Fundamentos de Acústica: Presión Sonora, Intensidad y Espectro

Fundamentos de Acústica: Presión Sonora, Intensidad y Espectro

La longitud de onda y la frecuencia son inversamente proporcionales, es decir que, definido el medio de propagación, a mayor frecuencia menor longitud de onda y viceversa.

Presión Sonora

El sonido puede cuantificarse a partir de la medida de alguna magnitud física del medio, que varíe con la perturbación sonora. La magnitud física más empleada en acústica es la presión sonora. La presión sonora representa las variaciones en torno a la presión atmosférica (o de equilibrio o estática), la cual es del orden de 1 x 10⁵(N/m²) o (Pascal).

p, Presión acústica: Fluctuación instantánea de la presión estática, producida por una onda sonora.

W, Potencia sonora: Energía sonora emitida en la unidad de tiempo por una fuente determinada. Unidad: watt o vatio (W).

I, Intensidad sonora: Energía transportada por la onda, por unidad de superficie y de tiempo a través de una superficie perpendicular a la dirección de propagación. Unidad: W/m².

La razón de usar escalas logarítmicas en acústica se debe fundamentalmente a dos motivos:

1. El amplio rango de sonidos que el oído humano puede percibir desde el umbral de audición hasta el umbral del dolor. En concreto la presión sonora eficaz más débil que puede ser detectada por una persona, a la frecuencia de 1 kHz, es de 2 x 10^-5 Pa, mientras que el umbral del dolor tiene lugar para una presión de 100 Pa (milésima parte de la presión atmosférica estática). En consecuencia la escala de presiones audibles cubre una gama de 1:5.000.000. Por lo tanto la utilización de una escala lineal supondría números inmanejables.
2. Nuestro oído no responde de manera lineal a los estímulos que recibe, sino que más bien lo hace de forma logarítmica. Por ejemplo si la presión sonora de un tono puro de 1 kHz se duplica la sensación sonora producida por el mismo no es el doble.

Espectro

• Cuando vimos TIPOS DE SONIDOS, mencionamos los tonos puros, los sonidos combinados y los sonidos complejos.
• Dado que los sonidos existentes en la realidad son complejos (los tonos puros pueden producirse sólo artificialmente) la forma de describir una señal de este tipo es dividir el rango de frecuencias en una serie de bandas contiguas y medir el nivel de la señal en cada banda. A la información resultante se la denomina ESPECTRO DE FRECUENCIA o simplemente ESPECTRO.
• Para registrar los niveles de cada banda por separado se utilizan filtros que eliminan las componentes de nivel cuya frecuencia está por encima o por debajo de las llamadas frecuencias de corte de cada filtro. Los filtros empleados se corresponden con las bandas de frecuencia normalizadas (bandas de octava o bandas de tercio de octava).