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Cómo los auriculares «apagan» el ruido

Los auriculares con cancelación activa de ruido no bloquean el sonido: añaden más, en espejo. Cómo funciona, por qué el zumbido de un avión desaparece mejor que las voces y de dónde podría venir esa extraña presión en los oídos.

El avión gana altura y los motores zumban, constantes e insistentes. Pulsas un botón de los auriculares y el zumbido parece retirarse detrás de una pared. Aun así, cuando la azafata te pregunta qué quieres beber, la oyes casi igual que antes.

Es curioso, si lo piensas. Los auriculares no se han ajustado más ni te tapan mejor los oídos. No han quitado sonido: han añadido.

Un sonido que borra otro sonido

El sonido es una onda de presión en el aire: diminutas compresiones y expansiones que se suceden hasta llegar al oído. Si dos ondas idénticas llegan al mismo punto en el mismo instante, pero una es el reflejo invertido de la otra (donde la primera comprime, la segunda expande), se anulan. Los físicos lo llaman interferencia destructiva.

Piensa en un columpio: si alguien lo empuja hacia delante mientras otra persona tira hacia atrás con la misma fuerza y en el mismo momento, no se mueve. Los dos hacen esfuerzo; el resultado es cero.

La idea de usar esto contra el ruido es casi un siglo más antigua que los auriculares inalámbricos. El físico alemán Paul Lueg solicitó una patente en Alemania en enero de 1933 y en 1936 obtuvo una patente estadounidense («Process of silencing sound oscillations»): un micrófono capta el ruido y un altavoz lo reproduce en contrafase. La técnica de la época no daba para tanto. Los sistemas resultaban poco prácticos, entre otras cosas por el acople, ese pitido que aparece cuando un micrófono «oye» su propio altavoz.

En los años cincuenta surgieron en laboratorio «absorbentes electrónicos de sonido» y protectores auditivos activos experimentales. Las primeras mediciones mostraron unos 10 decibelios de atenuación adicional entre unos 100 y 1200 hercios, pero aquel trabajo no pasó de la fase experimental.

La tecnología se popularizó mucho después. Según la historia de la propia empresa Bose, su fundador, Amar Bose, esbozó la idea en 1978 durante un vuelo transatlántico, molesto porque el ruido de la cabina tapaba el sonido de los auriculares normales. En 1989 llegó el primer casco comercial para pilotos, y en 2000 un modelo para pasajeros. Hoy muchos fabricantes ofrecen cancelación activa de ruido: es una tecnología de uso masivo.

Qué pasa dentro de los auriculares

Unos auriculares con cancelación activa suelen tener varias piezas:

  • un micrófono exterior, que oye el ruido antes de que llegue al oído (esquema feedforward, «por anticipación»);
  • un micrófono interior, junto al oído, que oye lo que queda del ruido (esquema feedback, «por realimentación»);
  • un chip, que calcula la onda invertida;
  • un altavoz, que reproduce a la vez la música y este «antirruido».

Los mejores modelos combinan ambos micrófonos: es lo que se llama un sistema híbrido.

La palabra clave es «constantemente». El ruido cambia, los auriculares se mueven en la cabeza y cada oreja tiene su forma. Por eso el cálculo no queda fijado de una vez: un filtro adaptativo se ajusta sin parar, comparando lo que debería quedar con lo que realmente oye el micrófono interior. Las revisiones técnicas describen la familia de algoritmos FxLMS (filtered-x least mean squares) como el enfoque clásico. Su ventaja es que necesita poco cálculo, algo importante cuando la batería es diminuta.

Los sistemas por realimentación tienen un límite curioso que los ingenieros llaman «efecto colchón de agua». En teoría es imposible reducir el ruido en todas las frecuencias a la vez: si aprietas fuerte en una parte del espectro, algo se abomba en otra. El ajuste siempre es un compromiso.

Por qué desaparece el zumbido y no las voces

Todo depende de la longitud de onda y de la precisión en el tiempo.

El sonido viaja por el aire a unos 343 metros por segundo. Así que una onda de 100 hercios (un zumbido grave) mide unos 3,4 metros; una de 1000 hercios, unos 34 centímetros, y una de 5000 hercios, apenas unos 7 centímetros. Cuanto más corta es la onda, más difícil es superponerle un reflejo exacto: al menor desfase, los valles ya no coinciden con las crestas.

Una revisión histórica clásica sobre atenuadores activos da una regla práctica: para reducir el sonido entre 15 y 20 decibelios, el antirruido no puede desfasarse más de unos 0,1 radianes. Pasado a tiempo (el cálculo es nuestro), deja un margen de unos 160 microsegundos a 100 hercios, unos 16 microsegundos a 1000 hercios y apenas unos 3 microsegundos a 5000 hercios. Cuanto más agudo, menos margen de error.

De ahí una conclusión práctica que confirman las mediciones: la cancelación activa funciona mejor por debajo de unos 1000 hercios. El zumbido de los motores, el traqueteo del metro, el ronroneo del aire acondicionado: sonidos graves, constantes y previsibles. La electrónica los maneja muy bien. Las voces son más agudas y cambian sin parar, así que el sistema activo las atenúa peor.

De los agudos se encarga otro mecanismo: el aislamiento pasivo de toda la vida, con almohadillas, buen ajuste y puntas de silicona. Detiene mal un zumbido grave, pero amortigua bien los sonidos agudos. El «silencio» de los auriculares es, por tanto, trabajo en equipo: el aislamiento pasivo se ocupa de los agudos y la electrónica, de los graves. Ninguno de los dos da un silencio absoluto.

El mismo truco, al revés

Los mismos micrófonos exteriores pueden hacer lo contrario. En el modo «transparencia» (según la marca: transparency, aware, ambient), los auriculares dejan pasar a propósito el sonido de fuera, para que oigas el aviso por megafonía en el andén o el timbre de una bici. Las mediciones de un modelo mostraron que en este modo apenas hay atenuación entre 100 y 2000 hercios.

Por qué algunas personas notan presión en los oídos

Algunos usuarios describen una sensación extraña: se activa la cancelación de ruido y parece que cambia la presión en los oídos, como cuando el avión desciende. En inglés lo llaman «eardrum suck».

Por ahora hay pocos datos científicos, y los propios investigadores lo reconocen. En la conferencia de 2025 de la Audio Engineering Society sobre tecnología de auriculares se presentó uno de los primeros estudios sobre el tema: buscaba estimar lo frecuente que es la sensación, cuándo aparece y si depende del tipo de auriculares.

Las explicaciones siguen siendo hipótesis. En un trabajo de fin de grado de la Universidad Técnica RWTH de Aquisgrán (Alemania) se logró reproducir la sensación en pruebas de escucha. Aparecía con más frecuencia cuando la cancelación se concentraba en frecuencias muy bajas y cuando el paso entre el modo pasivo y el activo era brusco. El autor apuntó a una posible relación con un reflejo de sobresalto de los músculos del oído medio. Son ideas de trabajo, no un mecanismo demostrado.

Lo que sí puede decirse: los auriculares no sacan aire del conducto auditivo; trabajan con vibraciones sonoras. Si la sensación te resulta desagradable, muchos modelos permiten reducir la cancelación o apagarla. Y si la molestia no se va, conviene consultar con un médico.

Y después: de los auriculares a las habitaciones

La cancelación de ruido en auriculares es una tecnología madura en parte porque la geometría la favorece: el altavoz está a pocos centímetros del oído, en un espacio casi cerrado. Silenciar una habitación entera es mucho más difícil.

Pero se está intentando. En 2020, investigadores de la Universidad Tecnológica de Nanyang (Singapur) y de la Universidad de Southampton describieron en Scientific Reports un sistema para una ventana abierta: 24 pequeños altavoces montados en la reja de seguridad de la ventana. En una habitación de prueba, con la fuente de ruido a dos metros, redujo hasta 10 decibelios el ruido grabado de tráfico, trenes y aviones, lo que al oído equivale aproximadamente a la mitad de volumen. Por debajo de 300 hercios apenas tenía efecto; funcionaba mejor por encima de unos 500 hercios. Como comparación, simplemente cerrar la ventana reducía el ruido algo más (entre 12 y 14 decibelios).

Es una demostración de laboratorio, no un producto. Curiosamente, la ventana flojea justo donde los auriculares son más fuertes, en las frecuencias más bajas: los altavoces pequeños no reproducen graves profundos. Si algún día una «ventana abierta silenciosa» será algo cotidiano, todavía no se sabe. Haría falta abaratar componentes, gastar menos energía y resolver las frecuencias más bajas.

A modo de conclusión

El silencio de los auriculares no es ausencia de sonido. Es un sonido calculado con tanta precisión que borra otro. Decenas de miles de veces por segundo, un chip diminuto escucha el mundo y le responde en espejo.

Hay algo tranquilizador en eso. A veces el camino más seguro hacia la calma no pasa por levantar muros, sino por escuchar con atención.

Preguntas para el debate

  1. ¿Dónde echas más de menos la calma? ¿Ayudaría ahí la tecnología o hace falta otra cosa?
  2. ¿Activas alguna vez la cancelación de ruido sin música, solo para pensar? ¿Qué cambia?
  3. Si una «ventana silenciosa» fuera asequible, ¿la instalarías? ¿O el ruido de la ciudad es parte de la vida y no quieres aislarte de él?

Sources

  1. US2043416A — Process of silencing sound oscillations (Paul Lueg) — Google Patents, 1936-06-09
  2. Active attenuators: a historical review and some recent developments (H. G. Leventhall) — Institute of Acoustics (UK)
  3. Enclosure for low-frequency assessment of active noise reducing circumaural headsets and hearing protectors (Ryan, Shaw, Brammer, Zhang) — Canadian Acoustics 21(4), 1993
  4. A survey on active noise control techniques — Part I: Linear systems (Lu et al.) — arXiv
  5. Bose Aviation — History — Bose (company source, used only for the company's own timeline)
  6. A Traveler's Sanctuary: The Bose QuietComfort 20 Noise-Canceling Earphone Measurements — Stereophile
  7. Sensitivity to noise cancellation, also known as "eardrum suck" (Xu & Nielsen) — AES International Conference on Headphone Technology, 2025
  8. Investigations on suction perception with ANC headphones (bachelor presentation) — RWTH Aachen University, Institute of Communication Systems, 2024-05-13
  9. Active control of broadband sound through the open aperture of a full-sized domestic window (Lam, Shi, Gan, Elliott, Nishimura) — Scientific Reports 10, 10021, 2020-07-09

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