Sonido

Transmisin del sonido en un uido. Se produce una onda depresin por compresin, que hace que el resto de las partculasse compriman entre ellas.

Un tambor produce un sonido debido a la vibracin de unamem-brana tensa sobre una caja de resonancia.

El sonido (del latn sontus, por analoga prosdica conruido, chirrido, rugido, etctera), en fsica, es cualquierfenmeno que involucre la propagacin en forma deondas elsticas (sean audibles o no), generalmente a tra-

Un Micrfono Sennheiser.

vs de un uido (u otro medio elstico) que est generan-do el movimiento vibratorio de un cuerpo.El sonido humanamente audible consiste en ondas sono-ras que se producen cuando las oscilaciones de la presindel aire, son convertidas en ondas mecnicas en el odohumano y percibidas por el cerebro. La propagacin delsonido es similar en los uidos, donde el sonido toma laforma de uctuaciones de presin.[1] En los cuerpos s-lidos la propagacin del sonido involucra variaciones delestado tensional del medio.

Representacin esquemtica del odo, propagacin del sonido.Azul: ondas sonoras. Rojo: tmpano. Amarillo: Cclea. Verde:clulas de receptores auditivos. Prpura: espectro de frecuenciade respuesta del odo. Naranja: impulso del nervio.

La propagacin del sonido involucra transporte de ener-ga sin transporte de materia, en forma de ondas mecni-cas que se propagan a travs de un medio elstico slido,lquido o gaseoso. Entre los ms comunes se encuentranel aire y el agua. No se propagan en el vaco, al contra-rio que las ondas electromagnticas. Si las vibraciones seproducen en la misma direccin en la que se propaga elsonido, se trata de una onda longitudinal y si las vibracio-nes son perpendiculares a la direccin de propagacin esuna onda transversal.La fontica acstica concentra su inters especialmente en

1

2 1 FSICA DEL SONIDO

los sonidos del habla: cmo se generan, cmo se perciben,y cmo se pueden describir grca o cuantitativamente.

1 Fsica del sonido

Compresin esfrica (longitudinales) olas.

La fsica del sonido es estudiada por la acstica, que tratatanto de la propagacin de las ondas sonoras en los dife-rentes tipos de medios continuos como la interaccin deestas ondas sonoras con los cuerpos fsicos.

onda sinusoidal; Variacin de frecuencia; Abajo podemos ver lasfrecuencias ms altas. El eje horizontal representa el tiempo.

1.1 Propagacin del sonidoCiertas caractersticas de los uidos y de los slidos in-uyen en la onda de sonido. Es por eso que el sonido sepropaga en los slidos y en los lquidos con mayor ra-pidez que en los gases. En general cuanto mayor sea lacompresibilidad (1/K) del medio tanto menor es la velo-cidad del sonido. Tambin la densidad es un factor impor-tante en la velocidad de propagacin, en general cuantomenor sea la densidad (), a igualdad de todo lo dems,mayor es la velocidad de la propagacin del sonido. Lavelocidad del sonido se relaciona con esas magnitudesmediante:

v _q

K

En los gases, la temperatura inuye tanto la compresibi-lidad como la densidad, de tal manera que el factor deimportancia suele ser la calentura actual

La propagacin del sonido est sujeta a algunos condicio-nales. As la transmisin de sonido requiere la existenciade un medio material donde la vibracin de las molculases percibida como una onda sonora. En la propagacin enmedios compresibles como el aire, la propagacin impli-ca que en algunas zonas las molculas de aire, al vibrar sejuntan (zonas de compresin) y en otras zonas se alejan(zonas de rarefaccin), esta alteracin de distancias entrelas molculas de aire es lo que produce el sonido. En ui-dos altamente incompresibles como los lquidos las dis-tancias se ven muy poco afectadas pero se maniesta enforma de ondas de presin. La velocidad de propagacinde las ondas sonoras en un medio depende de la distanciapromedio entre las partculas de dicho medio, por tanto,es en general mayor en los slidos que en los lquidos yen estos, a su vez, que en los gases. En el vaco no puedepropagarse el sonido, ntese que por tanto las explosionesrealmente no son audibles en el espacio exterior.Las ondas sonoras se producen cuando un cuerpo vibrarpidamente. La frecuencia es el nmero de vibraciones uoscilaciones completas que efectan por segundo. Los so-nidos producidos son audibles por un ser humano prome-dio si la frecuencia de oscilacin est comprendida entre20 Hz y 20000 Hz. Por encima de esta ltima frecuenciase tiene un ultrasonido no audible por los seres humanos,aunque algunos animales pueden or ultrasonidos inaudi-bles por los seres humanos. La intensidad de un sonidoest relacionada con el cuadrado de la amplitud de pre-sin de la onda sonora. Un sonido grave corresponde aonda sonora con frecuencia baja mientras que los soni-dos agudos se corresponden con frecuencias ms altas.

1.2 Magnitudes fsicas del sonidoComo todo movimiento ondulatorio, el sonido puede re-presentarse mediante la Transformada de Fourier comouna suma de curvas sinusoides, tonos puros, con un fac-tor de amplitud, que se pueden caracterizar por las mis-mas magnitudes y unidades de medida que a cualquieronda de frecuencia bien denida: Longitud de onda (),frecuencia (f) o inversa del perodo (T), amplitud (rela-cionada con el volumen y la potencia acstica) y fase. Estadescomposicin simplica el estudio de sonidos comple-jos ya que permite estudiar cada componente frecuencialindependientemente y combinar los resultados aplicandoel principio de superposicin, que se cumple porque laalteracin que provoca un tono no modica signicativa-mente las propiedades del medio.La caracterizacin de un sonido arbitrariamente complejoimplica analizar:

Potencia acstica: El nivel de potencia acstica(PWL Power Wattage Level) es la cantidad de ener-ga radiada al medio en forma de ondas por unidadde tiempo por una fuente determinada. La unidaden que se mide el vatio y su smbolo W. La potenciaacstica depende de la amplitud.

1.4 Reverberacin 3

Espectro de frecuencias: la distribucin de dichaenerga entre las diversas ondas componentes.

1.3 Velocidad del sonido

EE.UU. marina de guerra F / A-18 acercndose a la barrera delsonido. El halo blanco est formado por gotas de agua condensa-da que se cree que el resultado de una cada en la presin de airealrededor de la aeronave (ver Singularidad de Prandtl-Glauert).

En el aire, el sonido tiene una velocidad de 331,5m/s cuando: la temperatura es de 0 C, la presinatmosfrica es de 1 atm (nivel del mar) y se presentauna humedad relativa del aire de 0 % (aire seco).Aunque depende muy poco de la presin del aire.

La velocidad del sonido depende del tipo de mate-rial. Cuando el sonido se desplaza en los slidos tie-ne mayor velocidad que en los lquidos, y en los l-quidos es ms veloz que en los gases. Esto se debe aque las partculas en los slidos estn ms cercanas.

Comportamiento de las ondas de sonido a diferentes velocidades

La velocidad del sonido en el aire se puede calcular enrelacin a la temperatura de la siguiente manera:

Vs = V0 + T

Donde:

V0 = 331; 3 m/s

= 0; 606 m/(sC)

T [C]

Si la temperatura ambiente es de 15 C, la velocidad depropagacin del sonido es 340 m/s (1224 km/h ). Estevalor corresponde a 1 MACH.

1.4 Reverberacin

La reverberacin es la suma total de las reexiones delsonido que llegan al lugar del oyente en diferentes mo-mentos del tiempo. Auditivamente se caracteriza por unaprolongacin, a modo de cola sonora, que se aade alsonido original. La duracin y la coloracin tmbrica deesta cola dependen de: La distancia entre el oyente y lafuente sonora; la naturaleza de las supercies que ree-jan el sonido. En situaciones naturales hablamos de soni-do directo para referirnos al sonido que se transmite di-rectamente desde la fuente sonora hasta nosotros (o hastael mecanismo de captacin que tengamos). Por otra par-te, el sonido reejado es el que percibimos despus deque haya rebotado en las supercies que delimitan el re-cinto acstico, o en los objetos que se encuentren en sutrayectoria. Evidentemente, la trayectoria del sonido re-ejado siempre ser ms larga que la del sonido directo,de manera que -temporalmente- escuchamos primero elsonido directo, y unos instantes ms tarde escucharemoslas primeras reexiones; a medida que transcurre el tiem-po las reexiones que nos llegan son cada vez de menorintensidad, hasta que desaparecen. Nuestra sensacin, noobstante, no es la de escuchar sonidos separados, ya queel cerebro los integra en un nico precepto, siempre quelas reexiones lleguen con una separacin menor de unos50 milisegundos. Esto es lo que se denomina efecto Haaso efecto de precedencia.

1.5 Resonancia

Es el fenmeno que se produce cuando dos cuerpos tie-nen la misma frecuencia de vibracin, uno de los cualesempieza a vibrar al recibir las ondas sonoras emitidas porel otro.Para entender el fenmeno de la resonancia existe unejemplo muy sencillo. Supngase que se tiene un tubocon agua y muy cerca de l (sin entrar en contacto) tene-mos un diapasn, si golpeamos el diapasn con un metal,mientras echan agua en el tubo, cuando el agua alcancedeterminada altura el sonido ser ms fuerte; esto se debea que la columna de agua contenida en el tubo se pone avibrar con la misma frecuencia que la que tiene el diapa-sn, lo que evidencia por qu las frecuencias se refuerzany en consecuencia aumenta la intensidad del sonido.Un ejemplo es el efecto de anar las cuerdas de la gui-tarra, puesto que al anar, lo que se hace es igualar lasfrecuencias, es decir poner en resonancia el sonido de lascuerdas.

4 3 EL SONIDO EN LA MSICA

2 Fisiologa del sonido

2.1 El aparato auditivoLos sonidos son percibidos a travs del aparato auditivoque recibe las ondas sonoras, que son convertidas en mo-vimientos de los osteocillos ticos y percibidas en el odointerno que a su vez las transmite mediante el sistema ner-vioso al cerebro. Esta habilidad se tiene incluso antes denacer.

2.2 La voz humana

La espectrografa de la voz humana revela su rico contenido ar-mnico.

La voz humana se produce por la vibracin de las cuerdasvocales, lo cual genera una onda sonora que es com-binacin de varias frecuencias y sus correspondientesarmnicos. La cavidad buco-nasal sirve para crear ondascuasiestacionarias por lo que ciertas frecuencias denomi-nadas formantes. Cada segmento de sonido del habla vie-ne caracterizado por un cierto espectro de frecuencias odistribucin de la energa sonora en las diferentes fre-cuencias. El odo humano es capaz de identicar dife-rentes formantes de dicho sonido y percibir cada soni-do con formantes diferentes como cualitativamente dife-rentes, eso es lo que permite por ejemplo distinguir dosvocales. Tpicamente el primer formante, el de frecuen-cia ms baja est relacionado con la abertura de la vocalque en ltima instancia est relacionada con la frecuenciade las ondas estacionarias que vibran verticalmente en lacavidad. El segundo formante est relacionado con la vi-bracin en la direccin horizontal y est relacionado consi la vocal es anterior, central o posterior.La voz masculina tiene un tono fundamental de entre 100y 200 Hz, mientras que la voz femenina es ms aguda, t-picamente est entre 150 y 300 Hz. Las voces infantilesson an ms agudas. Sin el ltrado por resonancia queproduce la cavidad buco nasal nuestras emisiones sono-ras no tendran la claridad necesaria para ser audibles.Ese proceso de ltrado es precisamente lo que permitegenerar los diversos formantes de cada unidad segmentaldel habla.

2.3 Sonidos del hablaLas lenguas humanas usan segmentos homogneos reco-nocibles de unas decenas de milisegundos de duracin,que componen los sonidos del habla, tcnicamente llama-dos fonos. Lingsticamente no todas las diferencias acs-ticas son relevantes, por ejemplo las mujeres y los niostienen en general tonos ms agudos, por lo que todos lossonidos que producen tienen en promedio una frecuenciafundamental y unos armnicos ms altos e intensos.Los hablantes competentes de una lengua aprenden aclasicar diferentes sonidos cualitativamente similaresen clases de equivalencia de rasgos relevantes. Esas cla-ses de equivalencia reconocidas por los hablantes son losconstructos mentales que llamamos fonemas. La mayorade lenguas naturales tiene unas pocas decenas de fonemasdistintivos, a pesar de que las variaciones acsticas de losfonos y sonidos son enormes.

3 El sonido en la msicaEl sonido, en combinacin con el silencio, es la materiaprima de la msica. En msica los sonidos se calican encategoras como: largos y cortos, fuertes y dbiles, agu-dos y graves, agradables y desagradables. El sonido haestado siempre presente en la vida cotidiana del hombre.A lo largo de la historia el ser humano ha inventado unaserie de reglas para ordenarlo hasta construir algn tipode lenguaje musical.

3.1 PropiedadesLas cuatro cualidades bsicas del sonido son la altura, laduracin, la intensidad y el timbre o color.

3.1.1 La altura

La altura, o altura tonal, indica si el sonido es grave, agu-do o medio, y viene determinada por la frecuencia fun-damental de las ondas sonoras, medida en ciclos por se-gundo o hercios (Hz).

vibracin lenta = baja frecuencia = sonido grave. vibracin rpida = alta frecuencia = sonido agudo.

Para que los humanos podamos percibir un sonido, s-te debe estar comprendido entre el rango de audicin de20 y 20.000 Hz. Por debajo de este rango tenemos losinfrasonidos y por encima los ultrasonidos. A esto se ledenomina rango de frecuencia audible. Cuanta ms edadse tiene, este rango va reducindose tanto en graves comoen agudos.En la msica occidental se fueron estableciendo tonos de-terminados llamados notas, cuya secuencia de 12 (C, C#,

5D, D#, E, F, F#, G, G#, A, A#, B) se va repitiendo for-mando octavas, en cada una de stas se duplica la fre-cuencia. La diferencia entre distintas notas se denominaintervalo.

3.1.2 La duracin

Es el tiempo durante el cual se mantiene un sonido. Pode-mos escuchar sonidos largos, cortos, muy cortos, etc. Losnicos instrumentos acsticos que pueden mantener lossonidos el tiempo que quieran, son los de cuerda frotada,como el violn, y los de viento (utilizando la respiracincircular o continua); pero por lo general, los instrumen-tos de viento dependen de la capacidad pulmonar, y losde cuerda segn el cambio del arco producido por el eje-cutante.

3.1.3 La intensidad

Es la cantidad de energa acstica que contiene un soni-do, es decir, lo fuerte o suave de un sonido. La intensidadviene determinada por la potencia, que a su vez est de-terminada por la amplitud y nos permite distinguir si elsonido es fuerte o dbil.La intensidad del sonido se divide en intensidad fsicae intensidad auditiva, la primera esta determinada porla cantidad de energa que se propaga, en la unidad detiempo, a travs de la unidad de rea perpendicular a ladireccin en que se propaga la onda. Y la intensidad au-ditiva que se fundamenta en la ley psicofsica de Weber-Fechner, que establece una relacin logartmica entre laintensidad fsica del sonido que es captado, y la intensi-dad fsica mnima audible por el odo humano.Los sonidos que percibimos deben superar el umbral au-ditivo (0 dB) y no llegar al umbral de dolor (140 dB).Esta cualidad la medimos con el sonmetro y los resulta-dos se expresan en decibelios (dB) en honor al cientcoe inventor Alexander Graham Bell.

3.1.4 El timbre

Una misma nota suena distinta si la toca una auta, unvioln, una trompeta, etc. Cada instrumento tiene un tim-bre que lo identica o lo diferencia de los dems. Con lavoz sucede lo mismo. El sonido dado por un hombre, unamujer, un nio tienen distinto timbre. El timbre nos per-mitir distinguir si la voz es spera, dulce, ronca o ater-ciopelada. Tambin inuye en la variacin del timbre lacalidad del material que se utilice. As pues, el sonido se-r claro, sordo, agradable o molesto.

4 Fuentes del sonidoEl sonido es un tipo de ondas mecnicas longitudinalesproducidas por variaciones de presin del medio. Estasvariaciones de presin (captadas por el odo humano) pro-ducen en el cerebro la percepcin del sonido.Existen en la naturaleza sonidos generados por diferen-tes fuentes de sonido y sus caractersticas de frecuencia(altura), intensidad (fuerza), forma de la onda (timbre)y envolvente (modulacin) los hacen diferentes e incon-fundibles, por ejemplo, el suave correr del agua por ungrifo tiene las mismas caractersticas en frecuencia, tim-bre y envolvente que el ensordecedor correr del agua enlas cataratas del Iguaz, con sus aproximadamente 100metros de altura de cada libre, pero la intensidad (siem-pre medida en decibelios a un metro de distancia de lazona de choque) es mucho mayor.De los requisitos apuntados, el de la envolvente es el mssignicativo, puesto que es la variacin de la intensidaddurante un tiempo, generalmente el inicial, considerado,el ejemplo de la diferencia de envolventes es la clara per-cepcin que tenemos cuando algn instrumento de cuerdaraspada (violn, violoncelo) son ejecutados normalmen-te con el arco frotando las cuerdas o cuando son pulsados(pizzicato); mientras que en el primer caso el sonido tie-ne aproximadamente la misma intensidad durante toda suejecucin, en el segundo caso el sonido parte con una in-tensidad mxima (la cuerda tensa soltada por el msico)atenundose rpidamente con el transcurso del tiempo yde una manera exponencial, de manera que la oscilacinsiguiente a la anterior sigue una ley de variacin descen-dente. Entre los instrumentos que exhiben una envolventeconstante tenemos primordialmente el rgano de tubos (ysus copias electrnicas), el saxofn (tambin de aire, co-mo el rgano) y aquellos instrumentos que, no siendo deenvolvente ja, pueden fcilmente controlar esta funcin,como la auta (dulce y armnica), la tuba, el clarinetey las trompetas, pfano y silbatos, bocinas de medios detransportes (instrumentos de advertencia); entre los ins-trumentos de declinacin exponencial tenemos todos losde percusin que forman las bateras": bombos, platillos,redoblantes, tumbadoras (en este ramo debemos destacarlos platillos, con un tiempo largo de declinacin que pue-de ser cortado violentamente por el msico) mediante unpedal o mismamente la mano.

5 Referencias[1] Schiman, Harvey (2001). 4. La Percepcin Sensorial.

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5.1 Bibliografa Benade, Arthur H (1976). Fundamentals of Musi-

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5.2 Enlaces externos

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Wikcionario tiene deniciones y otra informa-cin sobre sonido.Wikcionario

El Diccionario de la Real Academia Espaola tieneuna denicin para sonido.

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Sonido Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Sonido?oldid=81395787 Colaboradores: AstroNomo, Moriel, ManuelGR, Javier Carro, Ro-sarino, Ascnder, Truor, Cookie, Tano4595, Jarl, NachE, Joselarrucea, Marcoscaceres, Juanjfb, Cinabrium, Balderai, Ecemaml, FAR,Ponalgoyya, Soulreaper, Xuankar, Airunp, Yrithinnd, Taichi, Rembiapo pohyiete (bot), Caiser, Further (bot), RobotQuistnix, Platonides,Alhen, Deprieto, Yrbot, FlaBot, Maleiva, Vitamine, YurikBot, Ombresaco, Icvav, Jyon, LoquBot, KnightRider, Argmda, The Photographer,No s qu nick poner, Kabri, Eloy, Marb, Baneld, Maldoror, Grizzly Sigma, BludgerPan, Tomatejc, Filipo, Tuncket, Carlosblh, Nihilo,Alexquendi, Zalovitch, BOTpolicia, Braulio 263, Skr515, CEM-bot, Laura Fiorucci, Toranks, Alexav8, Durero, Davius, Rosarinagazo,Antur, Gafotas, FrancoGG, Thijs!bot, Alvaro qc, Jmcalderon, Boogie, Escarbot, RoyFocker, IrwinSantos, PhJ, Isha, LPFR, Bernard, Can-cerbero sgx, Hanjin, Mpeinadopa, JAnDbot, LEVISTUDIO, Kved, Ingolll, Mansoncc, Ibiltari, Muro de Aguas, Gaius iulius caesar, Gsrdzl,CommonsDelinker, TXiKiBoT, Epifanio garcia, Mercenario97, Ignacioerrico, Humberto, Netito777, HAMM, Rei-bot, Nioger, Chabbot,Plux, Kingfacundo, Dhidalgo, AlnoktaBOT, Ayleen, Duiops, VolkovBot, Technopat, C'est moi, Galandil, Erl, Matdrodes, Synthebot, DJNietzsche, BlackBeast, Lucien leGrey, Tatvs, TIMINeutron, AlleborgoBot, Muro Bot, Edmenb, Kamih. x14, Komputisto, YonaBot, Bot-Multichill, Gerakibot, Jmvgpartner, SieBot, Ctrl Z, DaBot, Loveless, MiguelAngelCaballero, CASF, Bigsus-bot, Mel 23, Manw, Loonger,Pascow, Greek, BOTzilla, Belb, Mafores, Metalgames, Tirithel, Jarisleif, Javierito92, HUB, Thunderbird2, Antn Francho, Kikobot, Ni-cop, DragonBot, Farisori, Quijav, McMalamute, Carlos G. Ramirez, Eduardosalg, Leonpolanco, Gallowolf, Furti, Petruss, Argenz, Walterclosser, STM, Poco a poco, Annuski, Lord regar, Vicovision, Rge, -antonio-, Aipni-Lovrij, Gelpgim22, Ravave, SilvonenBot, Camilo,UA31, Shalbat, Ucevista, AVBOT, Ellinik, Miik Ezdanitof, JAQG, David0811, J.delanoy, RckR, Angel GN, Are 16, NicolasAlejandro,MarcoAurelio, JOe-LoFish, Loxias, Diegusjaimes, MelancholieBot, Gaston95-uy, Javu61, Arjuno3, Andreasmperu, Luckas-bot, Amiro-bot, Pavonadalma, NACLE, Boto a Boto, Bonnot, Danielita cano, Kavor, Nixn, ArthurBot, Osferba, SuperBraulio13, Almabot, Ortisa,Manuelt15, Xqbot, Jkbw, M.realp, GhalyBot, Dreitmen, Dossier2, Galantoran, Atope36, Fonshu23, Xasel, NofxRancid891, Ricardogpn,Lauramariamm, Igna, Billion, Alex299006, Botarel, Ferny devad, Pipehe, Pyr0, AstaBOTh15, Googolplanck, Hprmedina, TobeBot, Half-drag, Vubo, Lungo, Enriquedelayeurrea, PatruBOT, CVBOT, Angelito7, Mr.Ajedrez, TjBot, Alph Bot, Humbefa, Tarawa1943, Jorgec2010, Foundling, Gavi 100, Wikilptico, Miss Manzana, Axvolution, Edslov, Elna829, EmausBot, Manurekpo, Savh, AVIADOR, Z-roBot, Lidiader, Allforrous, Africanus, Aderguit, DanHolmes, Grillitus, El drogador, Rubpe19, Emiduronte, Jcaraballo, MadriCR, WakaWaka, WikitanvirBot, Jcr.portal, Alberto Lopez Vials, Antonorsi, Stormlion, MerlIwBot, JABO, Jaaviitha, Jrpalacios, ChayoBot, Veroni-dae, Sebrev, Costabariloche, Travelour, Gins90, Jmbeltrand, Wikimaster037, Jrodball, 5truenos, DerKrieger, HOLOGUACHU, Acratta,Daniel Mietchen, Mega-buses, LlamaAl, rico Jnior Wouters, Asqueladd, JYBot, Helmy oved, Ultimate zangano, Fugas22, Ramonyou,Fozzi Gaga, Legobot, Lautaro 97, Haroldtab, Seroto, Addbot, Xpersona, Balles2601, Fray Johan Mancera, Esteban Gerardo, Hasjk, Miles-tones1, Mariano2802, JacobRodrigues, Dertymiller, Esfnter, Zampaconchas, Diego14102000, Sharick Amaya, Mikaela Gmez, Josniel,Asdfgfhjkl, Jarould, Llamar222, Jppantoja, Maite La Romeista, RI123JH y Annimos: 973

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Fsica del sonido Propagacin del sonido Magnitudes fsicas del sonido Velocidad del sonido Reverberacin Resonancia

Fisiologa del sonido El aparato auditivo La voz humana Sonidos del habla

El sonido en la msica Propiedades La altura La duracin La intensidad El timbre

Fuentes del sonido Referencias Bibliografa Enlaces externos

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