Introducción

La acústica es la ciencia que estudia los diversos aspectos relativos al sonido, particularmente los fenómenos de generación, propagación y recepción de las ondas sonoras en diversos medios, así como su transducción, su percepción y sus variadas aplicaciones tecnológicas.

1.1 El Sonido

El sonido es la sensación que se produce, a través del oído, en el cerebro y la causa física que lo determina. Esta causa física son las vibraciones en un medio elástico (generalmente el aire) que se producen por el desplazamiento de las moléculas del aire debido a la acción de una presión externa. Analicemos el ejemplo de un largo tubo con un pistón en uno de sus extremos. En el estado inicial, (a), el aire se encuentra en equilibrio. La densidad y la presión son constantes en toda la extensión del tubo. En (b) el pistón empuja el aire circundante perturbando el equilibrio, pero debido a la inercia, no es posible mover instantáneamente toda la columna de aire, por lo cual el aire próximo al pistón se comprime. El aire comprimido ejerce mayor presión sobre el aire que lo rodea a menor presión, por lo que tiende a comprimirlo, a su vez descomprimiéndose. El resultado, ilustrado en (c), es que la perturbación se ha desplazado. Este proceso se repite en forma continua, como se muestra en (d) y (e). La perturbación se aleja, así, de la fuente (el pistón).

propagación del sonido

(a) El aire en reposo (moléculas repartidas uniformemente). (b) Ante una perturbación el aire se concentra cerca del pistón (aumenta la presión). (c), (d), (e) La perturbación se propaga alejándose de la fuente.

Cada molécula transmite la vibración a las que hay a su lado provocándose un movimiento en cadena que se transmite en forma de variaciones de presión sonora, y se representan como una onda.

onda sonora

1.2 Magnitudes Físicas del Sonido

Amplitud: La amplitud es el grado de movimiento de las moléculas de aire en una onda. Esta corresponde, en términos musicales, a aquello que llamamos “intensidad" .Cuanto más grande es la amplitud de la onda, más intensamente golpean las moléculas en el tímpano y más fuerte es el sonido percibido. Se mide en “decibeles”.
La amplitud mínima para que un sonido sea percibido por una persona se llama “umbral de audición” (0 db). Cuando la amplitud aumenta, llega un momento en que produce molestias en el tímpano, a eso se le llama “umbral del dolor” (120 db).

amplitud

Frecuencia: La frecuencia es el número de oscilaciones completas que una onda efectúa en el intervalo de tiempo de 1 segundo. También llamada “ciclos por segundo”, se mide en “Hertz” (Hz), en honor al famoso físico austriaco. Cuanto mayor es la frecuencia, tanto mas agudo es el sonido. Si se producen muchas oscilaciones en un segundo estaremos hablando de altas frecuencias, si, por el contrario, son pocas, hablamos de bajas frecuencias.

frecuencia