Diseño y aplicacion del tubo de Kundt

DISEÑO Y APLICACIONES DEL TUBO DE KUNDT
Resumen – El presente trabajo, tiene como intensión, el diseño del tubo de Kundt (tubo de impedancia), a partir de las consideraciones tomadas en base a la norma UNE EN ISO 10534-1/2: 2002 . Su finalidad es plantear un diseño que pueda ser llevado a cabo , con materiales accesibles y sin grandes técnicas constructivas, por idóneos, en la cuestión, paraser utilizado como material académico experimental por los alumnos y docentes de la Universidad Nacional de Tres de Febrero.
INTRODUCCIÓN
El fundamento de este estudio, surge a partir de la idea de complementar nuestras investigaciones anteriores, sobre trabajos en los que se incluía la utilización del tubo de Kundt.
El tubo de Kundt es un cilindro largo y estrecho en
el que sepueden generar sonidos si se hace vibrar la columna de aire de su interior. Una perturbación inicial hace propagarse una onda longitudinal que desplaza a las moléculas alrededor de su posición de equilibrio. Esto origina una variación de la presión a lo largo del tubo. Hay zonas donde hay una sobrepresión (compresión) y otras en las que hay presión (enrarecimiento). Al llegar a un extremo deltubo, sea abierto o cerrado, la onda se reflejará, interferirá con la incidente y formará ondas estacionarias para determinadas frecuencias propias.
El objeto de este estudio, es el diseño del Tubo de Kundt, con el fin de que pueda ser utilizado para su construcción en la Universidad Nacional de Tres de Febrero. Estudiaremos también sus aplicaciones, tanto las actuales como las de susprincipios.
CONCEPTOS Y FUNCIONAMIENTO
El Tubo de Kundt fue el más célebre experimento realizado por el científico  HYPERLINK "http://es.wikipedia.org/wiki/August_Kundt" \o "August Kundt" August Kundt dentro del campo del sonido, en el año 1866. El objetivo de este instrumento fue el estudio de las ondas estacionarias, y posteriormente la obtención de la velocidad de las ondas sonoras endistintos gases.

Un tubo de Kundt actual consta de un tubo con una escala métrica para medir distancias, con el que se pueden estudiar las ondas estacionarias generadas en su interior. En uno de los extremos del tubo se encuentran un micrófono y un altavoz, conectado a un generador de funciones, que emite ondas sonoras a una determinada frecuencia. Por el otro extremo se introduce unpistón móvil que se desliza por el interior del tubo de Kundt. El micrófono recoge el nivel sonoro existente en el extremo donde se encuentra ubicado.
Figura 1: Esquema de un tubo de Kundt empleado para medir la velocidad del sonido.
Las ondas sonoras emitidas por el altavoz (a una determinada frecuencia) se propagan por el tubo hasta llegar al pistón, donde se refractan y se reflejan.Las ondas reflejadas se superponen con las ondas incidentes dando lugar a una interferencia y al fenómeno de "ondas estacionarias" dentro del tubo. Tanto la posición donde está el altavoz como la del pistón son extremos cerrados, por tanto se formará, en ambas, un nodo de la onda estacionaria de desplazamiento.
2.1 Ondas estacionarias: Son un caso particular del fenómeno de interferencia de ondas,pues se forman por la superposición de dos ondas con iguales amplitudes y longitudes de onda, que se desplazan en la misma dirección pero en sentidos opuestos.

Figura 3: Máximo de ondas estacionarias

Figura 4: Mínimo de ondas estacionarias
2.2 Coeficiente de absorción acústica: Cociente entre la energía acústica absorbida por la superficie de la muestra de ensayo (sin retorno) y la energíaacústica incidente, para una onda plana con incidencia normal.

Figura 2: Coeficientes de absorción.
DISEÑO
Para el diseño del presente Tubo Kundt, se tuvieron en cuenta parámetros propuestos por la Norma ISO 10534, que prescribe un método de determinación del coeficiente de absorción acústica y de la impedancia en superficie o de la admitancia en superficie de los materiales y de...