Definiciones Básicas
Sonido
El sonido se define como variaciones de presión sobre la presión atmosférica que se producen como consecuencia de una vibración mecánica. Estas variaciones se propagan en un medio elástico (como el aire) y pueden ser detectadas por un receptor, como el oído humano.
Ruido
El ruido, por otro lado, se refiere a un sonido desagradable que interfiere con la actividad humana.
Propagación del Sonido
Las partículas de aire cercanas al punto donde se generan las vibraciones experimentan pequeños desplazamientos desde su punto de reposo, dando lugar a variaciones de presión atmosférica. Estas variaciones se transmiten a las siguientes capas de aire y así sucesivamente, propagando el sonido.
Ondas Acústicas
Las variaciones de presión se transmiten en forma de ondas acústicas. La característica más importante de estas ondas es su velocidad de propagación, que depende de la densidad y elasticidad del medio.
- Para una fuente de sonido determinada, la propagación tiende a ser esférica u omnidireccional si el sonido emitido es de baja frecuencia.
- Para sonidos de alta frecuencia, la propagación es plana o direccional.
Recepción del Sonido
El sonido se propaga a través del aire y alcanza a los distintos receptores, como el oído humano.
Características del Sonido
Frecuencia
La frecuencia se refiere al número de variaciones de presión que tienen lugar en un segundo (Hz). El rango de frecuencias audibles para el oído humano está comprendido entre 20 y 20.000 Hz.
- Inferior a 20 Hz: Vibración
- Superior a 20.000 Hz: Ultrasonidos
Periodo
El periodo es el tiempo completo que corresponde a un ciclo completo de la onda sonora (segundos).
Longitud de Onda
La longitud de onda (lambda) es la distancia que recorre un frente de ondas en un periodo completo de oscilación.
Intensidad Acústica
La intensidad acústica es la cantidad de energía que en la unidad de tiempo atraviesa una unidad de superficie situada perpendicularmente a la dirección de propagación de las ondas sonoras. La intensidad determina si el sonido se oye fuerte o débil. A medida que una onda sonora se aleja de su fuente, la intensidad disminuye hasta hacerse imperceptible.
Cualidades del Sonido
- **Intensidad:** Depende de la vibración del foco sonoro y se clasifica en sonidos fuertes y débiles.
- **Tono:** Cualidad que permite distinguir los sonidos en graves (frecuencias bajas) y agudos (frecuencias elevadas).
- **Timbre:** Cualidad que permite distinguir dos sonidos de igual intensidad e idéntico tono que han sido emitidos por focos sonoros diferentes.
Presión Acústica
La presión acústica es la variación instantánea de presión sobre la presión atmosférica que se produce como consecuencia de una perturbación acústica. El rango de presión acústica audible para el oído humano es enormemente grande.
Tono Puro
Un sonido es un tono puro cuando solamente tiene una frecuencia.
Ley de Weber y Fechner
Esta ley establece que para que la sensación que el sonido produce en el hombre siga una progresión aritmética, es necesario que el estímulo que se aplica siga una progresión geométrica. La conclusión de la ley es que el oído humano tiene aproximadamente una respuesta logarítmica frente a los estímulos que recibe.
Decibelio
El decibelio (dB) es una unidad que se utiliza para medir la intensidad del sonido. Se define como diez veces el logaritmo decimal del cociente de dos medidas de potencia, una de las cuales se toma como referencia.
Espectro de Frecuencias
La mayoría de los sonidos no son puros, sino que tienen una estructura más compleja compuesta por varias frecuencias.
Espectro Continuo
En conversaciones, ruidos, etc., lo normal es que los sonidos estén formados por la mayor parte del rango de las frecuencias audibles. Su gráfico cubrirá el espectro continuo de frecuencias.
Análisis de Frecuencias
Para analizar el sonido, es necesario conocer cómo se distribuye la energía acústica entre las diferentes frecuencias. Las bandas más usadas son las de octava.
- **Bandas de Octavas:** El conjunto de frecuencias que forma una banda queda definido por las frecuencias superior e inferior. En el caso de las bandas de octavas, la frecuencia superior es el doble que la inferior. La frecuencia central de la banda es la media geométrica de las frecuencias superior e inferior.
Sensación Sonora
La percepción de los sonidos depende de factores físicos como el nivel de presión acústica (NPA) y la frecuencia, pero también de la forma en que el oído humano actúa como receptor de los mismos. La respuesta del oído humano no es lineal. Sonidos de igual NPA pero de distinta frecuencia producen una sensación diferente.
Curvas de Igual Sensación Sonora (Isofónicas)
Las curvas isofónicas representan la relación entre el NPA y la frecuencia para sonidos que producen la misma sensación de sonoridad.
Ponderación de Frecuencias
Las escalas de ponderación (A, B, C) se utilizan para ajustar las mediciones de ruido a la respuesta del oído humano. La escala A está pensada para atenuar las frecuencias bajas y altas, similar a la respuesta del oído humano a bajos niveles de presión sonora. La escala B representa la atenuación para niveles intermedios y la escala C para altos niveles. La escala D está pensada para muy altas NPA, como el ruido producido por reactores.
Tipos de Ruido
- **Estable:** De banda ancha y nivel prácticamente constante que presenta fluctuaciones de +- 5 dB durante el periodo de observación.
- **Intermitente Fijo:** Se producen ondas bruscas hasta el nivel ambiental de forma intermitente, volviendo a alcanzar el nivel superior fijo. El nivel superior debe mantenerse durante más de 1 segundo antes de producirse una nueva caída al nivel ambiental.
- **Intermitente Variable:** Está constituido por una sucesión de distintos niveles de ruidos estables.
- **Fluctuante:** Durante la observación, este ruido varía continuamente sin apreciarse estabilidad.
- **De Impulso/Impacto:** Se caracteriza por una elevación brusca de ruido en un tiempo inferior a 35 milisegundos. El tiempo transcurrido entre crestas ha de ser igual o superior a un segundo. El ruido de impulso/impacto puede darse interrelacionado con los otros tipos, como ruido estable-impulsivo, fluctuante-impulsivo, intermitente-impulsivo.