La acústica arquitectónica es una rama de la acústica aplicada a la arquitectura, que estudia el control acústico en locales y edificios, bien sea para lograr un adecuado aislamiento acústico entre diferentes recintos, o para mejorar el acondicionamiento acústico en el interior de locales. La acústica arquitectónica estudia el control del sonido en lugares abiertos (al aire libre) o en espacios cerrados.

EVOLUCIÓN HISTÓRICA

LA ACÚSTICA ARQUITECTÓNICA EN LA ANTIGÜEDAD

Los escritos más antiguos que se conocen sobre acústica arquitectónica datan del siglo I a. C., más concretamente, el año 25 a. C. y se deben a Marco Vitrubio Polio, ingeniero militar de Julio César. En estos escritos describen varios diseños para mejorar la acústica de los antiguos teatros romanos. Por ejemplo, se utilizaban vasijas de bronce afinadas que actuaban como resonadores, bajos o agudos. Aunque la vasijas servían para redirigir el sonido en una dirección diferente a la inicial, no lo reforzaban.

En las iglesias cristianas, de bóvedas altas, con muchos problemas acústicos, sobre el púlpito se colocaba un tornavoz, especie de marquesina, que evitaba que el sonido de la voz del predicador se perdiese por las bóvedas. Se consiguieron resultados muy notables.

Hasta el siglo XIX, el diseño acústico era puramente práctico y consistía, principalmente, en imitar disposiciones de salas existentes en las que la música sonaba bien. Además, había a veces, prácticas casi supersticiosas, tales como colocar alambres (que no tenían ninguna función) en los lugares altos de una iglesia o auditorio.

WALLACE CLEMENT SABINE

La acústica arquitectónica moderna, nació a finales del siglo XIX gracias al físico americano Wallace Clement Sabine.

En 1895, cuando se inauguró el Museo de Arte Fogg, los miembros del consejo de la Universidad de Harvard, al comprobar que la acústica del recinto era pésima y que el discurso de los oradores eran ininteligible, pidieron a Sabine que resolviera el problema.

Sabine llegó a la conclusión, que el problema residía en la excesiva reverberación de la sala. Para reducirla, cubrió las paredes con fieltro que es un absorbente acústico. Aunque no fue una solución ideal, la acústica mejoró y pudo utilizarse la sala.

Tras este logro, Sabine fue llamado para asesorar la construcción del nuevo Boston Symphony Hall. En el desarrollo de este proyecto, durante sus investigaciones, estableció una fórmula de cálculo del tiempo de reverberación que aplicó al recinto.

Cuando llegó el momento de la inauguración en 1900, Sabine se llevó una gran decepción, ya que el tiempo de reverberación de la sala no se ajustaba al que el había predicho teóricamente. Fue muy criticado por los medios de comunicación y por otros expertos en la materia.

Tras este fracaso Sabine abandonó sus investigaciones y volvió al mundo universitario, dedicándose a la enseñanza hasta su muerte en 1919.

Sin embargo, la historia colocó a Sabine en el lugar que merecía. En 1950, cincuenta años después de la construcción del teatro, se realizaron algunas pruebas y se pudo contrastar que los cálculos de Sabine eran correctos. De hecho, hoy en día (2005), el Boston Symphony Hall está considerado, desde el punto de vista acústico, como una de las mejores salas del mundo

DESPUÉS DE SABINE

Muchos autores intentaron mejorar la ecuación del tiempo de reverberación para una sala y, aunque hay otras formulaciones que cuentan con aceptación, como la de Eyring y Milligton, sin resultados mejores a los de Sabine; por lo que la fórmula de Sabine sigue en uso.

En los laboratorios Bell, E. N. Gilbert demostró que gracias a la utilización de una ecuación integral, se podía obtener un resultado por un procedimiento iterativo. Se han obtenido buenos resultados para ciertas aplicaciones.

A partir de 1968, se han desarrollado métodos informáticos de trazado de rayos sonoros con la idea de seguir todas las reflexiones que se producen y de esta forma calcular el tiempo de reverberación.

Tampoco estas técnicas recientes han dado resultados mucho mejores que las de Sabine. La fórmula de Sabine sólo ha sido mejorada al introducir un factor de absorción (x) del aire para una determinada temperatura y humedad. Factor que tiene gran importancia si se trata de grandes recintos.

Aunque Sabine es el padre de la acústica arquitectónico, se ha de tener en cuenta que la fórmula de Sabine ni es la única, ni tampoco es absolutamente fiable. Sólo se trata de una de las fórmulas más utilizadas.

ACÚSTICA EN ESPACIOS ABIERTOS

Esquema de teatro griego.

En los espacios abiertos el fenómeno preponderante es la difusión del sonido. Las ondas sonoras son ondas tridimensionales, es decir, se propagan en tres dimensiones y sus frentes de ondas son esferas radiales que salen de la fuente de perturbación en todas las direcciones. La acústica habrá de tener esto en cuenta, para intentar mejorar el acondicionamiento de los enclaves de los escenarios para aprovechar al máximo sus posibilidades y mirar como redirigir el sonido, focalizándolo en el lugar donde se ubique a los espectadores.

Los griegos construyeron sus teatros, donde las obras dramáticas y las actuaciones musicales, en espacios al aire libre (espacios abiertos) y aprovecharon las propias gradas en donde se ubicaban los espectadores (gradas escalonadas con paredes verticales) como reflectores, logrando así que el sonido reflejado reforzase el directo, de modo que llegaban a cuadruplicar la sonoridad del espacio que quedaba protegido por las gradas. El tamaño de los teatros griegos, alguno de los cuales, gracias a sus propiedades acústicas, llegó a tener capacidad para 15.000 espectadores, no ha sido igualado.

Teatro moderno al aire libre.

Los romanos utilizaron una técnica parecida, no obstante, la pared de las gradas no era plana, sino curva, lo que permitía que se perdiese menor cantidad de sonido y lo focalizaban mejor hacia un mismo punto (Planteamiento similar al del reflector parabólico). Sin embargo los más grandes entre los romanos solamente tenían capacidad para unos 5.000 espectadores. La pérdida de las condiciones se debió en gran parte a que la orchestra, que el teatro griego servía para reflejar el sonido, en Roma fue el lugar que ocupaban los senadores y otros cargos, con lo que empeoraron las condiciones.

Actualmente (2005), se aprovechan los conocimientos que la cultura clásica nos ha legado y los recintos abiertos, se construyen con paredes curvas abombadas en forma de concha o caparazón. Los materiales utilizados tienen propiedades reflectoras para facilitar el encaminamiento del sonido hacia donde se ubican los espectadores. El problema es que la respuesta en frecuencia no es uniforme y los graves llegan con mayor dificultad hasta el auditorio que los agudos

Acústica en espacios cerrados

En los espacios cerrados, el fenómeno preponderante que se ha de tener en cuenta es la reflexión. Al público le va a llegar tanto el sonido directo como el reflejado, que si van en diferentes fases pueden producir refuerzos y en caso extremos falta de sonido. A la hora de acondicionar un local, se ha de tener en cuenta, tanto que no entre el sonido del exterior (Aislamiento acústico).

Además, en el interior se ha de lograr la calidad óptima del sonido, controlando la reverberación y el tiempo de reverberación, a través de la colocación de materiales absorbentes y reflectores acústicos.

CARACTERÍSTICAS ACÚSTICAS DE LOS ESTUDIOS

Las características acústicas de cada sala serán específicas para el uso que se le vaya a dar.

Es importante que el campo sonoro de la sala sea difuso. Con ese fin, se pondrán difusores, absorbentes, aislantes que permitan redistribuir uniformemente el sonido y aproximarse al campo difuso ideal.

Las dos tendencias actuales principales aplicadas en el diseño de estudios de grabación son: Non-Environment y LEDE.

NON-ENVIRONMENT

Desarrollada por Tom Hidley, a mediados de los Años 1980, para su proyecto de graduación en el Institute of Sound and Vibration Research de la Universidad de Southampton.

Su proyecto fue una sala semianecoica con una pared reflectante que soporte los altavoces (pantalla infinita), así el factor Q de los nodos en baja frecuencia es tan ancho que desaparece y la respuesta tonal de la sala es más uniforme.

Para evitar la excesiva utilización de absorbentes acústicos, se usa un sistema de guía de ondas, consistente en colocar los paneles alineados en la dirección de propagación.

La principal ventaja es que en los estudios con estas características una misma grabación suena exactamente igual en dos estudios diferentes y que el refuerzo en graves es mayor.

LEDE

LEDE (LIVE END - DEAD END), fue desarrollado por Don Davis y Caroline Davis hacia 1978. Como su propio nombre indica, se trata de crear a base de elementos absorbentes y difusores un recinto en el que la parte posterior del mismo tenga el mínimo posible de reflexiones(DEAD END) y la parte delantera sea reflectante (LIVE END), de tal manera que el sonido directo llegue a la posición de escucha lo más libre posible de reflexiones nocivas. Consiste en la utilización de absorbentes y reflectores acústicos con el fin de evitar que las reflexiones que produzcan interferencias en forma de peine o "comb-filters" (sumas de interferencias constructiva y destructivas) que se da cuando a una señal se le suman las réplicas de ellas, alterando la respuesta en frecuencia

ABSORBENTE ACÚSTICO

Son materiales utilizados en el acondicionamiento acústico de los recintos, por su capacidad de absorber la mayor parte de la energía que reciben. Por tanto, al reflejar un porcentaje muy pequeño del sonido incidente, se evitan reflexiones indeseadas, que pueden perjudicar la acústica del local, al introducir distorsiones, etc.

En el campo profesional, la capacidad de absorción de estos materiales habrá sido calculada en laboratorios y en las especificaciones técnicas de cada material, vendrá dado su coeficiente de absorción y la frecuencia crítica para cada espesor determinado.

Tipos de materiales en cuanto a su absorción

1. Materiales resonantes, que presentan la máxima absorción a una frecuencia determinada: la propia frecuencia del material.

2. Materiales porosos, que absorben más sonido a medida de que aumenta la frecuencia. Es decir, absorben con mayor eficacia las altas frecuencias (los agudos). Cuanto más poroso es el material, mayor es la absorción. Cuanto más denso es este material, igualmente es mayor la absorción, hasta cierto límite donde pasaría a comportarse como reflexivo, las densidades medias de estos materiales oscilan en torno a 80 kg/m3. Otro factor a considerar es el espesor empleado, que cuanto mayor es, resulta efectiva la absorción a menor frecuencia (teóricamente un absorbente poroso empieza a ser efectivo a la frecuencia que 1/4 de su longitud de onda coincida con el espesor del mismo). Incluso su colocación, al separarlo de la superficie rígida (pared) donde se sitúe, mejora su absorción a más baja frecuencia. Los materiales porosos más comunes son las lanas minerales (de roca y de vidrio).

3. Absorbentes en forma de panel o membrana absorben con mayor eficacia las bajas frecuencias (los graves), que las altas.

4. Absorbente Helmholtz Es un tipo de absorbente creado artificialmente que elimina (absorbe) específicamente un determinado margen de frecuencias.

ABSORCIÓN (SONIDO)De Wikipedia, la enciclopedia libre

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Para otros usos de este término, véase Absorción.

La absorción es un fenómeno que afecta a la propagación del sonido.

Cuando una onda sonora alcanza una superficie, la mayor parte de su energía se refleja, pero un porcentaje de ésta es absorbida por el nuevo medio. Todos los medios absorben un porcentaje de energía que propagan, ninguno es completamente opaco.

La capacidad de absorción del sonido de un material es la relación entre la energía absorbida por el material y la energía reflejada por el mismo. Es un valor que varía entre 0 (toda la energía se refleja) y 1 (toda la energía es absorbida).

En relación con la absorción ha de tenerse en cuenta:

El coeficiente de absorción que indica la cantidad de sonido que absorbe una superficie en relación con la incidente.

Artículo principal: coeficiente de absorción

La frecuencia crítica es la frecuencia a partir de la cual una pared rígida empieza a absorber parte de la energía de las ondas incidentes.

Artículo principal: Frecuencia crítica

Tipos de materiales en cuanto a su absorción

1. Materiales resonantes, que presentan la máxima absorción a una frecuencia determinada: la propia frecuencia del material.

2. Materiales porosos, que absorben más sonido a medida que aumenta la frecuencia. Es decir, absorben con mayor eficacia las altas frecuencias (los agudos). El material poroso más difundido, hoy por hoy (2005), es la espuma acústica.

3. Absorbentes en forma de panel o membrana absorben con mayor eficacia las bajas frecuencias (los graves), que las altas.

4. Absorbente Helmholtz Es un tipo de absorbente creado artificialmente que elimina específicamente unas determinadas frecuencias

AISLAMIENTO ACÚSTICODe Wikipedia, la enciclopedia libre

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El aislamiento acústico se refiere al conjunto de materiales, técnicas y tecnologías desarrolladas para aislar o atenuar el nivel sonoro en un determinado espacio.

Idea básica

Aislar supone impedir que un sonido penetre en un medio o que salga de él. Por ello, para aislar, se usan tanto materiales absorbentes, como materiales aislantes. Al incidir la onda acústica sobre un elemento constructivo, una parte de la energía se refleja, otra se absorbe y otra se transmite al otro lado. El aislamiento que ofrece el elemento es la diferencia entre la energía incidente y la energía trasmitida, es decir, equivale a la suma de la parte reflejada y la parte absorbida. Existen diversos factores básicos que intervienen en la consecución de un buen aislamiento acústico:

Factor másico. El aislamiento acústico se consigue principalmente por la masa de los elementos constructivos: a mayor masa, mayor resistencia opone al choque de la onda sonora y mayor es la atenuación. Por esta razón, no conviene hablar de aislantes acústicos específicos, puesto que son los materiales normales y no como ocurre con el aislamiento térmico.

Factor multicapa. Cuando se trata de elementos constructivos constituidos por varias capas, una disposición adecuada de ellas puede mejorar el aislamiento acústico hasta niveles superiores a los que la suma del aislamiento individual de cada capa, pudiera alcanzar. Cada elemento o capa tiene una frecuencia de resonancia que depende del material que lo compone y de su espesor. Si el sonido (o ruido) que llega al elemento tiene esa frecuencia producirá la resonancia y al vibrar el elemento, producirá sonido que se sumará al transmitido. Por ello, si se disponen dos capas del mismo material y distinto espesor, y que por lo tanto tendrán distinta frecuencia de resonancia, la frecuencia que deje pasar en exceso la primera capa, será absorbida por la segunda.

Factor de disipación. También mejora el aislamiento si se dispone entre las dos capas un material absorbente. Estos materiales suelen ser de poca densidad (30 kg/m3 - 70 kg/m3) y con gran cantidad de poros y se colocan normalmente porque además suelen ser también buenos aislantes térmicos. Así, un material absorbente colocado en el espacio cerrado entre dos tabiques paralelos mejora el aislamiento que ofrecerían dichos tabiques por sí solos. Un buen ejemplo de material absorbente es la lana de roca, actualmente el más utilizado en este tipo de construcciones.

La reflexión del sonido puede atenuarse también colocando una capa de material absorbente en los paramentos de los elementos constructivos, aunque estas técnicas pertenecen más propiamente al ámbito de la acústica.

DECIBELIODe Wikipedia, la enciclopedia libre

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Decibelio es la unidad relativa empleada en acústica y telecomunicaciones para expresar la relación entre dos magnitudes, acústicas o eléctricas, o entre la magnitud que se estudia y una magnitud de referencia.

El decibelio, cuyo símbolo es dB, es una unidad logarítmica. Es un submúltiplo del belio, de símbolo B, que es el logaritmo de la relación entre la magnitud de interés y la de referencia, pero no se utiliza por ser demasiado grande en la práctica, y por eso se utiliza el decibelio, la décima parte de un belio. El belio recibió este nombre en honor de Alexander Graham Bell.

Nivel de intensidad del sonido.[1]

180 dBExplosión del Volcan Krakatoa. Se cree que es el mayor sonido registrado en la historia.

140 dB Umbral del dolor

130 dB Avión despegando

120 dB Motor de avión en marcha

110 dB Concierto / acto cívico

100 dB Perforadora eléctrica

90 dB Tráfico / Pelea de dos personas

80 dB Tren

70 dB Aspiradora

50/60 dB Aglomeración de gente

40 dB Conversación

20 dB Biblioteca

10 dB Respiración tranquila

0 dB Umbral de audición

Un belio equivale a 10 decibelios y representa un aumento de potencia de 10 veces sobre la magnitud de referencia. Cero belios es el valor de la magnitud de referencia. Así, dos belios representan un aumento de cien veces en la potencia, 3 belios equivalen a un aumento de mil veces y así sucesivamente.

Aplicaciones en acústica

El decibelio es la unidad de medida utilizada para el nivel de potencia y el nivel de intensidad del ruido

Se utiliza una escala logarítmica porque la sensibilidad que presenta el oído humano a las variaciones de intensidad sonora sigue una escala aproximadamente logarítmica, no lineal. Por ello el belio (B) y su submúltiplo el decibelio (dB), resultan adecuados para valorar la percepción de los sonidos por un oyente. Se define como la comparación o relación entre dos sonidos porque en los estudios sobre acústica fisiológica se vio que un oyente, al que se le hace escuchar un solo sonido, no puede dar una indicación fiable de su intensidad, mientras que, si se le hace escuchar dos sonidos diferentes, es capaz de distinguir la diferencia de intensidad.

Como el decibelio es una unidad relativa, para las aplicaciones acústicas, se ha tomado como convención, un umbral de audición de 0 dB equivalente a un sonido con una presión de 20 micropascales, algo así como un aumento de la presión atmosférica normal de 1/5.000.000.000. Aun así, el verdadero umbral de audición varía entre distintas personas y dentro de la misma persona, para distintas frecuencias. Se considera el umbral del dolor para el humano a partir de los 140 dB. Esta suele ser, aproximadamente, la medida máxima considerada en aplicaciones de acústica.

Para el cálculo de la sensación recibida por un oyente, a partir de las unidades físicas medibles de una fuente sonora, se define el nivel de potencia, LW, en decibelios, y para ello se relaciona la potencia de la fuente del sonido a estudiar con la potencia de otra fuente cuyo sonido esté en el umbral de audición, por la fórmula siguiente:

En donde W1 es la potencia a estudiar, en vatios (variable), W0 es el valor de referencia, igual a 10 − 12 vatios y log10 es el logaritmo en base 10 de la relación entre estas dos potencias. Este valor de referencia se aproxima al umbral de audición en el aire. Notar que si W1 es mayor que la potencia de referencia W0 de una antena ideal isotrópica el valor en decibelios es positivo. Y si W1 es menor que la referencia W0 el resultado es negativo. También observar que un aumento de 10 veces de la potencia W1 con respecto a la referencia significa un aumento de 10 dB. Y que al aumentar al doble la potencia W1 con respecto a W0 significa un aumento de 3 dB.

Las ondas de sonido - producen un aumento de presión en el aire, luego otra manera de medir físicamente el sonido es en unidades de presión (pascales). Y puede definirse el Nivel de presión, LP, que también se mide en decibelios.

En donde P1 es la presión del sonido a estudiar, y P0 es el valor de referencia, que para sonido en el aire es igual a Pa. Este valor de referencia se aproxima al umbral de audición en el aire.

Decibelio ponderado

El oído humano no percibe igual las distintas frecuencias y alcanza el máximo de percepción en las medias, de ahí que para aproximar más la unidad a la realidad auditiva, se ponderen las unidades (para ello se utilizan las llamadas curvas isofónicas).

Por este motivo se definió el decibelio A (dBA), una unidad de nivel sonoro medido con un filtro previo que quita parte de las bajas y las muy altas frecuencias. De esta manera, después de la medición se filtra el sonido para conservar solamente las frecuencias más dañinas para el oído, razón por la cual la exposición medida en dBA es un buen indicador del riesgo auditivo.

Hay además otras unidades ponderadas, como dBC, dBD, adecuadas para medir la reacción del oído ante distintos niveles de sonoridad.

Unidades basadas en el decibelio

Como el decibelio es adimensional y relativo, para medir valores absolutos se necesita especificar a qué unidades está referida la medida:

dBSPL: Hace referencia al nivel de presión sonora. Es la medida, por ejemplo, usada para referirse a ganancia o atenuación de volumen. Toma como unidad de referencia 20 micropascal.

dBW: La W indica que el decibelio hace referencia a vatios. Es decir, se toma como referencia 1 W (vatio). Así, a un vatio le corresponden 0 dBW.

Relación entre dBu y dBm.

dBm: Cuando el valor expresado en vatios es muy pequeño, se usa el milivatio (mW). Así, a un mW le corresponden 0 dBm.

dBu: El dBu expresa el nivel de señal en decibelios y referido a 0,7746 voltios

. 0,7746 V es la tensión que aplicada a una impedancia de 600 Ω, desarrolla una potencia de 1 mW. Se emplea la referencia de una impedancia de 600 Ω por razones históricas.[2]

En algunos casos (especialmente en telecomunicaciones), al medir niveles relativos en decibelios, se da un nombre específico a la unidad, dependiendo del tipo de medida.

dBc: Nivel relativo entre una señal portadora (carrier) y alguno de sus armónicos. dBi: Decibelios medidos con respecto a una antena isotrópica. dBd: Decibelios medidos con respecto a una antena dipolo.

Aplicaciones en telecomunicación

El decibelio es quizá la unidad más utilizada en el campo de las Telecomunicaciones por la simplificación que su naturaleza logarítmica posibilita a la hora de efectuar cálculos con valores de potencia de la señal muy pequeños.Como relación de potencias que es, la cifra en decibelios no indica nunca el valor absoluto de las dos potencias comparadas, sino la relación entre ellas. A diferencia de lo que ocurre en el sonido, donde siempre se refiere al mismo nivel de referencia, en telecomunicación, el nivel de referencia es cambiante.Esto permite, por ejemplo, expresar en decibelios la ganancia de un amplificador o la pérdida de un atenuador sin necesidad de referirse a la potencia de entrada que, en cada momento, se les esté aplicando.

La pérdida o ganancia de un dispositivo, expresada en decibelios viene dada por la fórmula:

en donde PE es la potencia de la señal en la entrada del dispositivo, y PS la potencia a la salida del mismo.Si hay ganancia de señal (amplificación) la cifra en decibelios será positiva, mientras que si hay pérdida (atenuación) será negativa.

Para sumar ruidos, o señales en general, es muy importante considerar que no es correcto sumar directamente valores de las fuentes de ruido expresados en decibelios. Así, dos fuentes de ruido de 21 dB no dan 42 dB sino 24 dB.

En este caso se emplea la fórmula:

,

donde Xn son los valores de ruido o señal, expresados en decibelios, a sumar. Esta fórmula también puede expresarse con la siguiente notación:

.

Referencias

1. ↑ «El oído». Saber y entender.2. ↑ Units of Measurement: Levels in dB Amek

DIFRACCIÓN (SONIDO)De Wikipedia, la enciclopedia libre

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La difracción es un fenómeno que afecta a la propagación del sonido. Hablamos de difracción cuando el sonido en lugar de seguir en la dirección normal, se dispersa en una continua dirección.

La explicación la encontramos en el Principio de Huygens que establece que cualquier punto de un frente de ondas es susceptible de convertirse en un nuevo foco emisor de ondas idénticas a la que lo originó. De acuerdo con este principio, cuando la onda incide sobre una abertura o un obstáculo que impide su propagación, todos los puntos de su plano se convierten en fuentes secundarias de ondas, emitiendo nuevas ondas, denominadas ondas difractadas.

La difracción se puede producir por dos motivos diferentes:

1. porque una onda sonora encuentra a su paso un pequeño obstáculo y lo rodea. Las bajas frecuencias son más capaces de rodear los obstáculos que las altas. Esto es posible porque las longitudes de onda en el espectro audible están entre 1,7cm y 17m, por lo que son lo suficientemente grandes para superar la mayor parte de los obstáculos que encuentran.

2. porque una onda sonora topa con un pequeño agujero y lo atraviesa.

La cantidad de difracción estará dada en función del tamaño de la propia abertura y de la longitud de onda.

Si una abertura es grande en comparación con la longitud de onda, el efecto de la difracción es pequeño. La onda se propaga en líneas rectas o rayos, como la luz.

Cuando el tamaño de la abertura es menor en comparación con la longitud de onda, los efectos de la difracción son grandes y el sonido se comporta como si fuese una luz que procede de una fuente puntual localizada en la abertura.

.

En la ilustración, la línea azul representa la difracción del sonido; la verde, la reflexión y la café, refracción.

Obtenido de "http://es.wikipedia.org/wiki/Difracci%C3%B3n_(sonido)"

Categoría: Mecánica de ondas

EcoDe Wikipedia, la enciclopedia libre

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Para otros usos de este término, véase Eco (desambiguación).

SONAR. Empleo del eco acústico para la detección del fondo marino.

El eco es un fenómeno acústico producido cuando la onda sonora se refleja y regresa con retardo suficiente para superar la persistencia acústica, que el oído distingue el reflejo como un sonido independiente. El mínimo retardo necesario varía desde alrededor de 100 ms para sonidos secos hasta varios segundos para sonidos complejos, como la música. Si el sonido ha sido deformado hasta hacerse irreconocible, se denomina reverberación en vez de eco.El sonido debe rebotar mínimo a 17 m de distancia para que funcione

Aplicaciones del eco

Ensayos

En construcción se utiliza la distribución del eco por el interior de los materiales a modo de ensayo, para ver si cumplen con los parámetros deseados.

FRECUENCIADe Wikipedia, la enciclopedia libre

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Para el uso de este término en Estadística, véase Frecuencia estadística.

Frecuencia es una magnitud que mide el número de repeticiones por unidad de tiempo de cualquier fenómeno o suceso periódico.

ejemplos de ondas de distintas frecuencias; se observa la relación inversa con la longitud de onda.

para calcular la frecuencia de un suceso. según el si (sistema internacional), la frecuencia se mide en hercios (hz), en honor a heinrich rudolf hertz. un hercio es aquel suceso o fenómeno repetido una vez por segundo. así, dos hercios son dos sucesos (períodos) por segundo, etc. esta unidad se llamó originariamente «ciclo por segundo» (cps) y aún se sigue utilizando. otras unidades para indicar la frecuencia son revoluciones por minuto (rpm). las pulsaciones del corazón y el tempo musical se miden en «pulsos por minuto» (bpm, del inglés beats per minute).

Un método alternativo para calcular la frecuencia es medir el tiempo entre dos repeticiones (periodo) y luego calcular la frecuencia (f) recíproca de esta manera:

donde T es el periodo de la señal.

Frecuencias de ondas

Dos frecuencias, una de «ritmo» superior a la otra.

La frecuencia tiene una relación inversa con el concepto de longitud de onda (ver gráfico), a mayor frecuencia menor longitud de onda y viceversa. La frecuencia f es igual a la velocidad v de la onda, dividido por la longitud de onda λ (lambda):

Cuando las ondas viajan de un medio a otro, como por ejemplo de aire a agua, la frecuencia de la onda se mantiene constante, cambiando sólo su longitud de onda y la velocidad.

Por el efecto Doppler, la frecuencia es una magnitud invariable en el universo. Es decir, no se puede modificar por ningún proceso físico excepto por su velocidad de propagación o longitud de onda.

FRECUENCIA DE LA CORRIENTE ALTERNA

En Europa, la frecuencia de corriente alterna para uso doméstico (en electrodomésticos, etc.) es de 50 Hz y en América del Norte de 60 Hz.

LONGITUDES DE ONDA

Una onda electromagnética de 2 milihercios tiene una longitud de onda aproximadamente igual a la distancia de la Tierra al Sol (150 millones de kilómetros). Una onda electromagnética de 1 microhercio tiene una longitud de onda de 0,0317 años luz. Una onda electromagnética de 1 nanohercio tiene una longitud de onda de 31,69 años luz.

FÍSICA DE LA LUZ

Artículo principal: Radiación electromagnética

La luz visible es una onda electromagnética, que consiste en oscilaciones eléctricas y campo magnéticos para viajar por el espacio. La frecuencia de la onda determina el color: 4×10^14 Hz es la luz roja,8×10^14 Hz es la luz violeta, y entre estos (en el rango de 4-8×10^14 Hz) son todos los otros colores del arco iris. Una onda electromagnética puede tener una frecuencia de menos de 4×10^14 Hz, pero será no será visible para el ojo humano, tales ondas se llaman infrarrojos (IR) de la radiación. En la frecuencia aún menor, la onda se llama microondas , y en las frecuencias aún más bajo que se llama ondas de radio. Del mismo modo, una onda electromagnética puede tener una frecuencia mayor que 8×10^14 Hz, pero será invisible para el ojo humano, tales ondas se llaman ultravioleta (UV). Las ondas de alta frecuencia se llaman Rayos X, y con frecuencias mas altas aún encontramos los rayos gamma.

Todas estas ondas, las ondas de radio de baja frecuencia hasta los rayos gamma de mayor frecuencia, son fundamentalmente los mismos, y todos ellos son llamados radiación electromagnética. Todos ellos viajan a través de un vacío en la velocidad de la luz.

Otra característica de una onda electromagnética es la longitud de onda. La longitud de onda es inversamente proporcional a la frecuencia, por lo que una onda electromagnética con una frecuencia más alta tiene una longitud de onda más corta, y viceversa.

Complete spectrum of electromagnetic radiation with the visible portion highlighted

ENLACES EXTERNOS

WaveLengthCalculator.com (calculadora de frecuencia y longitud de onda). SengpielAudio.com (herramienta para convertir la frecuencia en longitud de onda y

viceversa; en inglés). SengpielAudio.com (herramienta para convertir el periodo en frecuencia).

Obtenido de "http://es.wikipedia.org/wiki/Frecuencia"Categorías: Vibración mecánica | Magnitudes físicas | Parámetros de sonido

INSONORIZACIÓNDe Wikipedia, la enciclopedia libre

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Insonorizar un recinto supone aislarlo acústicamente del exterior, lo cual implica una doble dirección:

1. Evitar que el sonido que producimos salga al exterior (evitar la contaminación acústica)

2. Evitar que el ruido exterior penetre y distorsione el sonido de la sala.

Es interesante tener en cuenta que si se reduce el nivel de ruido en un ambiente, también se reduce en los ambientes vecinos, aunque no mejore el aislamiento en sí.

A la hora de insonorizar, hay que diferenciar entre aislamiento acústico y acondicionamiento acústico para utilizar los materiales y técnicas adecuados en cada caso:

El aislamiento acústico permite proporcionar una protección al recinto contra la penetración del ruido.

En cambio, el acondicionamiento acústico lo que pretende es mejorar la propia acústica del recinto, controlando parámetros como la naturaleza y número de las reflexiones sonoras, resonancias modales, el tiempo de reverberación, etc.

INTENSIDAD DE SONIDODe Wikipedia, la enciclopedia libre

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La intensidad de sonido se define como la potencia acústica transferida por una onda sonora por unidad de área normal a la dirección de propagación.

;

donde I es la intensidad de sonido, P es la potencia acústica y A es el área normal a la dirección de propagación.

INTENSIDAD DE SONIDO DE UNA ONDA ESFÉRICA

En el caso de una onda esférica que se transmite desde una fuente puntual en el espacio libre (sin obstáculos), cada frente de onda es una esfera de radio r. En este caso, la intensidad acústica es inversamente proporcional al área del frente de onda (A), que a su vez es directamente proporcional al circulo de la distancia a la fuente sonora.

I=P/A.

UNIDADES

La unidad derivada utilizada por el Sistema Internacional de Unidades es el vatio por metro cuadrado (W/m²).

El oído humano tiene la capacidad de escuchar sonidos a partir de una intensidad de 10 -

12 W/m². Esta intensidad se conoce como umbral de audición. Cuando la intensidad supera 1 W/m², la sensación se vuelve dolorosa.

Dado que en el rango de intensidades que el oído humano puede detectar sin dolor hay grandes diferencias en el número de cifras empleadas en una escala lineal, es habitual utilizar una escala logarítmica. Por convención, en dicha escala logarítmica se emplea como nivel de referencia el umbral de audición. La unidad más empleada en la escala logarítmica es el decibelio.

;

donde IdB es la intensidad acústica en decibelios, I es la intensidad acústica en la escala lineal (W/m² en el SI) e I0 es el umbral del audición (10-12 W/m²).

FACTORES QUE DETERMINAN LA INTENSIDAD DEL SONIDO

1. También depende de la superficie de dicha fuente sonora. El sonido producido por un diapasón se refuerza cuando éste se coloca sobre una mesa o sobre una caja de paredes delgadas que entran en vibración. El aumento de la amplitud de la fuente y el de la superficie vibrante hacen que aumente simultáneamente la energía cinética de la masa de aire que está en contacto con ella; esta energía cinética aumenta, en efecto, con la masa de aire que se pone en vibración y con su velocidad media (que es proporcional al cuadrado de la amplitud).

2. La intensidad de percepción de un sonido por el oído depende también de su distancia a la fuente sonora. La energía vibratoria emitida por la fuente se distribuye uniformemente en ondas esféricas cuya superficie aumenta proporcionalmente al cuadrado de sus radios; la energía que recibe el oído es, por consiguiente, una fracción de la energía total emitida por la fuente, tanto menor cuanto más alejado está el oído. Esta intensidad disminuye 6dB cada vez que se duplica la distancia a la que se encuentra la fuente sonora (ley de la inversa del cuadrado). Para evitar este debilitamiento, se canalizan las ondas por medio de un "tubo acústico" (portavoz) y se aumenta la superficie receptora aplicando al oído una "trompeta acústica".

3. Finalmente, la intensidad depende también de la naturaleza del medio elástico interpuesto entre la fuente y el oído. Los medios no elásticos, como la lana, el fieltro, etc., debilitan considerablemente los sonidos.

La intensidad del sonido que se percibe subjetivamente que es lo que se denomina sonoridad y permite ordenar sonidos en una escala del más fuerte al más débil.

Sound pressure diagram.

La presión sonora o acústica es producto de la propia propagación del sonido. La energía provocada por las ondas sonoras generan un movimiento ondulatorio de las partículas del aire, provocando la variación alterna en la presión estática del aire (pequeñas variaciones en la presión atmosférica. La presión atmosférica es la presión del aire sobre la superficie terrestre). La razón de estas variaciones de presión atmósferica es que se producen áreas donde se concentran estas partículas (zonas de concentración) y otras áreas quedan menos saturadas (zonas de rarefacción). Las zonas con mayor concentración de moléculas tienen mayor densidad y las zonas de menor concentración tienen menor densidad. Cuando estas ondas se encuentran en su camino con el oído la presión que ejercen sobre el mismo no es igual para toda la longitud de onda.

Así pues, la presión acústica queda definida como la diferencia de presión instantánea (cuando la onda sonora alcanza al oído) y la presión atmosférica estática.

La presión atmosférica se mide en pascales (Pa). En el SI (Sistema Internacional) 1 pascal es igual a una fuerza de 1 newton actuando sobre una superficie de 1 metro cuadrado. La presión atmosférica se sitúa en torno a los 100.000 Pa (estableciéndose como valor normalizado los 101.325 Pa).

Como en Pa las cifras obtenidas son muy grandes, normalmente, la presión atmosférica, se expresa en hectopascales hPa (igual dimensión que los milibares, que quedan en desuso) y se establecen 1.013 hPa como presión atmósferica normalizada a nivel del mar.

La presión sonora también se puede medir en pascales, no obstante, su valor es muy inferior al de la atmosférica. El umbral de dolor se sitúa en los 200 Pa,[1] mientras que el umbral de audición se sitúa en los 20 micropascales.

Además del pascal, para medir la presión sonora se utiliza el microbar (μbar), que es la millonésima parte del bar (1 Pa=1 N/m²=10 μbar y 1 μbar=10-6 bar).

La principal diferencia entre presión atmósferica y presión sonora es que, mientras que la presión atmosférica cambia muy lentamente, la presión sonora, alterna muy rápidamente entre valores negativos (menores que la presión atmosférica) y positivos (mayores). El número de veces que se repite un fenómeno por unidad de tiempo es lo que en física se denomina frecuencia. El hombre no tiene sensibilidad ante todas la frecuencias. El margen de frecuencias que pueden producir la sensación de sonido cuando impresiona el oído humano es lo que se conoce como audiofrecuencias y va de los 20 a los 20.000 Hz. No hay que confundir presión acústica con potencia acústica. La confusión viene por el hecho de que la presión sonora es la responsable directa de la amplitud de la onda y la amplitud determinara la cantidad de energía (potencia acústica) que contiene una señal sonora.

Para diferenciar entre sonidos más intensos (el oído soporta mayor cantidad de presión sonora), de sonidos débiles, se utiliza el llamado nivel de presión sonora.

POTENCIA ACÚSTICADe Wikipedia, la enciclopedia libre

(Redirigido desde Potencia sonora)

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La potencia acústica es la cantidad de energía por unidad de tiempo (potencia) emitida por una fuente determinada en forma de ondas sonoras.

La potencia acústica viene determinada por la propia amplitud de la onda, pues cuanto mayor sea la amplitud de la onda, mayor es la cantidad de energía (potencia acústica) que genera.

La potencia acústica es un valor intrínseco de la fuente y no depende del local donde se halle, el valor no varia por estar en un local reverberante o en uno seco.

La medición de la potencia puede hacerse a cierta distancia de la fuente, midiendo la presión que las ondas inducen en el medio de propagación. Se utilizará la unidad de presión; (que en el SI es el pascal, Pa).

La percepción que tiene el hombre de esa potencia acústica es lo que conocemos como volumen, que viene dado por el llamado nivel de potencia acústica que viene dado en decibelios (dB)

Obtenido de "http://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_ac%C3%BAstica"

Categoría: Parámetros de sonido

RESONANCIADe Wikipedia, la enciclopedia libre

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El término resonancia se refiere a un conjunto de fenómenos relacionados con los movimientos periódicos o cuasiperiódicos en que se produce reforzamiento de una oscilación al someter el sistema a oscilaciones de una frecuencia determinada. Más concretamente el término puede referirse a:

En acústica, la resonancia es el reforzamiento de ciertas frecuencias sonoras como resultado de la coincidencia de ondas similares en frecuencias, es un caso particular de resonancia mecánica.

En música, la resonancia musical se refiere a los sonidos elementales que acompañan al principal en una nota musical y comunican timbre particular a cada voz o instrumento musical.

En mecánica, la resonancia mecánica de una estructura o cuerpo es el aumento en la amplitud del movimiento de un sistema debido a la aplicación de fuerza pequeña en fase con el movimiento.

En electrónica, la resonancia eléctrica es el fenómeno que se produce al coincidir la frecuencia propia de un circuito con la frecuencia de una excitación externa.

En electromagnetismo se refiere a la resonancia magnética nuclear, tecnología utilizada tanto en química como en medicina.

o Imagen por resonancia magnética , método de diagnóstico médico.o Espectroscopia de resonancia magnética nuclear , método de análisis

químico.

En astronomía, la resonancia orbital se produce cuando los periodos de traslación o de rotación de dos o más cuerpos guardan entre ellos una relación expresada fracciones de números enteros.

Otros contextos:

La Resonancia (química), sistema de enlace entre los átomos de una molécula que, debido a la compleja distribución de sus electrones, obtiene una mayor estabilidad que con un enlace simple. Esta distribución de electrones no fluctúa, en contra de lo que su nombre hace pensar. Numerosos compuestos orgánicos presentan resonancia, como en el caso de los compuestos aromáticos.

En física de partículas, las resonancias son hadrones de corta vida que se desintegran por medio de la fuerza fuerte en otras partículas más ligeras. Generalmente no se las considera partículas independientes, sino estados energéticos excitados de otras partículas.

REVERBERACIÓNDe Wikipedia, la enciclopedia libre

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La reverberación es un fenómeno derivado de la reflexión del sonido consistente en una ligera permanencia del sonido una vez que se ha extinguido el original, debido a las ondas reflejadas. Estas ondas reflejadas sufrirán un retardo no superior a 50 milisegundos, que es el valor de la persistencia acústica, tiempo que corresponde, de forma teórica, a una distancia recorrida de 17 metros a la velocidad del sonido (el camino de ida y vuelta a una pared situada a 8'5 metros de distancia). Cuando el retardo es mayor ya no hablamos de reverberación, sino de eco.

En un recinto pequeño la reverberación puede resultar inapreciable, pero cuanto mayor es el recinto, mejor percibe el oído este retardo o ligera prolongación del sonido. Para determinar cómo es la reverberación en un determinado recinto se utiliza una serie de parámetros físicos, uno de ellos es conocido como tiempo de reverberación.

TIEMPO DE REVERBERACIÓNDe Wikipedia, la enciclopedia libre

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Es un parámetro utilizado para determinar la reverberación de un determinado recinto.

El tiempo de reverberación es el tiempo que transcurre en un determinado recinto, desde que se interrumpe la generación de un determinado sonido, hasta que la intensidad de ese sonido disminuye a una millonésima de su valor original, o dicho de otro modo que disminuye 60 dB.

El físico Wallace Clement Sabine desarrolló una fórmula para calcular el tiempo de reverberación (TR) de un recinto en el que el material absorbente está distribuido de forma uniforme. Consiste en relacionar el volumen de la sala (V), la superficie del recinto (A) y la absorción total (a) con el tiempo que tarda el sonido en dismuir 60 dB en intensidad, a partir de que se apaga la fuente sonora.

La fórmula de Sabine después fue mejorada al introducir un factor de absorción (x) del aire para una determinada temperatura y humedad. Factor que tiene gran importancia si se trata de grandes recintos.

Hay que tener en cuenta que la fórmula de Sabine no es la única, ni es absolutamente fiable. Sólo se trata de una de las fórmulas más utilizadas. Cuando los ingenieros encargados del acondicionamiento acústico la usan, lo hacen sólo a modo de orientación.

Otras de las fórmulas empleadas son la fórmula de Eyring y la fórmula de Millington.

EL TIEMPO IDEAL DE REVERBERACIÓN

Las aplicaciones o usos que se van a dar a una sala, determinan su tiempo de reverberación ideal. Así, salas con tiempos bajos o "secas" pueden ser aptas para teatro y/o palabra hablada pero poco adecuadas para la audición de música. Al mismo tiempo, diversos géneros de música exigen diferentes tiempos, en general mucho mayores que el considerado óptimo para la palabra. Todo esto hace muy difícil encontrar salas polivalentes, aunque mediante diversas técnicas es posible "afinar" una sala o variar su tiempo de reverberación.

El volumen de una sala determina directamente (junto a otros factores como los materiales de la misma) el tiempo de reverberación. El tiempo óptimo es una función del volumen, y generalmente se prefieren tiempos óptimos mayores cuando las salas son más grandes, y viceversa.

De manera empírica se consideran tiempos óptimos en relación con el uso de una sala, los siguientes:

Uso de la sala T60 (s)

Teatro y palabra hablada

0.4 - 1

Música de cámara 1 - 1.4

Música orquestal 1.5

Ópera 1.6 - 1.8

Música coral y sacra hasta 2.3

En particular, la música sacra requiere valores más altos porque generalmente está asociada a recintos como las catedrales, que suelen ser muy reverberantes.

REVERBERACIÓN CONVOLUTIVADe Wikipedia, la enciclopedia libre

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La reverberación convolutiva es un Procesamiento digital de audio basado en el cálculo matemático de Convolución, permite simular la Reverberación de entornos físicos o de unidades de reverb hardware. Utiliza Respuestas a impulsos, que son muestras de audio pregrabadas de la respuesta de las reflexiones que genera el entorno, ya sea físico o virtual, a simular posteriormente. Las señales procesadas con este tipo de reverb sonarán como si la fuente de sonido se encontrase realmente en el entorno simulado.

OBTENCIÓN DE RESPUESTAS A IMPULSOS

Una sala se comporta con respecto a una fuente sonora de forma similar a un proceso de Convolución. Este proceso matemático convierte dos Funciónes f y g en una tercera, la cual representa la magnitud en la que se superponen la primera y una versión trasladada e invertida de la segunda. El Producto de convolución de de dichas funciones responde a la Integral ( f * g )(t ) = ∫ f (τ ) g (t − τ )dτ . ( f * g )(t ) = ∫ f (τ ) g (t − τ )dτ.

El impulso perfecto sería el que tuviese una duración infinitamente corta en el tiempo y nos proporcionase un ancho de banda en frecuencias también infinito. Esto es imposible pero matemáticamente hablando no lo es. Para ello se utiliza la Delta de Dirac ( δ (t ) ) que es una distribución cuyo valor es infinito en un determinado punto y cero para los restantes. Esto implica que el ancho de banda será infinito, y que la Integral entre más y menos infinito será uno. Al hacerse el Producto entre cualquier Función y la Delta de Dirac el resultado es la función inicial f (t) *δ (t) = f (t). La función f (t) es lo que llamamos la Respuesta al impulso y nos proporciona la información sobre las modificaciones de tiempo y frecuencia que sufriría la señal inicial reproducida en dicha sala.

Aplicaciones

Simulación de entornos reales

El uso más común de las reverbs convolutivas es la simulación de espacios reales con el fin de imitar su Acústica. Reproduciendo y grabando un impulso, esto es, un sonido de muy corta duración (normalmente una chispa eléctrica o un barrido de ondas senoidales) en dicho espacio.

SIMULACIÓN DE ENTORNOS VIRTUALES

También se utilizan para simular la respuesta de unidades de reverberación, en vez de reproducir el impulso en un espacio real se reproduce a través de una de estas unidades. El proceso utilizado es exactamente el mismo empleado para la simulación de entornos reales.

SONIDODe Wikipedia, la enciclopedia libre

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El sonido, en física, es cualquier fenómeno que involucre la propagación en forma de ondas elásticas (sean audibles o no), generalmente a través de un fluido (u otro medio elástico) que esté generando el movimiento vibratorio de un cuerpo.

El sonido humanamente audible consiste en ondas sonoras consistentes en oscilaciones de la presión del aire, que son convertidas en ondas mecánicas en el oído humano y percibidas por el cerebro. La propagación del sonido es similar en los fluidos, donde el sonido toma la forma de fluctuaciones de presión. En los cuerpos sólidos la propagación del sonido involucra variaciones del estado tensional del medio.

Representación esquemática del oído. (Azul: ondas sonoras. Rojo: tímpano. Amarillo: Cóclea. Verde: células de receptores auditivos. Púrpura: espectro de frecuencia de respuesta del oído. Naranja: impulso del nervio.

La propagación del sonido involucra transporte de energía sin transporte de materia, en forma de ondas mecánicas que se propagan a través de la materia sólida, líquida o gaseosa. Como las vibraciones se producen en la misma dirección en la que se propaga el sonido, se trata de una onda longitudinal.

El sonido es un fenómeno vibratorio transmitido en forma de ondas. Para que se genere un sonido es necesario que vibre alguna fuente. Las vibraciones pueden ser transmitidas a través de diversos medios elásticos, entre los más comunes se encuentran el aire y el agua. La fonética acústica concentra su interés especialmente en los sonidos del habla: cómo se generan, cómo se perciben, y cómo se pueden describir gráfica y/o cuantitativamente.

FÍSICA DEL SONIDO

La física del sonido es estudiada por la acústica, que trata tanto de la propagación de las ondas sonoras en los diferentes tipos de medios continuos como la interacción de estas ondas sonoras con los cuerpos físicos.

onda sinusoidal; Variación de frecuencia; Abajo podemos ver las frecuencias más altas. El eje horizontal representa el tiempo.

PROPAGACIÓN DEL SONIDO

Artículo principal: Propagación del sonido

Ciertas características de los fluidos y de los sólidos influyen en la onda de sonido. Es por eso que el sonido se propaga en los sólidos y en los líquidos con mayor rapidez que en los

gases. En general cuanto mayor sea la compresibilidad (1/K) del medio tanto menor es la velocidad del sonido. También la densidad es un factor importante en la velocidad de propagación, en general a mayor sea la densidad (ρ), a igualdad de todo lo demás, tanto menor es la velocidad de la propagación del sonido. La velocidad del sonido se relaciona con esas magnitudes mediante:

En los gases, la temperatura influye tanto la compresibilidad como la densidad, de tal manera que el factor de importancia suele ser la temperatura misma.

Para que el sonido se transmita se necesita que las moléculas vibren en torno a sus posiciones de equilibrio.

En algunas zonas de las moléculas de aire, al vibrar se juntan (zonas de compresión) y en otras zonas se alejan (zonas de rarefacción), esta alteración de las moléculas de aire es lo que produce el sonido.

Las ondas sonoras necesitan un medio en el que propagarse, por lo que son ondas mecánicas. Se propagan en la misma dirección en la que tienen lugar las compresiones y dilataciones del medio: son ondas longitudinales.

La velocidad de propagación de las ondas sonoras depende de la distancia entre las partículas del medio; por tanto, es en general mayor en los sólidos que en los líquidos y en estos, a su vez, que en los gases.

MAGNITUDES FÍSICAS DEL SONIDO

Artículo principal: Onda sonora

Como todo movimiento ondulatorio, el sonido puede representarse como una suma de curvas sinusoides con un factor de amplitud, que se pueden caracterizar por las mismas magnitudes y unidades de medida que a cualquier onda de frecuencia bien definida: Longitud de onda (λ), frecuencia (f) o inversa del período (T), amplitud (que indica la cantidad de energía que contiene una señal sonora) y no hay que confundir amplitud con volumen o potencia acústica. Y finalmente cuando se considera la superposición de diferentes ondas es importante la fase que representa el retardo relativo en la posición de una onda con respecto a otra.

Sin embargo, un sonido complejo cualquiera no está caracterizado por los parámetros anteriores, ya que en general un sonido cualquiera es una combinación de ondas sonoras que difieren en los cinco parámetros anteriores. La caracterización de un sonido

arbitrariamente complejo implica analizar tanto la energía transmitida como la distribución de dicha energía entre las diversas ondas componentes, para ello resulta útil investigado.

Potencia acústica : El nivel de potencia acústica es la cantidad de energía radiada en forma de ondas por unidad de tiempo por una fuente determinada. La potencia acústica depende de la amplitud.

Espectro de frecuencias : permite conocer en qué frecuencias se transmite la mayor parte de la energía.

VELOCIDAD DEL SONIDO

Artículo principal: Velocidad del sonido

El sonido tiene una velocidad de 331,5 m/s cuando: la temperatura es de 0 °C, la presión atmosférica es de 1 atm (nivel del mar) y se presenta una humedad relativa del aire de 0 % (aire seco). Aunque depende muy poco de la presión del aire.

La velocidad del sonido depende del tipo de material. Cuando el sonido se desplaza en los sólidos tiene mayor velocidad que en los líquidos, y en los líquidos es más veloz que en los gases. Esto se debe a que las partículas en los sólidos están más cercanas.

Archivo:FA-18 Hornet breaking sound barrier (7 July 2012) - filtered.jpg U.S. Navy F/A-18 Avión rompiendo la barrera del sonido.

Comportamiento de las ondas de sonido a diferentes velocidades

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

Donde:

, es la temperatura en grados Celsius.

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

REVERBERACIÓN

La reverberación es la suma total de las reflexiones del sonido que llegan al lugar del oyente en diferentes momentos del tiempo. Auditivamente se caracteriza por una prolongación, a modo de "cola sonora", que se añade al sonido original. La duración y la coloración tímbrica de esta cola dependen de: La distancia entre el oyente y la fuente sonora; la naturaleza de las superficies que reflejan el sonido. En situaciones naturales hablamos de sonido directo para referirnos al sonido que se transmite directamente desde la fuente sonora hasta nosotros (o hasta el mecanismo de captación que tengamos). Por otra parte, el sonido reflejado es el que percibimos después de que haya rebotado en las superficies que delimitan el recinto acústico, o en los objetos que se encuentren en su trayectoria. Evidentemente, la trayectoria del sonido reflejado siempre será más larga que la del sonido directo, de manera que -temporalmente- escuchamos primero el sonido directo, y unos instantes más tarde escucharemos las primeras reflexiones; a medida que transcurre el tiempo las reflexiones que nos llegan son cada vez de menor intensidad, hasta que desparecen. Nuestra sensación, no obstante, no es la de escuchar sonidos separados, ya que el cerebro los integra en un único precepto, siempre que las reflexiones lleguen con una separación menor de unos 50 milisegundos. Esto es lo que se denomina efecto Haas o efecto de precedencia.

FISIOLOGÍA DEL SONIDO

Artículo principal: Percepción sonora

EL APARATO AUDITIVO

Artículo principal: Oído

Los sonidos son percibidos a través del aparato auditivo que recibe las ondas sonoras, que son convertidas en movimientos de los osteocillos óticos y percibidas en el oído interno que a su vez las transmite mediante el sistema nervioso al cerebro. Esta habilidad se tiene incluso antes de nacer.

LA VOZ HUMANA

La espectrografía de la voz humana revela su rico contenido armónico.

La voz humana se produce por la vibración de las cuerdas vocales, lo cual genera una onda sonora que es combinación de varias frecuencias y sus correspondientes armónicos. La cavidad buco-nasal sirve para crear ondas cuasiestacionarias por lo que ciertas frecuencias denominadas formantes. Cada segmento de sonido del habla viene caracterizado por un cierto espectro de frecuencias o distribución de la energía sonora en las diferentes frecuencias. El oído humano es capaz de identificar diferentes formantes de dicho sonido y percibir cada sonido con formantes diferentes como cualitativamente diferentes, eso es lo que permite por ejemplo distinguir dos vocales. Típicamente el primer formante, el de frecuencia más baja está relacionada con la abertura de la vocal que en última instancia está relacionada con la frecuencia de las ondas estacionarias que vibran verticalmente en la cavidad. El segundo formante está relacionado con la vibración en la dirección horizontal y está relacionado con si la vocal es anterior, central o posterior.

La voz masculina tiene un tono fundamental de entre 100 y 200 Hz, mientras que la voz femenina es más aguda, típicamente está entre 150 y 300 Hz. Las voces infantiles son aún más agudas. Sin el filtrado por resonancia que produce la cavidad buco nasal nuestras emisiones sonoras no tendrían la claridad necesaria para ser audibles. Ese proceso de filtrado es precisamente lo que permite generar los diversos formantes de cada unidad segmental del habla.

SONIDOS DEL HABLA

Las lenguas humanas usan segmentos homogéneos reconocibles de unas decenas de milisegundos de duración, que componen los sonidos del habla, técnicamente llamados fonos. Lingüísticamente no todas las diferencias acústicas son relevantes, por ejemplo las mujeres y los niños tienen en general tonos más agudos, por lo que todos los sonidos que producen tienen en promedio una frecuencia fundamental y unos armónicos más altos.

Los hablantes competentes de una lengua aprenden a "clasificar" diferentes sonidos cualitativamente similares en clases de equivalencia de rasgos relevantes. Esas clases de equivalencia reconocidas por los hablantes son los constructos mentales que llamamos fonemas. La mayoría de lenguas naturales tiene unas pocas decenas de fonemas distintivos, a pesar de que las variaciones acústicas de los fonos y sonidos son enormes.

RESONANCIA

Artículo principal: Resonancia (mecánica)

Es el fenómeno que se produce cuando los cuerpos vibran con la misma frecuencia, uno de los cuales se puso a vibrar al recibir las frecuencias del otro. Para entender el fenómeno de la resonancia existe un ejemplo muy sencillo, Supóngase que se tiene un tubo con agua y muy cerca de él (sin éstos en contacto) tenemos un diapasón, si golpeamos el diapasón con un metal, mientras echan agua en el tubo, cuando el agua alcance determinada altura el sonido será más fuerte; esto se debe a que la columna de agua contenida en el tubo se pone a vibrar con la misma frecuencia que la que tiene el diapasón, lo que evidencia por qué las frecuencias se refuerzan y en consecuencia aumenta la intensidad del sonido. Un ejemplo es el efecto de afinar las cuerdas de la guitarra, puesto que al afinar, lo que se hace es igualar las frecuencias, es decir poner en resonancia el sonido de las cuerdas.

EL SONIDO EN LA MÚSICA

El sonido, en combinación con el silencio, es la materia prima de la música. En música los sonidos se califican en categorías como: largos y cortos, fuertes y débiles, agudos y graves, agradables y desagradables. El sonido ha estado siempre presente en la vida cotidiana del hombre. A lo largo de la historia el ser humano ha inventado una serie de reglas para ordenarlo hasta construir algún tipo de lenguaje musical.

PROPIEDADES

Las cuatro cualidades básicas del sonido son la altura, la duración, el timbre o color y la intensidad, fuerza o potencia.

Cualidad Característica Rango

Altura Frecuencia de onda Agudo, medio, grave

Intensidad Amplitud de onda Fuerte, débil o suave

TimbreArmónicos de onda o forma de la onda

Fuente emisora del sonido

Duración Tiempo de vibración Largo o corto

Textura Analogía táctiláspero, aterciopelado, metálico, crudo, etc...

LA ALTURAVéanse también: Tono (acústica) y altura (música)

Indica si el sonido es grave, agudo o medio, y viene determinada por la frecuencia fundamental de las ondas sonoras, medida en ciclos por segundo o hercios (Hz).

vibración lenta = baja frecuencia = sonido grave. vibración rápida = alta frecuencia = sonido agudo.

Para que los humanos podamos percibir un sonido, éste debe estar comprendido entre el rango de audición de 16 y 20.000 Hz. Por debajo de este rango tenemos los infrasonidos y por encima los ultrasonidos. A esto se le denomina rango de frecuencia audible. Cuanta más edad se tiene, este rango va reduciéndose tanto en graves como en agudos.

LA INTENSIDADVéanse también: Intensidad de sonido y sonoridad

Es la cantidad de energía acústica que contiene un sonido, es decir, lo fuerte o suave de un sonido. La intensidad viene determinada por la potencia, que a su vez está determinada por la amplitud y nos permite distinguir si el sonido es fuerte o débil.

Los sonidos que percibimos deben superar el umbral auditivo (0 dB) y no llegar al umbral de dolor (140 dB). Esta cualidad la medimos con el sonómetro y los resultados se expresan en decibelios (dB) en honor al científico e inventor Alexander Graham Bell.

En música se escriben así:

Nombre Intensidad

piano pianissimo(ppp) más suave que pianissimo

Pianissimo (pp) muy suave

Piano (p) suave

Mezzo Piano (mp) medio suave

Mezzo Forte (mf) medio fuerte

Forte (f) fuerte

Fortissimo (ff) muy fuerte

forte fortissimo (fff) más fuerte que fortissimo

EL TIMBREArtículo principal: Timbre (acústica)

Es la cualidad que confiere al sonido los armónicos que acompañan a la frecuencia fundamental. La voz propia de cada instrumento que distingue entre los sonidos y los ruidos.

Esta cualidad es la que permite distinguir dos sonidos, por ejemplo, entre la misma nota (tono) con igual intensidad producida por dos instrumentos musicales distintos. Se define como la calidad del sonido. cada cuerpo sonoro vibra de una forma distinta. Las diferencias se dan no solamente por la naturaleza del cuerpo sonoro (madera, metal, piel tensada, etc.), sino también por la manera de hacerlo sonar (golpear, frotar, rascar).

Una misma nota suena distinta si la toca una flauta, un violín, una trompeta, etc. Cada instrumento tiene un timbre que lo identifica o lo diferencia de los demás. Con la voz sucede lo mismo. El sonido dado por un hombre, una mujer, un/a niño/a tienen distinto timbre. El timbre nos permitirá distinguir si la voz es áspera, dulce, ronca o aterciopelada. También influye en la variación del timbre la calidad del material que se utilice. Así pues, el sonido será claro, sordo, agradable o molesto.

LA DURACIÓN

Es el tiempo durante el cual se mantiene un sonido. Podemos escuchar sonidos largos, cortos, muy cortos, etc.

Los únicos instrumentos acústicos que pueden mantener los sonidos el tiempo que quieran, son los de cuerda con arco, como el violín, y los de viento (utilizando la respiración circular o continua); pero por lo general, los instrumentos de viento dependen de la capacidad pulmonar, y los de cuerda según el cambio del arco producido por el ejecutante.

FUENTES DEL SONIDO

El sonido es un tipo de ondas mecánicas longitudinales producidas por variaciones de presión del medio. Estas variaciones de presión (captadas por el oído humano) producen en el cerebro la percepción del sonido.

Existen en la naturaleza sonidos generados por diferentes fuentes de sonido y sus características de frecuencia (altura), intensidad (fuerza), forma de la onda (timbre) y envolvente (modulación) los hacen diferentes e inconfundibles, por ejemplo, el suave correr del agua por un grifo tiene las mismas características en frecuencia, timbre y envolvente que el ensordecedor correr del agua en las cataratas del Iguazú, con sus aproximadamente 100 metros de altura de caída libre, pero la intensidad (siempre medida en decibelios a un metro de distancia de la zona de choque) es mucho mayor.

De los requisitos apuntados, el de la envolvente es el más significativo, puesto que es "la variación de la intensidad durante un tiempo, generalmente el inicial, considerado", el ejemplo de la diferencia de envolventes es la clara percepción que tenemos cuando algún instrumento de cuerda raspada (violín, violoncelo) son ejecutados "normalmente" (con el arco raspando las cuerdas" o cuando son pulsados (pizzicato); mientras que en el primer caso el sonido tiene aproximadamente la misma intensidad durante toda su ejecución, en el segundo caso el sonido parte con una intensidad máxima (la cuerda tensa soltada por el músico) atenuándose rápidamente con el transcurso del tiempo y de una manera exponencial, de manera que la oscilación siguiente a la anterior sigue una ley de variación descendente. Entre los instrumentos que exhiben una envolvente constante tenemos primordialmente el órgano de tubos (y sus copias electrónicas), el saxofón (también de aire, como el órgano) y aquellos instrumentos que, no siendo de envolvente fija, pueden fácilmente controlar esta función, como la flauta (dulce y armónica), la tuba, el clarinete y las trompetas, pífano y silbatos, bocinas de medios de transportes (instrumentos de advertencia); entre los instrumentos de declinación exponencial tenemos todos los de percusión que forman las "baterías": bombos, platillos, redoblantes, tumbadoras (en este ramo debemos destacar los platillos, con un tiempo largo de declinación que puede ser cortado violentamente por el músico) mediante un pedal.

UMBRAL DE AUDICIÓNDe Wikipedia, la enciclopedia libre

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El umbral de audición es la intensidad mínima de sonido capaz de impresionar el oído humano. Aunque no siempre este umbral sea el mismo para todas las frecuencias que es capaz de percibir el oído humano, es el nivel mínimo de un sonido para que logre ser percibido.

El valor normal se sitúa entre 0 dB audiométrico (equivalentes a 20 micropascales) y 25 dB audiométricos, sin embargo, en frecuencias muy bajas, como aproximados a los 20 Hz hasta los casi 80 Hz, este umbral tiende a subir debido a que estas frecuencias poseen un sonido mucho más bajo. Caso contrario sucede en las frecuencias superiores a 10.000 Hz; pues debido a la agudez de estas ondas el umbral de 0 siempre es éste.

Los 0 dB se expresan en intensidad como 10-12 Watts/m2 y en variación de la presión como 2·10-5 N/m2.