Fundamentos de Acústica y Componentes Esenciales de la Cadena de Sonido

Rangos de Frecuencia y Propiedades del Sonido

Rangos de Frecuencia Estándar

• Tono Bajo (Graves): 20 Hz - 300 Hz
• Medios: 300 Hz - 4000 Hz
• Agudos: 4000 Hz - 20000 Hz

Propiedades Físicas del Sonido

La onda sonora es senoidal y queda caracterizada por la variación temporal de la presión sonora en un punto determinado.

• Espectro: Representación de las frecuencias que componen un sonido.
• Tono Puro: Sonido en el que la presión sonora varía en posición y tiempo de manera senoidal.
• Sonido Armónico: Sonido formado por la superposición de un tono puro y un conjunto finito o infinito de tonos con frecuencias múltiples de esta (frecuencia fundamental, armónico).
• Sonido Complejo: Superposición de infinitos tonos puros con frecuencias infinitamente próximas y de amplitud diferente.
• Ruido: Combinación de sonidos aleatorios de distintas frecuencias muy próximas entre sí.

Espectro Audible

El espectro audible se extiende desde los 20 Hz (por debajo, infrasonidos) hasta los 20 kHz (por encima, ultrasonidos).

Cualidades y Fenómenos de Propagación Sonora

Cualidades del Sonido

• Tono: Frecuencia fundamental de las ondas que permite clasificar los sonidos (grave o agudo).
• Timbre: Permite diferenciar dos sonidos diferentes con el mismo tono e intensidad.
• Intensidad: Determina si el sonido es fuerte o débil, relacionado directamente con la amplitud de la onda.

Fenómenos de Propagación

• Reflexión: Ocurre cuando una onda incide sobre una superficie grande comparada con su longitud de onda; parte de la señal se refleja. El ángulo de reflexión es igual al ángulo de incidencia.
• Absorción: Parte de la onda que incide sobre una superficie se pierde porque se transforma en calor en el material sobre el que incide.
• Refracción: Cambio de dirección que experimenta una onda sonora cuando atraviesa diferentes medios.
• Difracción: Efecto de dispersión que se produce cuando el sonido se encuentra ante un obstáculo o apertura y se dispersa.

Fenómenos Acústicos en Recintos

• Eco: Reflexión de ondas sonoras donde el sonido original se extingue, pero se capta el sonido por las reflexiones de las ondas.
• Reverberación: Persistencia del sonido dentro de un recinto después de que el sonido original haya cesado.
• Efecto Haas (Efecto de Precedencia): Interpretación del cerebro cuando diferentes fuentes de sonido se reciben con diferente intensidad o retardos. Un retardo menor a 50 ms fusiona los sonidos; un retardo mayor los separa.

Medición y Control Acústico

Herramientas y Factores de Propagación

Sonómetro

Instrumento que cuantifica la presión sonora. Se compone de un micrófono, una unidad de procesamiento y una unidad de presentación.

Propagación en Espacios Abiertos

Factores que afectan la propagación incluyen la divergencia geométrica de las ondas, la absorción atmosférica, el efecto suelo y la presencia de obstáculos.

Materiales Acústicos

• Materiales Porosos (Absorbentes): Formados por una estructura alveolar y fibrosa que actúan por degradación de la energía sonora en calor, debido al rozamiento del aire con su superficie.
• Difusores: Reflectores que se colocan para que el campo reverberante llegue al espectador de manera igual en todas direcciones.

Ruido y Transmisión

El ruido es un sonido molesto que afecta a la inteligibilidad.

• Vía Directa: Transmisión a través de paredes.
• Vía Indirecta: Transmisión a través de muros o ventanas.

La Cadena Electroacústica

Etapas de la Cadena de Sonido

1. Entrada: Captación de la señal (ej. antena).
2. Etapa de Tratamiento: Procesamiento de la señal (ej. equipo de mezcla).
3. Salida: Reproducción del sonido (ej. altavoces).

Características de los Micrófonos

• Sensibilidad: Relación entre la presión sonora recibida y la tensión en la salida.
• Respuesta en Frecuencia: Variación de la sensibilidad con respecto a la frecuencia.
• Directividad: Variación de la sensibilidad de un micrófono en función de la dirección de propagación del sonido incidente.

Características de los Amplificadores

El amplificador aumenta el nivel de señal aplicada a sus entradas sin alterar sus características.

• Ganancia: Relación entre la potencia de salida y la potencia de entrada.
• Potencia de Salida: Potencia que puede entregar al altavoz sin distorsionar.
• Respuesta en Frecuencia: Relación entre el nivel de entrada y el de salida para el conjunto de frecuencias de funcionamiento del amplificador.
• Distorsión: Evalúa el nivel de señales no deseadas presentes a la salida de un amplificador con respecto a la señal de entrada.

Altavoces (Según Funcionamiento)

• Bobina (Dinámicos): El sonido se produce por el movimiento de una bobina móvil y la membrana, inmersos en un campo magnético creado por un imán permanente.
• Condensador (Electrostáticos): Sistema basado en tres placas paralelas.

Rangos de Frecuencia Típicos de Componentes de Altavoz

• Graves: 20 Hz - 150 Hz
• Medios: 200 Hz - 400 Hz
• Agudos: Hasta 20 kHz