Exploración del Sonido: Fundamentos y Fenómenos Acústicos

1) El Sonido

El sonido es la sensación auditiva que percibe nuestro cerebro cuando recibe ondas sonoras producidas por vibraciones de un cuerpo elástico. Estas vibraciones se transmiten a través de un medio material como el aire, agua, cristal o hierro, llegando hasta nuestros oídos.

Tipos de sonido:

• Sonido en sentido general: Toda percepción de vibraciones sonoras. Todo lo que oímos entraría en este concepto.
• Sonido natural-ambiental: Producido por la naturaleza, entendiendo esta como todo el entorno que nos rodea. Sonidos producidos fortuitamente y adrede: sonido del mar, tráfico, viento, fábricas, etc.
• Sonido estético musical: Manipulado por una persona con objetivo artístico y generado artificialmente (por instrumentos musicales atendiendo a una organización sonora).

Subtipos de sonido:

• Sonido tónico: Reconocido y diferenciado por su altura. Es el que producen la mayoría de instrumentos musicales y llamamos nota.
• Ruido: Sonido que produce irregularidad sonora y confusión, lo contrario al sonido, pues produce una sensación desagradable.
• Negación del sonido: Ausencia de sonido intencionada, elemento importante para el arte musical: el silencio.

2) Ondas Sonoras

Una onda sonora es una onda longitudinal que transmite lo que se asocia con el sonido. Está formada por:

• Amplitud: Potencia que tiene la señal, intensidad de un sonido.
• Ciclo: Representación gráfica de una sola vibración desde que empieza hasta que acaba.
• Periodo: Tiempo que tarda en completarse un ciclo.
• Frecuencia: Veces que se repite un ciclo en la unidad de tiempo (un segundo). Se mide en Hz.

3) Umbral de Audibilidad

Mínima presión sonora eficaz que puede ser oída, en ausencia de todo ruido de fondo. El umbral auditivo representa la presión sonora mínima que produce la sensación de audición. En el campo auditivo, el rango de frecuencia audible va de 20 Hz a 20.000 Hz, pero el oído no es igual de sensible a todas estas frecuencias.

4) Ultrasonidos e Infrasonidos

• Ultrasonidos: Onda acústica o sonora cuya frecuencia está por encima del espectro auditivo del oído humano (20.000 Hz). Algunos animales, como delfines y murciélagos, los usan de forma parecida al radar en su orientación. Estas ondas son tan altas que rebotan fácilmente en todos los objetos alrededor de ellos, eso hace que se cree una imagen y se orienten.
• Infrasonidos: Onda acústica o sonora cuya frecuencia está por debajo del espectro audible del oído humano (20 Hz). Son usados por animales grandes, como el elefante, para comunicarse a amplias distancias. Los desastres naturales, como terremotos y tornados, producen sonidos con intensidad comparable al sonido de una bomba atómica en su explosión, con la diferencia de que, al estar por debajo de los 20 Hz, no son audibles al oído humano.

5) Ruido y Sonido

El ruido tiene movimientos aperiódicos, movimientos vibratorios irregulares y sin altura definida. El sonido es periódico porque tiene movimientos vibratorios regulares y altura definida.

6) Eco y Reverberación

Cuando recibimos sonido desde su emisor a través de dos vías: sonido directo y sonido que se ha reflejado en algún obstáculo, como las paredes del recinto. Cuando el sonido reflejado es inteligible, se llama eco.

Reverberación: Cuando, debido a la forma de reflexión o al fenómeno de persistencia acústica, es percibido como una adición que modifica el sonido original una vez que la fuente original ha dejado de emitirlo.

7) Altura

Una de las cuatro cualidades del sonido, junto con la intensidad, el timbre y la duración. En música, la altura diferencia un sonido agudo, medio o grave. La frecuencia del sonido es la que determina el nombre de las notas y se mide en ciclos por segundo o Hz. Cuanto más alta sea la frecuencia de la onda sonora, mayor será la altura del sonido (más agudo). Cuanto más baja sea, menor será la altura (más grave). Para que los humanos podamos percibir el sonido, este debe estar entre 20 y 20.000 Hz; a esto se llama audiofrecuencia. Por debajo de este rango tenemos infrasonidos y por encima, ultrasonidos.

8) Espectro Sonoro

El espectro audible está conformado por audiofrecuencias, toda la gama de frecuencias que pueden ser percibidas por el oído humano. Un oído sano y joven es sensible a frecuencias entre 20 y 20.000 Hz; esto varía con cada persona y se reduce con la edad (presbiacusia). Equivale a 10 octavas completas. Fuera del espectro audible encontramos, por encima, los ultrasonidos (ondas acústicas de más de 20.000 Hz) y, por abajo, los infrasonidos (menos de 20 Hz).

9) Absorción del Sonido

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 esta es absorbida por el nuevo medio, convirtiéndose en energía calorífica.

Materiales absorbentes para acondicionamiento físico:

• Materiales porosos: Absorben los sonidos agudos (fibra de vidrio, corcho).
• Materiales para argamasa: La argamasa es un tipo de mortero que se aplica en estado húmedo con pistola para formar superficies continuas de espesor adecuado o para unir piedra y ladrillo.
• Absorbentes en forma de panel: Absorben con mayor eficacia las bajas frecuencias, los sonidos graves.
• Resonador de Helmholtz: Tipo de absorbente creado artificialmente que elimina unas determinadas frecuencias.

10) Reflexión del Sonido

Rebote de una onda de sonido en una superficie dura. El sonido que llega al obstáculo es el sonido incidente, y el que se devuelve es el sonido reflejado. Cuando un sonido se refleja, cambia la dirección en que se propaga y pierde cantidad de energía. Si el ángulo de la onda reflejada es igual al de la incidente, el sonido lo rodeará; esto es difracción.