La libertad de no escuchar: la historia detrás de la tecnología de cancelación de ruido

En 1978, el gobierno de Estados Unidos consultó a una empresa sólida con una propuesta única. Quería desarrollar una tecnología que permitiera a los pilotos de aviones y astronautas de la NASA comunicarse claramente con las tripulaciones de tierra y otros pilotos, incluso con el fuerte rugido de los motores y los disparos de fondo. Más tarde, la tecnología estaría disponible para su uso fuera de entornos aeronáuticos y después de su uso en auriculares militares en 1986, la innovación ha pasado gradualmente a un uso público.

Hoy en día, es conocida como tecnología de cancelación de ruido y se utiliza en todo el mundo en auriculares para ayudar a las personas a concentrarse en la música, en los podcasts y en otros audios que deseen escuchar, mientras bloquean los sonidos que no desean.

Poniendo las ondas sonoras a trabajar

Simplemente al colocarse de audífonos se bloqueará el ruido externo hasta cierto punto. Sin embargo, a menos que se selle completamente el oído, es imposible impedir que el ruido externo se infiltre e interrumpa la experiencia de audio. Para comprender el proceso de capturar y filtrar el ruido que escapa , que es la clave de las tecnologías de cancelación de ruido, es necesario observar primero cómo funcionan las ondas sonoras y cómo son transmitidas al oído.

Las ondas vibratorias son producidas por vibraciones que viajan largas distancias a través de un medio circundante hasta llegar al oído; el ejemplo más común de esto es el aire que nos rodea. La razón por la que podemos mantener una conversación sin problemas en un café es la misma por la que no podemos escuchar sonidos en el espacio; pues depende de la presencia del aire como medio.

La cancelación de ruido se aprovecha de las características únicas de estas ondas sonoras y su entorno. El primer método se llama Cancelación de Ruido Activa (ANC), que funciona creando sus propias ondas similares a los ruidos y que sirven para compensar los sonidos no deseados que ingresan a sus oídos. El segundo método se llama Cancelación de Ruido Pasiva (PNC), que bloquea la entrada de ruido externo en el oído, lo que limita los medios por los que se entrega el sonido.

Cancelación de Ruido Activa (ANC): el uso de ondas de sonido para bloquear ondas de sonido

La herramienta más eficaz para cortar un diamante es utilizar otro,  de la misma forma, las ondas sonoras pueden ser compensadas o incluso anuladas por otras ondas sonoras. Como las olas que vemos en el océano, las ondas sonoras tienen picos (el punto más alto) y valles (el punto más bajo). Cuando las ondas sonoras con la misma distancia de pico a valle provienen de diferentes direcciones y se chocan entre sí, los picos y valles también lo hacen, dejando a la onda sonora en un valor cercano a cero.

La ANC utiliza este principio de interferencia destructiva para cancelar los sonidos no deseados antes de que lleguen a los oídos. Los sonidos externos son captados a través de un micrófono externo montado dentro del audífono, que usa sus circuitos internos para analizar lo recuperado y replicarlo para producir ondas sonoras similares al sonido externo no deseado, pero moviéndose en la dirección opuesta. Mediante este proceso, el audífono cancela las ondas sonoras no deseadas antes de que lleguen a los oídos.

Como la ANC utiliza lo captado y responde basándose en el análisis de este ruido externo, la cancelación de sonido se produce de forma regular y continua. Si el audífono detecta un sonido similar a un ruido analizado anteriormente, puede emitirse una longitud de onda reversa en el momento exacto para eliminar el ruido no deseado. Por ello, esta tecnología de compensación de sonido es altamente efectiva en lugares donde hay ruido de fondo constante; por ejemplo en un avión, en el metro o en una calle con mucho tráfico. Por otro lado, la ANC puede ser menos eficaz en los casos en que los ruidos externos son aleatorios y más difíciles de predecir, como durante una conversación entre dos personas o cuando se produce un ruido repentino de forma inesperada.

La ANC es más eficaz para atenuar los sonidos de baja frecuencia que los de alta. El sistema requiere tiempo para analizar los ruidos externos, y este retraso puede afectar qué tan bien se compensa el sonido externo y cuánto ruido externo el usuario escucha. En otras palabras, los sonidos externos no deseados pueden llegar más rápido de lo que la ANC puede cancelarlos. “En el caso de los sonidos graves, que tienen una longitud de onda relativamente larga, la brecha entre el pico y el valle de las ondas es grande (más intervalo de tiempo), por lo que un ligero retraso en el tiempo de desplazamiento no afectará la calidad de la ANC”, señaló Kim. “Sin embargo, los sonidos de alta frecuencia con longitudes de onda cortas tienen una brecha más pequeña entre los puntos de pico y valle, lo que significa que incluso un retraso corto puede dificultar que la ANC combine correctamente las formas de onda, provocando una degradación del rendimiento de la ANC”. 

Cancelación Pasiva de Ruido: detener el sonido en su camino

Cuando se escucha un sonido que no es placentero, la mayoría de las personas se tapan los oídos,  porque esta es la forma más fácil de bloquear el ruido. Dado que las ondas de sonido viajan por el aire para llegar al oído, no puede entrar correctamente en el oído si hay obstáculos en el camino, como las manos. Esta es también la razón por la que la comunicación submarina es tan difícil, por la cantidad de agua entre la fuente de un ruido y los oídos de una persona. 

Básicamente, así es como funciona la PNC. Los audífonos habilitados con PNC están diseñados para bloquear físicamente el ruido, aislándolo del entorno o utilizando una esponja absorbente de sonido. Los audífonos con almohadillas que cubren toda la  oreja  y los internos que bloquean completamente la entrada de la oreja, son algunos de los mejores ejemplos de la tecnología PNC.

A diferencia de la ANC, que requiere micrófonos y circuitos analíticos para compensar los ruidos no deseados, los auriculares PNC son bastante fáciles de fabricar, lo que los hace generalmente más baratos que los auriculares ANC. Además, si los auriculares PNC han sido diseñados para adaptarse perfectamente a la forma de su oreja, pueden bloquear el ruido externo casi por completo, haciéndolos más efectivos que los auriculares ANC. Sin embargo, debido a que los auriculares PNC encajan perfectamente en el canal auditivo, algunos usuarios pueden considerar que estos tipos de auriculares son incómodos de usar.

Priorizando la seguridad en la cancelación de ruido

Al final, no es solo la técnica de cancelación de ruido lo que importa cuando se trata de eliminar aquellos sonidos no deseados, también la forma de los propios audífonos. Hasta hace poco, la mayoría eran de tipo canal, ya que este formato se adapta perfectamente al oído en comparación a los auriculares de tipo abierto, que dejan más espacio alrededor de la oreja y, por lo tanto, son menos eficaces en la cancelación de ruido. Los audífonos de tipo abierto rara vez están equipados con tecnología de cancelación de ruido, pero Samsung cambió esta tendencia al presentar los Galaxy Buds Live, ampliando las opciones de los usuarios al aplicar la tecnología ANC a un auricular inalámbrico de tipo abierto.

Si bien la tecnología de cancelación de ruido puede ayudar a sumergirse completamente en la música o concentrarse mejor en un audiolibro, también puede presentar peligros si no se puede escuchar exactamente lo que sucede a su alrededor. “Es difícil reconocer una situación peligrosa al usar auriculares con tecnología de cancelación de ruido, ya que bloquean todos los sonidos alrededor”, señaló el profesor Kim. El volumen dentro de un par de auriculares puede alcanzar de 70 a 80 dBspl [1],el mismo que el de la bocina de un automóvil, pero como el sonido de los auriculares del usuario es mucho más cercano y envolvente, es fácil para el usuario omitir ruidos externos. Además, la activación de la tecnología ANC reduce aún más el ruido externo en aproximadamente 30 dB, mientras mantiene el sonido en los auriculares en 70 a 80 dBspl, lo que dificulta a los usuarios la detección de señales auditivas de peligro.

Por si fuera poco, en enero Samsung presentó Galaxy Buds Pro, los cuales cuentan con ANC inteligente que trabaja junto a ANC y Ambient Sound automáticamente, pues reconocen estás hablando [2] y pueden cambiar automáticamente entre cancelar los sonidos cercanos o amplificarlos. Además, bajará tu música cuando quieras hablar, incluso si estás usando Ambient Sound o tienes ANC desactivado. 

Al usar sus auriculares con cancelación de ruido, los usuarios deben tener en cuenta su propia seguridad y comprender bien las situaciones en las que están usando sus auriculares. Si deseas disfrutar del audio favorito en entornos internos, los auriculares con cancelación de ruido efectivo son una excelente opción. Sin embargo, si te gusta usar auriculares cuando realizas actividades al aire libre, como correr, asegúrate de estar atento al medio ambiente en todo momento y elige auriculares que ofrezcan la mejor experiencia de cancelación de ruido, lo que te permitirá estar atento al mundo que le rodea.

[1] Decibel (dB) es originalmente una unidad relativa de medida, que representa la diferencia entre el nivel de una medida de base y el de comparación. Cuando se usa en el contexto del sonido, 0 dB se define como el nivel de sonido más bajo que una persona puede escuchar, y se usa como una medida absoluta (dBspl = dB + nivel de presión del sonido (‘spl’)). En otras palabras, dB se utiliza cuando se representa la diferencia entre el sonido de las personas hablando en comparación con el de la bocina de un automóvil y cuando se expresa el sonido de la bocina en términos absolutos, pero este último simplemente omite ‘spl’ de dB.

[2] Las funciones inteligentes de ANC como ANC, Sonido Ambiental y Detección de voz se pueden configurar en el menú dentro de la aplicación Galaxy Wearable.