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07
MAR
2019

Onda sonora biología

by estudiapuntes
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EL SONIDO
Se define como una perturbación mecánica en un medio elástico como solido, liquido 0 gaseoso,
producida por un cuerpo.
Las partículas de aire, sometidas a vibración se mueven solo una cantidad infinitesimal, distancia
muy pequeñita a cada lado de su posición de equilibrio, pero no así la energía sonora que progresa
con la perturbación, pudiendo alcanzar grandes distancias. La perturbación 0 la onda, se propaga
en sentido longitudinal, dado que la velocidad de las partículas tienen la misma dirección que la
propagación de la onda.
Características de una onda
Amplitud Compresión (máxima presión)
Presión atmosférica
Ramificación
(mínima presión)
Tiempo
Tenemos las siguientes características.
Amplitud Medida de la variación máxima del desplazamiento, es decir, entre el punto mas alejado
de una onda y el punto de equilibrio medio (presión atmosférica). En la onda sonora, se expresa
en Decibel (dB). Se calcula como
Periodo (T): intervalo de tiempo transcurrido en el desplazamiento de Ia perturbación entre dos
sucesivas compresiones o rarificaciones, 0 dicho de otra manera es el tiempo que se demora la
onda en completar un ciclo.
Longitud de onda (/1) : Distancia entre compresiones adyacentes 0 rarificaciones adyacentes.
Frecuencia (f) : Numero de oscilaciones producidas en 1 segundo.
Tipos de onda
Onda Longitudinal: Es una onda mecánica, en la que el movimientos de oscilación de las partículas
del medio es paralela a la dirección de propagación de la onda. El sonido se propaga de manera
longitudinal, las ondas sísmicas de tipo P)
Onda Transversal: Se caracteriza por Ias vibraciones perpendiculares a la dirección de propagación
de la onda. Las vibraciones generadas en un instrumento de percusión son de tipo transversal, al
igual que la perturbación generada en un instrumento de cuerda como la guitarra por ejemplo.
Mecanismos de propagación de la onda sonora
La onda sonora se propaga por el medio sin sufrir ninguna alteración, siempre y cuando las
dimensiones de la onda sean pequeñas en relación con las dimensiones del medio donde se
propaga, y su comportamiento es semejante al de un rayo de luz, por Io tanto en sonido se le
llama rayo sonoro.
Se identifican los siguientes mecanismos:
Reflexión: La onda sonora encuentra en su camino de propagación un obstáculo, con dimensiones
mayores que su Longitud de onda, el sonido tropieza contra él y se produce un rebote, en el cual el
ángulo de incidencia de la onda sonora en la superficie, sera igual al ángulo formado por el ángulo
reflejado y la superficie.
Difracción: La onda sonora encuentra en su camino obstáculos pequeñitos 0 de tamaño similar en
comparación con la longitud de onda del sonido emitido. Dicho de otra manera, es la curvatura de
la onda al encontrar un obstáculo de dimensiones comparables al de la longitud de onda.
Refracción: Los caminos que recorren las ondas, generalmente no tienen Ia misma densidad ni la
misma temperatura, por lo que cuando la onda sonora se desplaza a través de ellos, se van
produciendo cambios de velocidad de la onda y el rayo sonoro cambia de dirección‘
Velocidad del sonido
En los gases las partículas estén mas alejadas unas de otras, por I0 tanto la interaccione es menor
que en los líquidos y los sólidos.
Sonidos Armónicos
Un oscilador arménico, es una perturbación caracterizada por estar sometida a una fuerza
recuperadora, que tiende a devolverlo al punto de equilibrio estable.
La complejidad que determina el timbre del sonido, se ve controlada por el numero y la amplitud
relativa de los tonos que intervienen, es decir, por los arménicos del tono puro (frecuencias
múltiples de un tono puro) y de su amplitud relativa.
Por lo tanto, un tono puro sin arménicos, 0 sea, carente de frecuencias múltiples de una
fundamental, puede resultar menos agradable que el sonido emitido por el mismo tono pero con
sus frecuencias armónicos.
A la frecuencia fundamental y sus arménicos se le llama Onda Compleja
Fase de una onda
La fase indica Ia situación instantánea en el ciclo, de una magnitud que varia ciclicamente, siendo
la fracción del periodo transcurrido desde el instante correspondiente al estado tomado como
referencia.
Podemos representar un ciclo en un circulo de 3609, diciendo que «fase» es la diferencia en grados
entre un punto sobre este circulo y un punto de referencia. Una rotación de 3609 es equivalente a
un ciclo completo.
La cancelación total es imposible porque dos ondas nunca son completamente iguales; sin
embargo, lo que si se cancela, sobre todo, son los graves, aunque los medios pierden mucha
fuerza y en los agudos se produce un efecto llamado phaser, que suma unas frecuencias y resta
otras. Para que se cancelen dos ondas al completo, tienen que ser iguales y coincidir
perfectamente los picos con los valles de otra, pero esto es imposible, y nos encontraremos con la
reducción de graves de forma notable cuando los valores negativos de una onda sean los valores
positivos de otra. Los graves, al ser ondas mas Largas, es mas probable que coincidan en fase, pero
Ias agudas se componen por picos y valles mucho mas repetidas y estrechas, por Io que la
coincidencia es prácticamente imposible, esta es la razón para que si se cancelen los graves y no
los agudos.
Ejemplo de los desfases que se producen entre dos señales
Al provenir de diferentes micrófonos 0 instrumentos, es decir, diferentes impedancias, no tardan
el mismo tiempo en hacer el recorrido entre IN y OUT, por lo que Ias ondas propias de cada señal
pueden interferir entre si por lo anteriormente explicado.
También pueden ser producidos por fallos técnicos, como pueden ser inversores de fase y
procesadores mal ajustados 0 cables soldados de forma contraria a la que normalmente se
emplea.
En la grabación o mezcla a menudo los desfases son inaudibles y no molestan, pero en otras
ocasiones el desfase es perfectamente apreciable por la pérdida notable en la sección de graves,
Soluciones
La fase puede ser un problema de muy difícil solución en una grabación con varios micrófonos,
sobre todo cuando microfoneámos baterías. Si no tenemos en cuenta la fase no conseguiremos un
sonido contundente, es decir, si el sonido de la caja entra por su micrófono y también por los
micrófonos aéreos, la fase de estos tres micros debe ser la misma, porque si no tendremos el
problema del desfase y perderemos fuerza en la gama de graves, sucediendo este contratiempo
con cualquier interacción entre micrófonos. Los problemas de fase son algo bastante habitual y en
la mayoría de los casos su apreciación se realiza con el oído, cuando sientes que el sonido no tiene
graves sabes que esté fuera de fase, aunque para darnos cuenta de esto de una forma mucho mas
precisa y profesional necesitamos un medidor de fase (algunos plug-ins lo incluyen). Al saber que
existe este desfase podemos optar por varias soluciones eficaces y fáciles de ejecutar, como
redistribuir los micrófonos de una forma sutil, cuando encontremos dos micros fuera de fase
debemos mover uno de ellos, un cambio de unos petimetres puede ser suficiente, probando
poco a poco silos graves vuelven a tomar su brillo normal. La solución mas común es el botón en
el propio canal de la mesa de mezclas que invierte la polaridad de la señal eléctrica, un cambio de
1809, pero eso puede ser demasiado en muchos casos.
Existen además otros aparatos que pueden arreglar este problema variando Ia fase desde O9 a
1809 con todos los pasos intermedios, internamente tienen un circuito de retraso que nosotros
podemos cambiar hasta encontrar un punto que nos guste, por supuesto esto se hace de oído.
Rango de frecuencias
El sonido humano es capaz de escuchar sonidos de frecuencias comprendidas entre los 20 Hz a
20.000 Hz. Algunas personas pueden oír desde 16Hz hasta 20.000Hz.
Por debajo de los 20Hz se les llama lnfrasonidos, y por sobre los 20.000Hz Ultrasonidos.
Sub- graves: 16Hz-125Hz
Graves: 125Hz-250Hz
Medios-graves: 25OHz-500Hz
Medios: 50OHz-1000Hz
Medios-agudos: 1000Hz-2000Hz
Agudos: 2000Hz-4000Hz
Para encontrar el valor de la frecuencia de referencia entre cada octava, se debe multiplicar la
frecuencia por 2, ejemplo de intervalos de octava:
125Hz ‘2= ZSOHZ
ZSOHZ ‘ Z= SOO HZ
SOOHZ ‘2= 1000HZ
Magnitudes aclisticas
a) Presión atmosférica: Es la fuerza que ejerce el aire atmosférico sobre sobre Ia superficie
terrestre. 1 atmósfera= 104 Pa.
b)intensidad sonora: Es una magnitud en parte subjetiva. Esta relacionada con la presión sonora,
que es objetivamente medíble, sin embargo, dos sonidos de igual presión sonora, y de distinta
frecuencia no producen la misma sensación de intensidad.
Para que el oído comience a percibir un sonido, la presión aclística debe ser al menos 2×10 Pa ,
a esto se denomina Umbral auditivo. Cuando la presión aclistica supera los 200 Pa, el oído puede
sufrir lesiones irreversibles, esto es I0 que se denomina Umbral del dolor. En la escala de
intensidades, el umbral auditivo es de h10’l2Watl/mz, y el umbral del dolor es 98,5 Watt/m2
c)Presión sonora: Fuerza que activa sobre las partículas para que estas transporten la energía en
forma de onda por un medio elástico. Es el valor de las variaciones que produce la propagación de
una onda sonora sobre la presión atmosférica.
La unidad de presión es el Pascal.
Podemos conocer la presión sonora instantánea P(Q, que es la variación incremental de la presión
de un medio, causada por Ia onda sonora,
d) Potencia acústica indica cuanta energía irradia una fuente, por lo tanto es independiente al
medio. La potencia acústica no se ve modificada por la distancia que hay entre fuente- receptor. La
unidad de medida es el Watt acústico, que llamaremos Watt.
Ley cuadrática inversa
Se define como el decaimiento del NPS (Nivel de Presién Sonora) con la distancia. Se considera
para fuente omnidireccional (Q=1) y campo libre.
Se explica a partir de Ia igualdad que hay de Potencia Acústica en distintos puntos cercanos y
lejanos a la fuente, y resulta
En la practica se trabaja con niveles sonoros, por lo tanto se cambia la expresión para ser
representada en dB y poder manipular el NPS midiéndolo a través de un Sonómetro.

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