias a un fenómeno conocido como "fundamental ausente": el cerebro reconstruye la frecuencia fundamental a partir de los armónicos que sí se transmiten.

¿La F0 cambia con la edad?

Sí. Tras la pubertad se estabiliza, pero a partir de la quinta o sexta década la F0 desciende en mujeres y tiende a elevarse en varones. Los cambios se atribuyen a la pérdida de elasticidad y masa muscular en la laringe, y en mujeres posmenopáusicas también interviene la disminución de estrógenos.

Referencias

1. Titze IR. Principles of Voice Production. 2.ª ed. Iowa City: National Center for Voice and Speech; 2000.
2. Real Academia Española. Frecuencia. Diccionario de la lengua española, 23.ª edición (acepción: frecuencia fundamental).
3. GAES ORL Guide. Evaluación de la voz.
4. Sataloff RT. Professional Voice: The Science and Art of Clinical Care. 4.ª ed. San Diego: Plural Publishing; 2017.