Este documento trata sobre la física del sonido. Explica que el sonido se propaga a través de medios elásticos en forma de ondas longitudinales que involucran variaciones de presión. También describe las propiedades del sonido como la altura, intensidad y timbre, y explica conceptos como la velocidad del sonido, la resonancia y la percepción auditiva del sonido.
1. Sonido
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Transmisión del sonido en un fluido. Se produce una onda de presión por compresión, que hace que el resto de las
partículas se compriman entre ellas.
El sonido, en física, es cualquier fenómeno que involucre la propagación en forma deondas
elásticas (sean audibles o no), generalmente a través de un fluido (u otro medio elástico) que esté
generando el movimiento vibratorio de un cuerpo.
El sonido humanamente audible consiste en ondas sonoras que producen oscilaciones de la presión del
aire, que son convertidas en ondas mecánicas en el oído humano y percibidas por el cerebro. La
propagación del sonido es similar en los fluidos, donde el sonido toma la forma de fluctuaciones de
presión. En los cuerpos sólidos la propagación del sonido involucra variaciones del estado tensional del
medio.
Representación esquemática del oído. (Azul: ondas sonoras. Rojo: tímpano. Amarillo: Cóclea. Verde: células de
receptores auditivos. Púrpura: espectro de frecuencia de respuesta del oído. Naranja: impulso del nervio.
La propagación del sonido involucra transporte de energía sin transporte de materia, en forma de ondas
mecánicas que se propagan a través de la materia sólida, líquida ogaseosa. Como las vibraciones se
producen en la misma dirección en la que se propaga el sonido, se trata de una onda longitudinal.
2. El sonido es un fenómeno vibratorio transmitido en forma de ondas. Para que se genere un sonido es
necesario que vibre alguna fuente. Las vibraciones pueden ser transmitidas a través de diversos medios
elásticos, entre los más comunes se encuentran el aire y el agua. La fonética acústica concentra su
interés especialmente en los sonidos del habla: cómo se generan, cómo se perciben, y cómo se pueden
describir gráfica y/o cuantitativamente.
Contenido
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1 Física del sonido
o 1.1 Propagación del sonido
o 1.2 Magnitudes físicas del sonido del silencio
o 1.3 Velocidad del sonido
o 1.4 Reverberación
2 Fisiología del sonido
o 2.1 El aparato auditivo
o 2.2 La voz humana
o 2.3 Sonidos del habla
o 2.4 Resonancia
3 El sonido en la música
o 3.1 Propiedades
3.1.1 La altura
3.1.2 La intensidad
3.1.3 El timbre
3.1.4 La duración
4 Fuentes del sonido
5 Véase también
6 Enlaces externos
[editar]Física del sonido
La física del sonido es estudiada por la acústica, que trata tanto de la propagación de las ondas sonoras
en los diferentes tipos demedios continuos como la interacción de estas ondas sonoras con los cuerpos
físicos.
3. onda sinusoidal; Variación de frecuencia; Abajo podemos ver las frecuencias más altas. El eje horizontal representa
el tiempo.
[editar]Propagación del sonido
Artículo principal: Propagación del sonido.
Ciertas características de los fluidos y de los sólidos influyen en la onda de sonido. Es por eso que el
sonido se propaga en los sólidos y en los líquidos con mayor rapidez que en los gases. En general
cuanto mayor sea la compresibilidad (1/K) del medio tanto menor es la velocidad del sonido. También la
densidad es un factor importante en la velocidad de propagación, en general a mayor sea la densidad
(ρ), a igualdad de todo lo demás, tanto menor es la velocidad de la propagación del sonido. La velocidad
del sonido se relaciona con esas magnitudes mediante:
En los gases, la temperatura influye tanto la compresibilidad como la densidad, de tal manera que el
factor de importancia suele ser la temperatura misma.
Para que el sonido se transmita se necesita que las moléculas vibren en torno a sus posiciones de
equilibrio.
En algunas zonas de las moléculas de aire, al vibrar se juntan (zonas de compresión) y en otras zonas
se alejan (zonas de rarefacción), esta alteración de las moléculas de aire es lo que produce el sonido.
Las ondas sonoras necesitan un medio en el que propagarse, por lo que son ondas mecánicas. Se
propagan en la misma dirección en la que tienen lugar las compresiones y dilataciones del medio: son
ondas longitudinales.
La velocidad de propagación de las ondas sonoras depende de la distancia entre las partículas del
medio; por tanto, es en general mayor en los sólidos que en los líquidos y en estos, a su vez, que en los
gases.
[editar]Magnitudes físicas del sonido del silencio
Artículo principal: Onda sonora.
4. Como todo movimiento ondulatorio, el sonido puede representarse como una suma de
curvas sinusoides con un factor de amplitud, que se pueden caracterizar por las
mismas magnitudes y unidades de medida que a cualquier onda de frecuencia bien definida: Longitud
de onda (λ), frecuencia (f) o inversa del período (T), amplitud (que indica la cantidad de energía que
contiene una señal sonora) y no hay que confundir amplitud con volumen o potencia acústica. Y
finalmente cuando se considera la superposición de diferentes ondas es importante la fase que
representa el retardo relativo en la posición de una onda con respecto a otra.
Sin embargo, un sonido complejo cualquiera no está caracterizado por los parámetros anteriores, ya que
en general un sonido cualquiera es una combinación de ondas sonoras que difieren en los cinco
parámetros anteriores. La caracterización de un sonido arbitrariamente complejo implica analizar tanto la
energía transmitida como la distribución de dicha energía entre las diversas ondas componentes, para
ello resulta útil investigado.
Potencia acústica: El nivel de potencia acústica es la cantidad de energía radiada en forma de
ondas por unidad de tiempo por una fuente determinada. La potencia acústica depende de
la amplitud.
Espectro de frecuencias: permite conocer en qué frecuencias se transmite la mayor parte de la
energía.
[editar]Velocidad del sonido
Artículo principal: Velocidad del sonido.
El sonido tiene una velocidad de 331,5 m/s cuando: la temperatura es de 0 °C, la presión
atmosférica es de 1 atm (nivel del mar) y se presenta una humedad relativa del aire de 0 % (aire
seco). Aunque depende muy poco de la presión del aire.
La velocidad del sonido depende del tipo de material. Cuando el sonido se desplaza en los sólidos
tiene mayor velocidad que en los líquidos, y en los líquidos es más veloz que en los gases. Esto se
debe a que las partículas en los sólidos están más cercanas.
Comportamiento de las ondas de sonido a diferentes velocidades
La velocidad del sonido en el aire se puede calcular en relación a la temperatura de la siguiente manera:
5. Donde:
, es la temperatura en grados Celsius.
Si la temperatura ambiente es de 15 °C, la velocidad de propagación del sonido es
340 m/s (1224 km/h ). Este valor corresponde a 1 MACH.
[editar]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 "cola sonora", que se añade al sonido original. La duración y la
coloración tímbrica de esta cola dependen de: La distancia entre el oyente y la fuente
sonora; la naturaleza de las superficies que reflejan el sonido. En situaciones naturales
hablamos de sonido directo para referirnos al sonido que se transmite directamente desde
la fuente sonora hasta nosotros (o hasta el mecanismo de captación que tengamos). Por
otra parte, el sonido reflejado es el que percibimos después de que haya rebotado 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 más larga que
la del sonido directo, de manera que -temporalmente- escuchamos primero el sonido
directo, y unos instantes más tarde escucharemos las primeras reflexiones; a medida que
transcurre el tiempo las reflexiones que nos llegan son cada vez de menor intensidad,
hasta que desparecen. Nuestra sensación, no obstante, no es la de escuchar sonidos
separados, ya que el cerebro los integra en un único precepto, siempre que las reflexiones
lleguen con una separación menor de unos 50 milisegundos. Esto es lo que se denomina
efecto Haas o efecto de precedencia.
[editar]Fisiología del sonido
Artículo principal: Percepción sonora.
[editar]El aparato auditivo
Artículo principal: Oído.
Los sonidos son percibidos a través del aparato auditivo que recibe las ondas sonoras,
que son convertidas en movimientos de lososteocillos óticos y percibidas en el oído
interno que a su vez las transmite mediante el sistema nervioso al cerebro. Esta habilidad
se tiene incluso antes de nacer.
6. [editar]La voz humana
La espectrografía de la voz humana revela su rico contenido armónico.
La voz humana se produce por la vibración de las cuerdas vocales, lo cual genera una
onda sonora que es combinación de varias frecuencias y sus correspondientes armónicos.
La cavidad buco-nasal sirve para crear ondas cuasiestacionarias por lo que ciertas
frecuencias denominadas formantes. Cada segmento de sonido del habla viene
caracterizado por un cierto espectro de frecuencias o distribución de la energía sonora en
las diferentes frecuencias. El oído humano es capaz de identificar diferentes formantes de
dicho sonido y percibir cada sonido con formantes diferentes como cualitativamente
diferentes, eso es lo que permite por ejemplo distinguir dos vocales. Típicamente el primer
formante, el de frecuencia más baja está relacionada con la abertura de la vocal que en
última instancia está relacionada con la frecuencia de las ondas estacionarias que vibran
verticalmente en la cavidad. El segundo formante está relacionado con la vibración en la
dirección horizontal y está relacionado con si la vocal es anterior, central o posterior.
La voz masculina tiene un tono fundamental de entre 100 y 200 Hz, mientras que la voz
femenina es más aguda, típicamente está entre 150 y 300 Hz. Las voces infantiles son aún
más agudas. Sin el filtrado por resonancia que produce la cavidad buco nasal nuestras
emisiones sonoras no tendrían la claridad necesaria para ser audibles. Ese proceso de
filtrado es precisamente lo que permite generar los diversos formantes de cada unidad
segmental del habla.
[editar]Sonidos del habla
Las lenguas humanas usan segmentos homogéneos reconocibles de unas decenas de
milisegundos de duración, que componen los sonidos del habla, técnicamente
llamados fonos. Lingüísticamente no todas las diferencias acústicas son relevantes, por
ejemplo las mujeres y los niños tienen en general tonos más agudos, por lo que todos los
7. sonidos que producen tienen en promedio una frecuencia fundamental y unos armónicos
más altos e intensos.
Los hablantes competentes de una lengua aprenden a "clasificar" diferentes sonidos
cualitativamente similares en clases de equivalencia de rasgos relevantes. Esas clases de
equivalencia reconocidas por los hablantes son los constructos mentales que
llamamos fonemas. La mayoría de lenguas naturales tiene unas pocas decenas de
fonemas distintivos, a pesar de que las variaciones acústicas de los fonos y sonidos son
enormes.
[editar]Resonancia
Artículo principal: Resonancia (mecánica).
Es el fenómeno que se produce cuando los cuerpos vibran con la misma frecuencia, uno
de los cuales se puso a vibrar al recibir las frecuencias del otro. Para entender el
fenómeno de la resonancia existe un ejemplo muy sencillo, Supóngase que se tiene un
tubo con agua y muy cerca de él (sin entrar en contacto) tenemos un diapasón, si
golpeamos el diapasón con un metal, mientras echan agua en el tubo, cuando el agua
alcance determinada altura el sonido será más fuerte; esto se debe a que la columna de
agua contenida en el tubo se pone a vibrar con la misma frecuencia que la que tiene el
diapasón, lo que evidencia por qué las frecuencias se refuerzan y en consecuencia
aumenta la intensidad del sonido. Un ejemplo es el efecto de afinar las cuerdas de la
guitarra, puesto que al afinar, lo que se hace es igualar las frecuencias, es decir poner en
resonancia el sonido de las cuerdas.
[editar]El sonido en la música
El sonido, en combinación con el silencio, es la materia prima de la música. En música los
sonidos se califican en categorías como: largos y cortos, fuertes y débiles, agudos y
graves, agradables y desagradables. El sonido ha estado siempre presente en la vida
cotidiana del hombre. A lo largo de la historia el ser humano ha inventado una serie de
reglas para ordenarlo hasta construir algún tipo de lenguaje musical.
[editar]Propiedades
Las cuatro cualidades básicas del sonido son la altura, la duración, el timbre o color y
la intensidad, fuerza o potencia.
Cualidad Característica Rango
8. Altura Frecuencia de onda Agudo, medio, grave
Intensidad Amplitud de onda Fuerte, débil o suave
Depende de las características de la fuente emisora
Armónicos de onda o forma de
Timbre del sonido (por analogía: áspero, aterciopelado,
la onda. Análogo a la textura
metálico, etc)
Duración Tiempo de vibración Largo o corto
[editar]La altura
Véanse también: Tono (acústica) y altura (música)
Indica si el sonido es grave, agudo o medio, y viene determinada por
la frecuencia fundamental de las ondas sonoras, medida en ciclos por segundo o hercios
(Hz).
vibración lenta = baja frecuencia = sonido grave.
vibración rápida = alta frecuencia = sonido agudo.
Para que los humanos podamos percibir un sonido, éste debe estar comprendido entre el
rango de audición de 20 y 20.000 Hz. Por debajo de este rango tenemos los infrasonidos y
por encima los ultrasonidos. A esto se le denomina rango de frecuencia audible. Cuanta
más edad se tiene, este rango va reduciéndose tanto en graves como en agudos.
En la música occidental se fueron estableciendo tonos determinados llamados notas, cuya
secuencia de 12 (C, C#, D, D#, E, F, F#, G, G#, A, A#, B) se va repitiendo formando
octavas, en cada una de éstas se duplica la frecuencia. La diferencia entre distintas notas
se denomina Intervalo.
[editar]La intensidad
Véanse también: Intensidad de sonido y sonoridad
Es la cantidad de energía acústica que contiene un sonido, es decir, lo fuerte o suave de
un sonido. La intensidad viene determinada por la potencia, que a su vez está determinada
por la amplitud y nos permite distinguir si el sonido es fuerte o débil.
La intensidad del sonido se divide en intensidad física e intensidad auditiva, la primera esta
determinada por la cantidad de energía que se propaga, en la unidad de tiempo, a través
9. de la unidad de área perpendicular a la dirección en que se propaga la onda. Y la
intensidad auditiva que se fundamenta en la ley psicofísica de Weber-Fechner, que
establece una relación logarítmica entre la intensidad física del sonido que es captado, y la
intensidad física mínima audible por el oído humano.
Los sonidos que percibimos deben superar el umbral auditivo (0 dB) y no llegar al umbral
de dolor (140 dB). Esta cualidad la medimos con el sonómetro y los resultados se
expresan en decibelios (dB) en honor al científico e inventor Alexander Graham Bell.
En música se escriben así:
Nombre Intensidad
piano pianissimo(ppp) más suave que pianissimo
Pianissimo (pp) muy suave
Piano (p) suave, sonido delicado
Mezzo Piano (mp) medio suave
Mezzo Forte (mf) medio fuerte
Forte (f) fuerte
Fortissimo (ff) muy fuerte
forte fortissimo (fff) más fuerte que fortissimo
[editar]El timbre
Artículo principal: Timbre (acústica).
Es la cualidad que confiere al sonido los armónicos que acompañan a la frecuencia
fundamental. La voz propia de cada instrumento que distingue entre los sonidos y los
ruidos.
10. Esta cualidad es la que permite distinguir dos sonidos, por ejemplo, entre la misma nota
(tono) con igual intensidad producida por dos instrumentos musicales distintos. Se define
como la calidad del sonido. Cada cuerpo sonoro vibra de una forma distinta. Las
diferencias se dan no solamente por la naturaleza del cuerpo sonoro (madera, metal, piel
tensada, etc.), sino también por la manera de hacerlo sonar (golpear, frotar, rascar).
Una misma nota suena distinta si la toca una flauta, un violín, una trompeta, etc. Cada
instrumento tiene un timbre que lo identifica o lo diferencia de los demás. Con la voz
sucede lo mismo. El sonido dado por un hombre, una mujer, un/a niño/a tienen distinto
timbre. El timbre nos permitirá distinguir si la voz es áspera, dulce, ronca o aterciopelada.
También influye en la variación del timbre la calidad del material que se utilice. Así pues, el
sonido será claro, sordo, agradable o molesto.
[editar]La duración
Es el tiempo durante el cual se mantiene un sonido. Podemos escuchar sonidos largos,
cortos, muy cortos, etc.
Los únicos instrumentos acústicos que pueden mantener los sonidos el tiempo que
quieran, son los de cuerda como el arco,el violín, y los de viento (utilizando la respiración
circular o continua); pero por lo general, los instrumentos de viento dependen de la
capacidad pulmonar, y los de cuerda según el cambio del arco producido por el ejecutante.
[editar]Fuentes del sonido
El sonido es un tipo de ondas mecánicas longitudinales producidas por variaciones
de presión del medio. Estas variaciones de presión (captadas por el oído humano)
producen en el cerebro la percepción del sonido.
Existen en la naturaleza sonidos generados por diferentes fuentes de sonido y sus
características de frecuencia (altura), intensidad (fuerza), forma de la onda (timbre) y
envolvente (modulación) los hacen diferentes e inconfundibles, por ejemplo, el suave
correr del agua por un grifo tiene las mismas características en frecuencia, timbre y
envolvente que el ensordecedor correr del agua en lascataratas del Iguazú, con sus
aproximadamente 100 metros de altura de caída libre, pero la intensidad (siempre medida
en decibelios a un metro de distancia de la zona de choque) es mucho mayor.
De los requisitos apuntados, el de la envolvente es el más significativo, puesto que es "la
variación de la intensidad durante un tiempo, generalmente el inicial, considerado", el
ejemplo de la diferencia de envolventes es la clara percepción que tenemos cuando algún
instrumento de cuerda raspada (violín, violoncelo) son ejecutados "normalmente" con el
11. arco frotando las cuerdas o cuando son pulsados (pizzicato); mientras que en el primer
caso el sonido tiene aproximadamente la misma intensidad durante toda su ejecución, en
el segundo caso el sonido parte con una intensidad máxima (la cuerda tensa soltada por el
músico) atenuándose rápidamente con el transcurso del tiempo y de una manera
exponencial, de manera que la oscilación siguiente a la anterior sigue una ley de variación
descendente. Entre los instrumentos que exhiben una envolvente constante tenemos
primordialmente el órgano de tubos (y sus copias electrónicas), el saxofón (también de
aire, como el órgano) y aquellos instrumentos que, no siendo de envolvente fija, pueden
fácilmente controlar esta función, como la flauta (dulce y armónica), la tuba, el clarinete y
las trompetas, pífano y silbatos, bocinas de medios de transportes (instrumentos de
advertencia); entre los instrumentos de declinación exponencial tenemos todos los de
percusión que forman las "baterías": bombos, platillos, redoblantes, tumbadoras (en este
ramo debemos destacar los platillos, con un tiempo largo de declinación que puede ser
cortado violentamente por el músico) mediante un pedal o mismamente la mano
1. Cómo se produce el sonido
El sonido solo se produce sonido cuando un cuerpo vibra muy rápidamente.
La vibración del elástico produce un sonido
La frecuencia es el número de vibraciones u oscilaciones completas que se efectúan en 1
segundo.
Se producen sonidos audibles cuando un cuerpo vibra con una frecuencia comprendida entre
20 y 20000 Hz (Hercio, unidad de medida para la frecuencia).
12. Una guitarra produce sonido si vibra con una frecuencia
comprendida entre 20 y 20000 Hz
El sonido se transmite a través de medios materiales, sólidos, líquidos o gaseosos pero
nunca a través del vacío.
El sonido se produce cuando un cuerpo vibra con una frecuencia comprendida entre 20 y
20000 Hz y existe un medio material en el que pueda propagarse.
El sonido es una onda. Una onda es una perturbación que se propaga por el espacio. En una
onda se propaga energía, no materia.
El sonido se propaga en el aire a una velocidad de 340 m/s a temperatura normal
(aproximadamente a 20º).
Para que el sonido pueda llegar a nuestros oídos necesita un espacio o medio de propagación,
este normalmente suele ser elaire la velocidad de propagación del sonido en el aire es de unos
334 m/s y a 0º es de 331,6 m/s.
La velocidad de propagación es proporcional a la raíz cuadrada de la temperatura absoluta y es
alrededor de 12 m/s mayor a 20º.
La velocidad es siempre independiente de la presión atmosférica. Como hemos visto cuando
mayor sea la temperatura del ambiente menos rápido llegara el sonido a nuestros oídos, es por
eso que algunas personas dicen que "en invierno se suele escuchar mejor" es decir, a mayor
temperatura menor respuesta del sonido en el aire.
MEDIO TEMPERATURA (C°) VELOCIDAD (m/s)
Aire 0 331,46
Argón 0 319
Bióxido de Carbono 0 260,3
13. Hidrógeno 0 1286
Helio 0 970
Nitrógeno 0 333,64
Oxigeno 0 314,84
Agua destilada 20 1484
Agua de mar 15 1509,7
Mercurio 20 1451
Aluminio 17-25 6400
Vidrio 17-25 5260
Oro 17-25 3240
Hierro 17-25 5930
Plomo 17-25 2400
Plata 17-25 3700
Acero inoxidable 17-25 5740
El sonido se propaga a diferentes velocidades en medios de distinta densidad. En general, se
propaga a mayor velocidad en líquidos y sólidos que en gases (como el aire). La velocidad de
propagación del sonido es, por ejemplo, de unos 1.509,7 m/s en el agua y de unos 5.930 m/s en
el acero Un cuerpo en oscilación pone en movimiento a las moléculas de aire (del medio) que lo
rodean. Éstas, a su vez, transmiten ese movimiento a las moléculas vecinas y así sucesivamente.
Cada molécula de aire entra en oscilación en torno a su punto de reposo. Es decir, el
desplazamiento que sufre cada molécula es pequeño. Pero el movimiento se propaga a través del
medio. Entre la fuente sonora (el cuerpo en oscilación) y el receptor (el ser humano) tenemos
entonces una transmisión de energía pero no un traslado de materia.
No son las moléculas de aire que rodean al cuerpo en oscilación las que hacen entrar en
movimiento al tímpano, sino las que están junto al mismo, que fueron puestas en movimiento a
medida que la onda se fue propagando en el medio.
El (pequeño) desplazamiento (oscilatorio) que sufren las distintas moléculas de aire genera
zonas en las que hay una mayor concentración de moléculas (mayor densidad), zonas de
condensación, y zonas en las que hay una menor concentración de moléculas (menor densidad),
zonas de rarefacción. Esas zonas de mayor o menor densidad generan una variación alterna en
la presión estática del aire (la presión del aire en ausencia de sonido). Es lo que se conoce como
presión sonora.
14. El sonido es una onda mecánica longitudinal que se propaga a través de un medio elástico. El
sonido no se propaga en el vacío.
Sistema auditivo
Para más información sobre el sonido pincha aquí.
Para más información sobre las ondas pincha aquí.
2. Cualidades sonoras
En todos los sonidos que percibimos se pueden distinguir tres cualidades: sonoridad, tono y
timbre.
15. La sonoridad está relacionada con la intensidad del sonido. La intensidad de un sonido
viene determinada por la amplitud del movimiento oscilatorio, subjetivamente, la
intensidad de un sonido corresponde a nuestra percepción del mismo como más o menos
fuerte. Cuando elevamos el volumen de la cadena de música o del televisor, lo que
hacemos es aumentar la intensidad del sonido.
El tono está relacionado con la frecuencia. El tono de un sonido depende únicamente de
su frecuencia, es decir, del número de oscilaciones por segundo. La altura de un sonido
corresponde a nuestra percepción del mismo como más grave o más agudo. Cuando
mayor sea la frecuencia, más agudo será el sonido. Esto puede comprobarse, por
ejemplo, comparando el sonido obtenido al acercar un trozo de cartulina a una sierra de
disco: cuando mayor sea la velocidad de rotación del disco más alto será el sonido
producido.
El timbre está relacionado con la forma o la gráfica de la onda. El timbre es la cualidad
del sonido que nos permite distinguir entre dos sonidos de la misma intensidad y altura.
Podemos así distinguir si una nota ha sido tocada por una trompeta o un violín. Esto se
debe a que todo sonido musical es un sonido complejo que puede ser considerado como
una superposición de sonidos simples.
Ondas de diferentes instrumentos musicales
Para más información sobre cualidades sonoras pincha aquí.
3. El sonido se refleja: el eco y la reverberación
El eco es un fenómeno consistente en escuchar un sonido después de haberse extinguido la
sensación producida por la onda sonora. Se produce eco cuando la onda sonora se refleja
perpendicularmente en una pared. El oído puede distinguir separadamente sensaciones que
estén por encima del tiempo de persistencia, que es 0.1 s para sonidos musicales y 0.07 s para
16. sonidos secos (palabra). Por tanto, si el oído capta un sonido directo y, después de los tiempos
de persistencia especificados, capta el sonido reflejado, se apreciará el efecto del eco. Para
que se produzca eco, la superficie reflectante debe estar separada del foco sonoro una
determinada distancia: 17 m para sonidos musicales y 11.34 m para sonidos secos.
Se produce reverberación cuando las ondas reflejadas llegan al oyente antes de la extinción
de la onda directa, es decir, en un tiempo menor que el de persistencia acústica del sonido.
Este fenómeno es de suma importancia, ya que se produce en cualquier recinto en el que se
propaga una onda sonora. El oyente no sólo percibe la onda directa, sino las sucesivas
reflexiones que la misma produce en las distintas superficies del recinto. Controlando
adecuadamente este efecto, se contribuye a mejorar las condiciones acústicas de los locales
tales como teatros, salas de concierto y, en general, todo tipo de salas. La característica que
define la reverberación de un local se denomina tiempo de reverberación. Se define como el
tiempo que transcurre hasta que la intensidad del sonido queda reducida a una millonésima de
su valor inicial.
Eco
Más sobre eco y reverberación.
Más sobre reverberación.
17. Más sobre el eco.
4. La contaminación acústica
Desde hace años el ruido se ha convertido en un factor contaminante constante en la
mayoría de las ciudades, suponiendo en la actualidad un grave problema con efectos
fisiológicos, psicológicos, económicos y sociales. El principal causante de la contaminación
acústica es la actividad humana. El ruido ha existido desde la antigüedad, pero es a partir del
siglo pasado, como consecuencia de la Revolución Industrial, del desarrollo de nuevos medios de
transporte y del crecimiento de las ciudades, cuando comienza a aparecer el problema de la
contaminación acústica urbana.
El ruido es molesto para el ser humano
El ruido se define como cualquier sonido calificado, por quien lo sufre, como algo molesto,
indeseable e irritante. A su vez, se define la contaminación acústica como aquella que se genera
por un sonido no deseado, que afecta negativamente a la calidad de vida y sobre todo, a
aquellos individuos que desarrollan actividades industriales y a los que usan con bastante
frecuencia determinados vehículos para poder desplazarse.
Para combatir la contaminación acústica, se adoptan normalmente dos tipos de medidas:
Medidas pasivas. Tratan de amortiguar el impacto sonoro, pero no eliminan los foco de
emisión del sonido. Entre ellas se encuentran las pantallas acústicas, las pantallas o
barreras verdes.
Medidas activas. Tiene como objetivo erradicar los focos de contaminación acústica y
comprenden, por ejemplo, las investigaciones para mejorar los filtros silenciadores de
18. los motores, las medidas para prohibir o limitar el tráfico rodado en ciertas zonas o las
campañas para fomentar el uso del transporte público.
Generadores de ruidos urbanos
Fluido no-newtoniano
Un fluido no newtoniano es aquel fluido cuya viscosidad varía con la temperatura y la tensión
cortante que se le aplica. Como resultado, un fluido no-newtoniano no tiene un valor de viscosidad
definido y constante, a diferencia de un fluido newtoniano.
Aunque el concepto de viscosidad se usa habitualmente para caracterizar un material, puede resultar
inadecuado para describir el comportamiento mecánico de algunas sustancias, en concreto, los fluidos
no newtonianos. Estos fluidos se pueden caracterizar mejor mediante otras propiedades reológicas,
propiedades que tienen que ver con la relación entre el esfuerzo y los tensores de tensionesbajo
diferentes condiciones de flujo, tales como condiciones de esfuerzo cortante oscilatorio.
Un ejemplo barato y no tóxico de fluido no newtoniano puede hacerse fácilmente añadiendo almidón de
maíz en una taza de agua. Se añade el almidón en pequeñas proporciones y se revuelve lentamente.
Cuando la suspensión se acerca a la concentración crítica es cuando las propiedades de este fluido no
newtoniano se hacen evidentes. La aplicación de una fuerza con la cucharilla hace que el fluido se
comporte de forma más parecida a un sólido que a un líquido. Si se deja en reposo recupera su
comportamiento como líquido. Se investiga con este tipo de fluidos para la fabricación de chalecos
antibalas, debido a su capacidad para absorber la energía del impacto de un proyectil a alta velocidad,
pero permaneciendo flexibles si el impacto se produce a baja velocidad.
Un ejemplo familiar de un fluido con el comportamiento contrario es la pintura. Se desea que fluya
fácilmente cuando se aplica con el pincel y se le aplica una presión, pero una vez depositada sobre el
lienzo se desea que no gotee.
19. Dentro de los principales tipos de fluidos no newtonianos se incluyen los siguientes:
Comportamient
Tipo de fluido Características Ejemplos
o
La aplicación de una
deformación no conlleva Metales dúctiles una vez superado el
Plástico perfecto
un esfuerzo de resistencia límite elástico
en sentido contrario
Relación lineal, o no lineal
en algunos casos, entre el
esfuerzo cortante y el
Plástico de
gradiente de deformación
Bingham
una vez se ha superado un
determinado valor del
Plásticos esfuerzo cortante
Fluidos que se comportan Barro, algunos coloides
como seudoplásticos a
Pseudoplástico
partir de un determinado
valor del esfuerzo cortante
Fluidos que se comportan
como dilatantes a partir de
Dilatante
un determinado valor del
esfuerzo cortante
La viscosidad aparente se Algunos
Seudoplástico reduce con el gradiente coloides, arcilla, leche,gelatina, sangre
del esfuerzo cortante .
Fluidos que siguen
la ley de potencias
La viscosidad aparente se
Soluciones concentradas
incrementa con el
Dilatante deazúcar en agua, suspensiones
gradiente del esfuerzo
de almidón de maíz o de arroz.
cortante
Combinación lineal en
Material de serie de
Fluidosviscoelásticos Metales, materiales compuestos
Maxwell efectos elásticos y viscoso
s
20. Combinación lineal de
comportamiento
Fluido Oldroyd-B
como fluido newtoniano y
como material de Maxwell
Combinación lineal en Betún, masa
Material de
paralelo de panadera, nailon,plastilina
Kelvin
efectos elásticos yviscosos
Estos materiales siempre
Plástico vuelven a un estado
de reposopredefinido
La viscosidad aparente se
incrementa con la
Reopéctico Algunos lubricantes
duración
Fluidos delesfuerzo aplicado
cuyaviscosidaddepend
e del tiempo
La viscosidad aparente Algunas variedades
Tixotrópico decrece con la duración de de mieles,kétchup,
esfuerzo aplicado algunas pinturasantigoteo.