Ingeniería del sonido espacial

La fidelidad del sonido ha sido uno de los principales objetivos de la tecnología musical. Ha pasado mucho tiempo desde aquellas enormes campanas que amplificaban la señal registrada sobre un cilindro de cera. A finales del siglo XIX comenzaron a desarrollarse los primeros sistemas electrónicos, pero no fue hasta 1925 en que se diseñara el primer altavoz de bobina móvil. Este sistema sería patentado por Edward Kellogg y Chester Rice en 1929. En realidad, ya existían modelos de este tipo antes, pero se les denegó la patente por su escasa calidad de sonido. Con los parámetros de Kellogg y Rice comenzaba una nueva era de precisión sonora basada en la monitorización del sonido. Más tarde se cambiarían los electroimanes por imanes naturales y se desarrollaría el principio de suspensión acústica, que mejoraría notablemente la respuesta en bajas frecuencias. El filtro crossover y el empleo de nuevos materiales permitió diseños más complejos y de mayor fidelidad, llegando a la estandarización de algunos modelos de campo cercano, como el Yamaha NS-10, fabricado en 1978. Infinidad de grabaciones han pasado por el juicio de estos monitores. Originalmente diseñados para uso doméstico, se rebelaron muy útiles en la mezcla de estudio.

En 1931, el ingeniero británico Alan Blumlein, inventó el sistema de grabación estéreo. Cuenta la leyenda que la idea se le ocurrió viendo una película en el cine con su esposa. Blumlein pretendía que el audio siguiera los movimientos de los actores en la pantalla. De hecho, bautizó su sistema como sonido binaural.

Dos años más tarde se grababan las primeras tomas musicales estéreo en los estudios Abbey Road y se aplicaba en pruebas de filmación. Sin embargo, pasarían 25 años antes que este sistema se convirtiera en un estándar de los discos de fonógrafo.

En 1940 se implementó el estéreo en las grabaciones de cinta magnética, y en los años cincuenta se conseguía lo mismo en los discos de vinilo, tras multitud de métodos fallidos.

A finales de los años 30, la compañía RCA comenzó a implementar unos conectores que permitían retirar los cables de los equipos fácilmente. Son los conocidos conectores RCA no balanceados. Su longitud suele ser corta porque son susceptibles a captar ruido. Aunque siguen siendo vigentes, su uso está más extendido en el audio doméstico y equipos de bajo coste.

Para el audio profesional se adoptó la conexión TRS, también conocida como Jack de un cuarto de pulgada. Este conector, introducido originalmente por la empresa Western Electric en 1887, para las centrales telefónicas, terminó siendo de gran utilidad tras su último diseño en 1907. El motivo es la capacidad de transmitir señal balanceada. Ésta permite que el ruido de la señal aparezca como tensión de modo común y, por tanto, sea posible rechazarla fácilmente. Normalmente se piensa que el concepto consiste en enviar señales de polaridad inversa, pero la mayoría de equipos utilizan simplemente un equilibrio de impedancias entre la línea activa y la no activa. En cualquier caso, a partir de los años 50, este tipo de conexión comenzó a implementarse en equipos de sonido profesional. Además, permite usar longitudes de cable más largas que los conectores no balanceados. Es especialmente útil para instrumentos musicales electrónicos y eléctricos, permitiendo separar al músico de la amplificación o la cabina de mezcla. El nombre Jack viene porque el movimiento para insertarlo recuerda a pinchar con una navaja, en ingles jacknife. El modelo minijack se ha estandarizado en la industria del audio portátil, desde walkman a telefonía móvil.

A mediados de los años 50, apareció en Alemania el conector DIN. Sus siglas corresponden al Instituto Alemán de Normalización. Originalmente estaba destinado a equipos de sonido, pero los conocemos en la actualidad por haber sido el estándar del sistema de sincronización digital MIDI. También se emplearon formatos reducidos en algunos periféricos de los primeros ordenadores de sobremesa.

También, en aquella década apareció el conector XLR, o Cannon, en honor a su creador. De aspecto semejante al DIN, transmite señal balanceada, y su uso va desde la iluminación al audio analógico y digital. Incluso ha llegado a estar implementado en algunos sintetizadores para transmitir MIDI, como el Voyetra 8.

Los avances en el campo del cableado han evitado muchos dolores de cabeza a los técnicos e ingenieros de estudio. Han facilitado el trabajo de los profesionales y han permitido que la música llegue a cualquier rincón a un coste razonable.

En los estudios hubo problemas por la reactivación de la industria tras la guerra mundial y la estandarización de equipos. Era necesaria una norma que permitiera grabar y reproducir el material en diferentes aparatos. A finales de los años cuarenta, EMI fabricó sus propios modelos de grabadora de cinta abierta (reel-to-reel), denominados BTR1. Al principio estaban destinados a un uso interno, pero pronto los comercializó y llegaron a la BBC.

A principios de los años cincuenta, Abbey Road adquirió el modelo BTR3, que podía grabar en dos pistas. Los primeros álbumes de los Beatles se grabaron en mono y doble pista porque ambos estándares convivían en la industria de los reproductores domésticos. El aumento del número de pistas independientes facilitó los trabajos de mezcla y producción. Se podían añadir instrumentos una y otra vez a partir de una línea original. Esta nueva manera de grabar música fue toda una revolución. La manera de trabajar en el estudio ofrecía un método novedoso que se sigue empleando actualmente. Los artistas pasaron de registrar el directo a dedicar especial atención a cada instrumento por separado. Cada pista podía ser pensada, revisada y editada de manera independiente al resto de la canción. Y una consecuencia de esto fue poder añadir instrumentos por línea, como el órgano o el sintetizador.

Pero era necesario crear aparatos que obtuvieran un sonido natural a partir de tantas fuentes sonando al mismo tiempo. Los ingenieros se entregaron a la investigación y pronto encontraron soluciones.

Uno de los efectos que más importancia ha supuesto para la música es la reverberación. Mediante este efecto es posible ubicar los sonidos de una grabación. Es muy útil para recrear entornos distintos del lugar donde se captan las fuentes, que suelen ser normalmente secos. Los primeros intentos datan de la década de 1930, donde se reproducían los sonidos por altavoces colocados en espacios reverberantes y grabándolos de nuevo. El técnico, empresario y productor Bill Putnam fue el primero que utilizó esta técnica en una grabación comercial. Utilizó los aseos del edificio donde tenía sus estudios como cámara de eco para recrear una reverberación artificial. Tal fue el éxito en ventas que fundó dos sellos discográficos.

Se considera a Bill Putnam el padre de la grabación moderna. Inventó el concepto de mesa de mezclas, con la disposición de componentes y sus funciones, así como el sistema de envíos y retornos. A finales de los cincuenta adquirió la empresa Teletronix, y los derechos de su limitador LA-2A. Del desarrollo de sus componentes diseñaron nuevos modelos, como el limitador 1176, el FET 1108 o la serie de ecualizadores gráficos UREI 500.

En 1939, Lauren Hammond inventó la reverberación de muelles y la implementó en sus órganos. De ahí pasó a los amplificadores de guitarra. A finales de los cincuenta se construyeron unidades independientes que entraron en los estudios. Fueron muy populares en la década de los sesenta en estilos como el surf y el reggae. Ofrecían profundidad a esos sonidos crudos de órganos y guitarras, pero de baja fidelidad.

Todavía a finales de los cincuenta, la empresa alemana Elektromesstechnik, desarrolla la reverberación de placas. Era un dispositivo electromecánico que venía a sustituir las cámaras de eco y las reverberaciones de muelles. En 1957 fabricaron la EMT-140, y cuatro de sus unidades fueron adquiridas por los estudios Abbey Road. El sonido que producían era denso y muy natural, con bastante difusión. Su abertura y calidez añadieron un encanto atemporal a muchas grabaciones de la época. En 1976, esta misma empresa comercializaría la primera reverberación digital: el modelo EMT-250.

En los años cuarenta también se experimentó con la posibilidad de hacer rebotar la señal con el objetivo de conseguir espacios artificiales. Se considera a Les Paul el precursor de esta técnica al unir dos grabadoras con un pequeño retardo la una de la otra. Estaba naciendo el eco de cinta. Posteriormente el concepto se fue refinando, apareciendo modelos como el Binson Echorec, el Copicat Watkins, el Maestro Echoplex EP-1 y el famoso Roland Space Echo a mediados de los setenta.

En 1951, se comercializó el ecualizador Pultec EQP1-A, diseñado por una pareja de ingenieros que habían trabajado en RCA y Capitol. Este equipo fue un encargo para un estudio de masterización de la MGM. Pronto se convirtió en el ecualizador pasivo estándar de la mayoría de estudios de música y cine.

La ecualización es el proceso de ajustar las diferentes bandas de frecuencia de una señal de audio. Son muy útiles para reforzar el sonido en vivo o corregir errores generados en la cadena de grabación. A medida que los estudios adquirieron sistemas de más pistas, fue imprescindible el uso de la ecualización para evitar que los diferentes instrumentos grabados por separado compitieran en la mezcla final y generasen una sensación turbia. El ecualizador también es útil para realzar frecuencias perdidas en el proceso de grabación o amortiguar las indeseables. Puede ayudar a añadir sensación de alejamiento o proximidad. En definitiva, es una herramienta con la que se esculpe el sonido.

De nuevo, a principios de los cincuenta, apareció otra de las leyendas dentro del equipo de salas de control: el limitador Fairchild 660. Diseñado por Rein Narma, un ingeniero estadounidense de origen estonio, fue concebido para un máximo control de nivel y un mínimo de artefactos. En aquella época, los picos de nivel podían dañar los circuitos. Era importante controlar esos excesos de señal. Y no sólo por eso: un procesado adecuado en la banda MID-SIDE ayudaba a ahorrar espacio en los discos de vinilo durante el corte y mantener la compatibilidad monoaural.

Pero en la década de los sesenta, los ingenieros de estudio descubrieron sus capacidades creativas. Varias unidades se convirtieron en el arma clave del sonido Abbey Road. Se utilizaron en casi todos los discos de los Beatles definiendo el sonido de la batería y las guitarras tal como lo conocemos hoy. El status de la banda ayudó a popularizar el Fairchild 660, que se convirtió en standard mundial.

Con 30 kilos de peso y 20 válvulas, funciona muy bien con los transitorios y las sibilancias. Y es especialmente adecuado como aglutinador de pistas. En aquel momento era una solución ideal para el sonido que se estilaba. Merecía la pena tener que dejar calentarlo media hora antes de usarlo según las indicaciones del fabricante.

A finales de los años cuarenta, un curioso efecto de uso en radiotelefonía comenzó a implementarse en equipos musicales electrónicos. Se trataba del modulador de anillo. Inventado en 1934 por Frank Cowan, su nombre viene porque la versión original estaba formada por un anillo de diodos. Estos combinan una señal de entrada (o moduladora) con una señal portadora, que suele ser de carácter sencillo (senoidal, cuadrada, etc). El efecto de multiplicar estas dos señales produce una modulación de amplitud muy característica, con sonidos metálicos que pueden llegar a ser muy ásperos y afilados.

A pesar de su excentricidad, es un efecto cautivador, cuyo uso ha producido momentos icónicos de la música espacial. Tal es el caso de la banda sonora de la película Planeta Prohibido, a cargo de Louis y Bebe Barron, numerosas obras de Karlheinz Stockhausen e innumerables apariciones en series y películas como aparato fonador de robots y alienígenas. Los Daleks, de la serie Doctor Who son un claro ejemplo. Es un recurso atractivo que no puede dejar de aparecer en cualquier unidad de efectos.

Un proceso de aspecto semejante es la modulación de frecuencia. Empleado originalmente para radiocomunicaciones desde 1914, fue el fabricante de sintetizadores Don Buchla quien la incluyó en sus instrumentos. Esto sucedía a mediados de los años sesenta. Pronto se extendió a marcas como Moog y ARP, pero fue el ingeniero John Chowning quien desarrolló un sistema mucho más depurado basado en modulación de fase. Chowning cedería los derechos de su sistema a la empresa Yamaha a principios de los setenta y finalmente obtendría la patente en 1977. La síntesis FM fue la base de algunas de las primeras generaciones de sintetizadores digitales, con modelos tan icónicos como el Yamaha DX7, lanzado al mercado en 1983.

En 1958 se produjeron las primeras unidades de auriculares estéreo. Estos dispositivos piezoeléctricos fueron una revolución musical, desde la apreciación de detalles minúsculos a la portabilidad del propio sonido. Se trata de un equipo imprescindible en los estudios de grabación; y a partir de 1979, con la aparición del walkman, impulsaron la industria a una de sus épocas más gloriosas.

En 1963, Philips fabrica la primera cinta de cassette, que acabaría siendo un formato dominante hasta los años noventa. Aunque estaba destinado al uso doméstico, fue de gran utilidad para pequeñas grabaciones en cuatro pistas. La aparición de la Tascam Portastudio o la TEAC 144 a finales de los setenta, facilitó mucho las primeras grabaciones de músicos con pocos recursos.

Uno de los efectos que los músicos han querido añadir artificialmente a su sonido es el coro. Esto sucede porque los instrumentos electrónicos solían ser criticados por su sonido plano e incisivo. El precursor se sitúa en el efecto de altavoz rotatorio Leslie en los años treinta. En principio este sistema trataba de imitar el efecto trémolo, pero a bajas velocidades producía la sensación de coro. A mediados de los cincuenta, los órganos Hammond implementaban un sistema electromecánico compuesto por varias ruedas lobuladas que producían diversos tonos según la velocidad a la que giraban.

Llevado al estudio, los Abbey Road usaron el sistema ADT (Automatic Double Tracking), mediante el que se copiaba una pista y se retrasaba ligeramente sobre la original. Este efecto se popularizó cuando los Beatles lo solicitaron para sus grabaciones en 1966. También fue muy popular porque se implementaba en las string machines, como la Solina String Ensemble, consiguiendo ese característico sonido de los años setenta.

Sin embargo, la mayoría de los coros modernos, como tantos otros efectos, se remontan a la empresa Roland. En 1975, Roland lanzó el amplificador de guitarra JC-120 Jazz Chorus, que contenía el efecto Dimensional Space Chorus de la compañía. Este fabuloso aumento del sonido era demasiado bueno para restringirlo a un equipo, y en 1976 se distribuyó como un pedal independiente: el Boss Chorus Ensemble CE-1. En 1979, Roland lanzó un módulo de montaje en rack dedicado: el Dimension-D. Este efecto definió gran parte del sonido de los ochenta y noventa, y ha sido ampliamente imitado por otras marcas.

Otro efecto que se ha hecho muy popular en las grabaciones espaciales es el flanger. Se considera que lo descubrió Les Paul en 1949 jugando con el eco de cinta. Esta misma técnica la emplearon los Beatles en sus grabaciones, y el propio George Martin asegura que fue él quien la inventó presionando ligeramente el carrete de la cinta del sistema ADT. Es un efecto que produce un barrido de armónicos y puede ser muy agresivo.

En 1975, la firma Eventide presentó el primer modelo de flanger basado en electrónica discreta.

A finales de los sesenta, el ingeniero japonés Fumio Mieda, inventó un efecto inspirado en las modulaciones atmosféricas que afectaban a las emisiones de radio. Así nacía el pedal Uni-Vibe, cuyo barrido de fase crea un sonido hipnótico y cósmico. En 1971, Eventide fabrica su modelo Instant Phaser para estudios y pocos años más tarde aparecía el pedal Maestro Phase Shifter PS-1, más económico y manejable. Pero el sonido phaser que conocemos en la actualidad se debe al ingeniero David Cockerell. Trabajando para Electro-Harmonix en 1974, Cockerell se inspiró en un modelo que ya ideara para EMS, donde diseñaba equipos unos años antes. Es un diseño bastante único porque utiliza amplificadores de transconductancia variable en lugar de amplificadores operacionales con resistencias variables. A este modelo de 4 etapas lo llamó Small Stone.

El Small Stone empleaba resistencias sensibles a la luz. Estas eran impulsadas por una lámpara y un oscilador de baja frecuencia para controlar los barridos de fase. Las primeras tres etapas en cascada tenían la misma banda rechazada de frecuencia, mientras que la cuarta tenía una banda rechazada ligeramente más alta, por lo que no barría tan lejos. También amortiguaba la señal en fase antes de llegar al mezclador. Dado que las resistencias sensibles a la luz no coincidían, el barrido era ligeramente diferente, lo que creaba frecuencias con agradables patrones rítmicos imposibles de recrear por un dispositivo de dos etapas.

Y así es como los profesionales de la música han enriquecido su trabajo gracias a los avances tecnológicos. Desde el primer registro sonoro, la música quedó ligada a la ingeniería, y ésta a las necesidades de la sociedad. Daría para otro monográfico hablar de la obsesiva necesidad de cambio en la industria musical, pero no es nuestro objetivo ni nos interesa demasiado. Nos quedamos con las creaciones que surgieron por un estímulo tan humano como la curiosidad, y que actualmente es fácil reconocer mirando en la dirección adecuada.

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