La acústica es la ciencia que estudia todo lo relativo a los sonidos, su formación, propagación, sus propiedades y aplicaciones. La electroacústica se ocupa del diseño de dispositivos relacionados con el sonido, y que utilizan señales eléctricas, ya sea para filtrar, almacenar, mezclar, amplificar, expandir, comprimir o realizar cualquier otro tipo de procesamiento de sonidos.

Conceptos Básicos del Sonido

El sonido es la alteración física en un medio que puede ser detectada por el oído humano y se producen variaciones de presión del aire. La velocidad del sonido es de 340 m/seg, velocidad que varía en función de las características del medio en que se propaga y de su temperatura.

El eco es un sonido reflejado en un elemento, pared, roca y deben transcurrir al menos 100 mseg, menos de 100 mseg no es eco. El ruido está producido por sonidos no deseados.

Características del Sonido

La fase del sonido se produce cuando un sonido va adelantado o retrasado en el tiempo, se mide en grados. La longitud de onda tiene una relación directa con las dimensiones del elemento emisor de sonidos; los sonidos de mayor longitud de onda requieren altavoces de mayores dimensiones para reproducirlos correctamente.

La intensidad es el volumen de la onda sonora. De aquí surge la ley cuadrática inversa que dice que al alejarse alguien de una fuente sonora disminuye la intensidad de sonido recibida en razón inversa al cuadrado de la distancia.

El tono viene definido por la frecuencia del sonido emitido, y el espectro de frecuencias que el oído del ser humano es capaz de captar va desde 20Hz a 20MHz. El término octava se utiliza mucho en el campo de la música; cuando un tono tiene una frecuencia determinada, si se duplica esa frecuencia se dice que ha subido una octava y si se divide por dos la frecuencia se ha bajado una octava.

Agudeza frecuencial: el oído sólo distingue frecuencias que varíen en 1%. Respuesta logarítmica: 1000-1%-10Hz.

El timbre es la personalidad de un sonido y es una consecuencia directa del contenido de armónicos que posee ese sonido. Que dos instrumentos suenen diferente al tocar la misma nota musical con la misma frecuencia es debido al timbre.

Armónico: son múltiplos enteros de frecuencia de un tono fundamental con amplitudes decrecientes, se procura eliminar.

Fenómenos Acústicos

La reflexión se produce cuando la onda que se propaga por un medio, encuentra otro medio distinto y origina un cambio de dirección de la onda sobre el mismo medio inicial.

La refracción se produce al encontrar la onda sonora en otro medio, y propagarse a través del nuevo medio, lo que provoca un cambio de velocidad y de dirección respecto a la onda incidente.

La absorción de sonido es la relación entre la energía sonora absorbida por la superficie de un determinado material, y la energía que llega al otro extremo del material, que es el sonido transmitido; esto es utilizado para aislar acústicamente recintos. El coeficiente de absorción determina la cantidad de energía que absorbe cada material por unidad de superficie; de hecho, las frecuencias bajas son más difíciles de absorber que las frecuencias altas.

La difracción se produce cuando una onda sonora es interceptada por un obstáculo, como puede ser una rendija; el efecto producido es que cada punto afectado de la perturbación se convierte en un nuevo centro emisor, lo que permite escuchar los sonidos detrás del panel aunque no se esté en la dirección de la onda sonora principal.

La atenuación sonora: el nivel de presión sonora disminuye conforme el sonido se propaga.

La reverberación es la persistencia del sonido dentro de un recinto, después de que el sonido original haya cesado. Consiste en múltiples ecos cuyas intensidades van decreciendo con el tiempo, y se produce cuando existen paredes que reflejan la onda sonora al menos a 17 metros del oyente.

El efecto Doppler consiste en la variación de la frecuencia de un sonido cuando el emisor, el observador, o los dos a la vez están moviéndose. Este efecto lo notamos cuando un coche pasa a gran velocidad.

La resonancia es la frecuencia propia de un material a la cual se produce un efecto amplificador, mejora el rendimiento en diseño de cajas acústicas.

Medición del Sonido

La sensación sonora del oído se mide en fonios. El silencio o UMBRAL DE AUDICIÓN tiene asignado el valor de 0 fonios, y si aumenta la intensidad del sonido gradualmente llega un punto en que se siente dolor, es por encima de los 120 fonios, y se denomina UMBRAL DEL DOLOR. El fonio es la sensación sonora producida por el mismo valor en dB a una frecuencia normalizada de 1MHz.

SENSACIÓN SONORA. EL DECIBELIO. El dB es una unidad de medida relativa, lo que quiere decir que se debe determinar con qué unidad se está comparando dicha medida.

El dBm, como medida de potencia absoluta donde se toma como referencia 1mW.

El dBv, como medida absoluta de tensión, donde se toma como referencia 1V.

El dBu, se utiliza como medida absoluta de tensiones, tomando como referencia 0,775V. Este valor de tensión equivale a 1mW de potencia, si se utiliza sobre una carga de 600Ω.