El sonido

Francisco Piñero Martínez

El sonido

Francisco Piñero Martínez

ISV

Qué es el sonido

El hecho de hablar, accionar el pito del coche, tirar una piedra al agua, golpear un tubo de hierro ... provocan una vibración en las móleculas del aire, del agua, del hierro…que se transmiten a cierta distancia. Si una vibración provoca presión en el tímpano, hay una transformación en impulsos eléctricos que llega hasta el cerebro a través de las neuronas y se produce la interpretación del sonido.

El sonido es la percepción del cerebro de las variaciones de presióndetectadas por el tímpano.

Cuando un objeto vibra, hace vibrar también al aire que se encuentra alrededor de él. Esa vibración se transmite al tímpano que provoca el movimiento de los tres huesecillos: martillo, yunque y estribo. Este último impacta sobre la cóclea o caracol, y en un pequeño órgano, que se encuentra aquí, se produce la codificación de esa vibración en información eléctrica. Esta información se trasmite al cerebro por medio de las neuronas. El cerebro decodifica esa información y la convierte en una sensación denominada sonido.

Neurona al cerebro

Membrana del tímpano

Caracol

Membrana oval

Martillo

Yunque

Estribo

Funcionamiento del oído

OBJETO QUE VIBRA

El decibelio

La unidad utilizada para medir la intensidad subjetiva de un sonido es el

decibelio (db).

El decibelio es la décima parte de un belio. recibe este nombre de

Alexander Graham Bell, tradicionalmente considerado como inventor del

teléfono.

Llamamos umbral de audición a la intensidad mínima de sonido capaz

de impresionar el oído humano. Su valor se sitúa en 0 dB.

Llamamos umbral de dolor a la intensidad sonora a partir de la cual el

sonido produce en el oído sensación de dolor. Su valor medio se sitúa

en torno a los 110-130 dB.

Sonido y salud auditiva

L a exposición a sonidos que oscilen entre 50 y 60 decibelios

se consideran como peligrosa para la salud, a partir de 60 db

pasa a ser nociva.

Este nivel de ruido se alcanza demasiado fácilmente: gritos y

discusiones, automóviles en marcha, un aparato de música a

demasiado volumen,, etc.

Por encima de los 80 db, constituye una verdadera agresión

para el oído.

Sonómetro

Estos aparatos nos permiten medir objetivamente el nivel de

presión sonora. Los resultados los expresan en decibeles (dB).

Amplitud

Frecuencia

Periodo

Velocidad

Longitud de onda

Características de la onda sonora

Distancia recorrida por la onda durante un periodo

Tiempo necesario para completar un ciclo

Altura de la onda

Es la velocidad con que se desplaza la onda sonora

Número de periodos recorridos por la onda en un segundo

ALTOS

ALTOS O AGUDOS

TONOS: BAJOS O GRAVES

MEDIOS

INTENSIDAD

TIMBRE

Amplitud Representa la altura de la onda. Se percibe como intensidad o volumen. Las vibraciones de gran amplitud se perciben como sonidos fuertes, las de pequeña amplitud como sonidos débiles.

La amplitud va decayendo con el tiempo o la distancia

Periodo

Se llama período( T ), al tiempo que tarda en completarse una vibración.

El periodo es el inverso de la frecuencia

Longitud de onda Es la longitud recorrida por la onda (λ )durante el tiempo en que se genera

un ciclo. La longitud de onda se mide en metros, centímetros, kilómetros, etcétera. Se calcula dividiendo el tiempo que tarda en recorrer una distancia entre la

frecuencia de la onda.

λ = f

t

Las longitudes de onda de las frecuencias audibles oscilan entre 1.7 cm y 17 metros.

Ondas de frecuencias

muy grandes

Ondas de frecuenciasmuy bajas

Longitudes deondas

muy pequeñas

Longitudes deondas

muy grandes

tienen

tienen

Frecuencia Es el número de veces que se repite un ciclo en 1 segundo. Es la

inversa del período, o tiempo que dura un ciclo.

Ej: 50 Hz indica que en 1 segundo se repite un ciclo 50 veces.

La unidad de frecuencia es el ciclo/segundo. Se denomina hertz

(abreviado Hz).

= Hz

= sg

Velocidad del sonido

La onda sonora se propaga en cada medio a una velocidad

diferente. Esto depende principalmente de la densidad del

material. Cuanto más denso sea el medio, mayor será la

velocidad de propagación del sonido.

En el vacío, el sonido no se propaga al no existir partículas

que puedan vibrar. Ej: en la luna no se propaga el sonido.

Timbre

Todos los sonidos se componen de una onda fundamental, y un conjunto de armónicos que son múltiplos y divisores de la fundamental.

El timbre es una característica propia de cada sonido, nos permite diferenciar entre dos instrumentos iguales o distintos tocando la misma nota.

Es importante señalar que no existen en la realidad sonidos puros sino que siempre trabajamos con sonidos complejos, sonidos que contienen miles de armónicos..  

Sonido resultante

Armónico 2

Armónico 1

Onda fundamental

Comportamiento del sonido al propagarseComportamiento del sonido al propagarse

ONDA REFLEJADAONDA ATENUADA

ONDA D

IRECTA

ONDA

ENM

ASCA

RADAO

ND

A A

BSO

RB

IDA

ONDA DISFRACTADA

Onda directa

Onda directa es aquella que llega al sujeto directamente desde la fuente sonora. 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).

Onda reflejada: REFLEXION

Son ondas que llegan al sujeto después rebotar en las paredes y otros objetos del entorno. La intensidad de la onda rebotada dependerá de la frecuencia de la onda y del material donde rebote. Si éste es muy absorbente, la onda perderá gran parte de su fuerza.

Onda absorbida

Onda reflejada

Onda absorbida

Onda directa

Onda absorbida: ABSORCION 1 Cualquier elemento donde choque una onda sonora producirá siempre

dos efectos opuestos; absorberá parte de la energía de la onda sonora y

reflejará el resto.

La cantidad de energía absorbida y reflejada dependerá de la

frecuencia de la onda y del tipo de material.

Cuando un local presenta dificultades en la calidad del sonido porque las

paredes son muy reflectantes (mármol, vidrio, etc.) es conveniente

añadir algún elemento absorbente (cortinas, alfombras, tapiz, etc.) y el

sonido mejorará sustancialmente.

Regla General: Los objetos lisos, pesados y rígidos son reflectantes mientras que los rugosos, porosos o que pueden vibrar fácilmente son absorbentes

Coeficiente de absorción 2 Coeficiente de absorción: es la relación entre el sonido que incide en una superficie y el sonido absorbido por la misma. El coeficiente de absorción "a" está comprendido entre 0 y 1. Si un material tiene un a = 0 significa que es reflectante puro. si a = 1 es un excelente absorbente.

Absorbente puro

Reflectante puro

Materiales absorbentes

Onda difractada: DIFRACCIÓN Es la propiedad que tienen las ondas sonoras de bordear los obstáculos que se encuentra a su paso si estos tienen una longitud igual o menor que la longitud de onda del sonido.

También se observan fenómenos de difracción cuando al doblar una esquina, seguimos escuchando el ruido procedente de la calle que acabamos de abandonar, y si observamos con atención nos percataremos de que seguimos oyendo bastante bien las frecuencias bajas (gran longitud de onda) pero no así las agudas (pequeña longitud de onda) que no son capaces de rodear grandes obstáculos.

Onda enmascarada: ENMASCARAMIENTO

Es el efecto producido por un sonido dificultando la audición de otro menos intenso. Si tienen la misma intensidad se transforma en ruido.

Reverberación y Eco Reverberación

Es un tipo de reflexión del sonido percibido como un sonido largo. Ocurre cuando la onda directa se refleja a una distancia inferior a 17 metros o transcurre un tiempo inferior a 0,1segundos.

Eco

Es una un tipo de reflexión percibido como sonidos que se repiten. Ocurre cuando la distancia es superior a 17 metros o el tiempo superior a 0,1 segundos

Reverberación Eco

< 17m > 17m< 17m

Influencia atmosférica en el sonido

HUMEDADAIRE CALIENTEAIRE FRIO

VIENTO

Atenuación del sonido con la distancia

Fuente sonora puntual:el sonido se atenúa 6dbal duplicar la distancia

Fuente sonora lineal:el sonido se atenúa 3dbal duplicar la distancia

Hemos terminado por hoy