acustica




El Sonido
El sonido es la vibración de un medio elastico, bien sea gaseoso, liquido o solido. Cuando nos referimos al sonido audible por el oido humano, estamos hablando de la sensacion detectada por nuestro oido, que producen las rapidas variaciones de presion en el aire por encima y por debajo de un valor estatico. Este valor estatico nos lo da la presion atmosferica (alrededor de100.000 pascals) el cual tiene unas variaciones pequeñas y de forma muy lenta, tal y como se puede comprobar en un barometro.
¿Cómo son de pequeñas y de rapidas las variaciones de presion que causan el sonido?. Cuando las rapidas variaciones de presion se centran entre 20 y 20.000 veces por segundo (igual a una frecuencia de 20 Hz a 20 kHz) el sonido es potencialmente audible aunque las variaciones depresion puedan ser a veces tan pequeñas como la millonesima parte de un pascal. Los sonidos muy fuertes son causados por grandes variaciones de presion, por ejemplo una variacion de 1 pascal se oiría como un sonido muy fuerte, siempre y cuando la mayoria de la energia de dicho sonido estuviera contenida en las frecuencias medias (1kHz - 4 kHz) que es donde el oído humano es mas sensitivo.
Elsonido lo puede producir diferentes fuentes, desde una persona hablando hasta un altavoz, que es una membrana móvil que comprime el aire generado ondas sonoras.
La Frecuencia fhz
Como hemos visto el sonido se produce como consecuencia de las compresiones y expansiones de un medio elastico, o sea de las vibraciones que se generan en él.
La frecuencia de una onda sonora se define como el numero depulsaciones (ciclos) que tiene por unidad de tiempo (segundo).La unidad correspondiente a un ciclo por segundo es el herzio (Hz).
Las frecuencias mas bajas se corresponden con lo que habitualmente llamamos sonidos "graves”, son sonidos de vibraciones lentas. Las frecuencias mas altas se corresponden con lo que llamamos "agudos" y son vibraciones muy rapidas.
El espectro de frecuencias audiblevaria segun cada persona, edad etc. Sin embrago normalmente se acepta como el intervalos entre 20 Hz y 20 kHz.
Decibelio dB
El decibelio es una unidad logaritmica de medida utilizada en diferentes disciplinas de la ciencia. En todos los casos se usa para comparar una cantidad con otra llamada de referencia. Normalmente el valor tomado como referencia es siempre el menor valor de la cantidad. Enalgunos casos puede ser un valor promediado aproximado. En Acústica la mayoria de las veces el decibelio se utiliza para comparar la presion sonora, en el aire, con una presion de referencia. Este nivel de referencia tomado en Acústica, es una aproximacion al nivel de presion minimo que hace que nuestro oido sea capaz de percibirlo. El nivel de referencia varia logicamente segun el tipo de medida queestemos realizando. No es el mismo nivel de referencia para la presion acústica, que para la intensidad acústica o para la potencia acústica. A continuacion se dan los valores de refeerncia.
Nivel de Referencia para la Presion Sonora (en el aire) = 0.00002 = 2E-5 Pa (rms)
Nivel de Referencia para la Intensidad Sonora ( en el aire) = 0.000000000001 = 1E-12 w/m^2
Nivel de Referencia para laPotencia Sonora (en el aire) = 0.00000000001 = 1E-12 w
Como su nombre indica el decibelio es la decima parte del Bel. El Bel es el logaritmo en base 10 de la relacion de dos potencias o intensidades. No obstante esta unidad resulta demasiado grande por lo que se ha normalizado el uso de la decima parte del Bel, siendo el decibel o decibelio. La formula para su aplicacion es la siguiente, partiendoque la intensidad acustica en el campo lejano es proporcional al cuadrado de la presion acustica, se define el nivel de presion sonora como:
Lp = 10log (p^2/pr) = 20 log p/pr
Siendo Lp = Nivel de Presion sonora; p la presion medida; pr la presion de referencia (2E-5 Pa)
Como es facil ver el nivel de referencia siempre se corresponde con el nivel de 0 dB:
Lp = 20log (0.00002/0.00002) = 20log(1)...