UNIDAD 1«MÚSICA Y SONIDOS:

EL MEDIO AMBIENTE

SONORO»

SONIDOEl sonido, en es cualquier fenómeno físico que

involucre la propagación en forma de ondas

elásticas (sean audibles o no), generalmente a

través de un fluido (u otro medio elástico) que

esté generando el movimiento vibratorio de un

cuerpo.

Velocidad del sonido• El sonido tiene una velocidad de 331,5 m/s

cuando: la temperatura es de 0 °C, la presiónatmosférica es de 1 atm (nivel del mar) y sepresenta una humedad relativa del aire de 0% (aire seco). Aunque depende muy pocode la presión del aire.

• La velocidad del sonido depende del tipo dematerial. Cuando el sonido se desplaza en lossólidos tiene mayor velocidad que en loslíquidos, y en los líquidos es más veloz que enlos gases. Esto se debe a que las partículas enlos sólidos están más cercanas.

Nociones elementales de

PsicoacústicaLa física del sonido es estudiada por la acústica, que tratatanto de la propagación de las ondas sonoras en losdiferentes tipos de medios continuos como la interacciónde estas ondas sonoras con los cuerpos físicos.La acústica es una rama de la física interdisciplinaria queestudia el sonido, infrasonido y ultrasonido, es decir ondasmecánicas que se propagan a través de la materia (tantosólida como líquida o gaseosa) (no se propagan en elvacío) por medio de modelos físicos y matemáticos. Aefectos prácticos, la acústica estudia laproducción, transmisión, almacenamiento, percepción oreproducción del sonido. La ingeniería acústica es la ramade la ingeniería que trata de las aplicaciones tecnológicasde la acústica.

Psico-acústica La audición humana es un proceso extraordinariamente complejo, que apenas está comenzandocuando el sonido golpea el tímpano y es convertido de variaciones en la presión del aire a impulsosnerviosos. De ahí en adelante, es asunto de la mente, y la psicología se convierte en factor importantepara estudiar y analizar los sonidos, así como las reacciones de las personas ante éstos.

La psicoacústica puede ser definida simplemente como el estudio psicológico de la audición. Elobjetivo de la investigación psicoacústica es averiguar cómo funciona la audición. En otras palabras, elobjetivo es descubrir cómo los sonidos que entran al oído son procesados por éste y el cerebro, con elfin de dar a la persona que escucha información útil acerca del mundo exterior.

La conexión de la psicoacústica con la psicología puede ser confusa. Muchos de los problemasabordados por los psicoacústicos tienen muy poco que ver con la concepción popular de la psicología.Por ejemplo, existen algunas investigaciones concernientes con la sonoridad, y cómo ésta esrepresentada por las células nerviosas en el oído. Algunas personas podrían pensar que esto sería unamateria concerniente a la neurofisiología, y de hecho lo es. Sin embargo, donde un fisiologista auditivopodría abordar el problema aplicándole un electrodo a un ratón de laboratorio, un psicoacústico loabordaría midiendo la capacidad del oyente para hacer discriminaciones entre sonidos escogidoscuidadosamente.

El hecho de tratar de medir las reacciones en el comportamiento, en las personas oyentes, esbásicamente la razón por la cual la psicoacústica es considerada como una rama de la psicología. Sinembargo, la psicoacústica no se involucra en cómo los sonidos producen una respuesta emocional ocognoscitiva particular, lo cual le corresponde a la psicología cognoscitiva. Lo que sí se debereconocer, es que la psicoacústica es un área muy amplia, y mientras existe un gran solapamiento conla fisiología en un extremo, en el otro extremo se tiene que recurrir algunas veces a la psicología clásicapara poder explicar los resultados experimentales más complejos.

InfrasonidoUn infrasonido es una onda acústica o sonora cuya frecuencia está por debajo del espectro audible del oído humano (aproximadamente 20 Hz).

El infrasonido es utilizado por animales grandes como el elefante para comunicarse enamplias distancias (sonidos de 100 dB SPL [Nivel de Presión de Sonido] a unos pocoskilómetros a la redonda) sin problema alguno. La clave de que estos animales puedan oíra dichas distancias es la separación de sus oídos, ya que ésta es directamenteproporcional a la frecuencia de onda que pueden captar (en diferencia con los animalesde cabezas pequeñas). Recientemente, se ha demostrado que los elefantes registran elinfrasonido no sólo con sus oídos, sino también al sentir las vibraciones producidas porellos mismos mediante sus patas, ya que sus uñas actúan como sensores conductores desonidos de baja frecuencia.

Los desastres naturales como erupciones volcánicas, terremotos y tornados producensonidos de una intensidad comparable con el sonido que hace una bomba atómica en suexplosión, con la diferencia de que, al estar por debajo de los 20 Hz, no son inaudibles aloído humano, lo que ha permitido iniciar investigaciones vulcanológicas y meteorológicaspara evitar futuros desastres.

Ultrasonido Un ultrasonido es una onda acústica o sonora

cuya frecuencia está por encima del espectroaudible del oído humano (aproximadamente20.000 Hz).

Algunos animales como los delfines y losmurciélagos lo utilizan de forma parecida al radaren su orientación. A este fenómeno se lo conocecomo ecolocalización. Se trata de que las ondasemitidas por estos animales son tan altas que“rebotan” fácilmente en todos los objetosalrededor de ellos, esto hace que creen una“imagen” y se orienten en donde se encuentran

Reverberación La reverberación es la suma total de las reflexiones del sonido que

llegan al lugar del oyente en diferentes momentos del tiempo.Auditivamente se caracteriza por una prolongación, a modo de "colasonora", que se añade al sonido original. La duración y la coloración

tímbrica de esta cola dependen de: La distancia entre el oyente y lafuente sonora; la naturaleza de las superficies que reflejan el sonido.

En situaciones naturales hablamos de sonido directo para referirnos alsonido que se transmite directamente desde la fuente sonora hastanosotros (o hasta el mecanismo de captación que tengamos). Por otraparte, el sonido reflejado es el que percibimos después de que hayarebotado en las superficies que delimitan el recinto acústico, o en los

objetos que se encuentren en su trayectoria.

Evidentemente, la trayectoria del sonido reflejado siempre será máslarga que la del sonido directo, de manera que -temporalmente-escuchamos primero el sonido directo, y unos instantes más tardeescucharemos las primeras reflexiones; a medida que transcurre eltiempo las reflexiones que nos llegan son cada vez de menorintensidad, hasta que desparecen. Nuestra sensación, no obstante, no

es la de escuchar sonidos separados, ya que el cerebro los integra enun único precepto, siempre que las reflexiones lleguen con unaseparación menor de unos 50 milisegundos. Esto es lo que se denominaefecto Haas o efecto de precedencia.

ECO

El eco es un fenómeno acústico producido cuando unaonda se refleja y regresa hacia su emisor. Puede referirsetanto a ondas sonoras como a electromagnéticas.

En el caso del oido humano, para que sea percibido esnecesario que el eco supere la persistencia acústica, encaso contrario el cerebro interpreta el sonido emitido y elreflejado como un mismo sonido. El mínimo retardonecesario entre ambos sonidos varía desde alrededor de100 ms para sonidos secos hasta varios segundos parasonidos complejos, como la música. Si el sonido ha sidodeformado hasta hacerse irreconocible, se denominareverberación en vez de eco

Sonar. Empleo del eco acústico para

la detección del fondo marino

Aplicaciones del Eco

Ensayos: En construcción se utiliza ladistribución del eco por el interior de losmateriales a modo de ensayo, para ver sicumplen con los parámetros deseados.

Ecografías: El eco de un ultrasonido esinterpretado por un ordenador paragenerar imágenes.

Radares: Triangulan la posición de losobjetos a través de su eco.

Propagación y Amortiguación

del Sonido En la amortiguación del sonido se incluyen todas las

medidas con el ruido, cuya eficacia descansaperfectamente en la absorción del sonido.

Entre éstas se encuentran fundamentalmente lasencaminadas a reducir el ruido en el mismo local deemisión, y a mejorar la calidad de escucha de unasala.

Si consideramos una fuente de sonido en espaciolibre, a medida que nos alejamos de la misma seproduce una disminución de la presión sonorainversamente proporcional a la distancia. Pero esteefecto no debe considerarse en principio como unaamortiguación del sonido en sí, sino más bien comouna disminuciónde la amplitud originada por ladistribución de la energía en un volumen mayor.

PROPAGACIÓN Y AMORTIGUACIÓN DEL SONIDO EN RECINTOS

En un recinto o local cerrado, las ondas emitidas por unafuente determinada chocan con las superficies que limitanel local, dando origen a ondas reflejadas, las cuales a suvez se reflejan nuevamente, repitiéndose el fenómenomultitud de veces.

La presión acústica que existe en un punto determinadodel recinto, después de haberse producido variasreflexiones del sonido, es la resultante de las presiones delas ondas emitidas en distintos momentos y que en elinstante de la observación se cruzan en el puntoconsiderado. Dicho de otro modo, la presión en dichopunto es el resultado de la presión del campo directo(ondas que se han propagado desde la fuente sin chocar)y del campo reverberado (ondas que han chocado una ovarias veces contra las superficies que limitan el local.

Por tanto, el nivel de presión acústica en unpunto, depende en gran medida de la absorción acústicade las superficies que limitan el local y que en definitivadefinen la absorción global del mismo o área absorbentedel local.

Efecto DOPPLER

Cuando la fuente de ondas y el observador están enmovimiento relativo con respecto al medio material en elcual la onda se propaga, la frecuencia de las ondasobservadas es diferente de la frecuencia de las ondasemitidas por la fuente. Este fenómeno recibe el nombre deefecto Doppler en honor a su descubridor.

Todos hemos sido testigos del cambio de tonalidad de unsonido cuando se acerca y luego se aleja de nosotros: elmotor de un carro, el pito de una locomotora, el paso deun avión en vuelo bajo, entre otros ejemplos. A estefenómeno se le denomina efecto Doppler. Estádirectamente relacionado con la naturaleza ondulatoriadel sonido. Cuando el origen de las ondas se desplaza enun sentido causa que el ancho de banda de la onda seacorte en la dirección hacia adonde se esta moviendo yse alargue en el sentido contrario. De esta manera el tonodel sonido cambia haciéndose mas alto en la direcciónhacia donde el origen de la onda se acerca y de tonobajo hacia adonde se aleja.