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Propiedades y magnitudes del sonido

Propiedades y magnitudes del sonido

El sonido es un proceso ondulatorio y por tanto el sonido tiene las mismas propiedades que las ondas.

Reflexión

Una onda se refleja cuando se encuentra con un obstáculo que no puede traspasar ni rodear.

La reflexión es el fenómeno físico que explica la incidencia de las ondas contra un material y su curso funcionamiento cuando el material sobre el cual incide no absorbe la onda.

La ley de reflexión asegura que el ángulo de incidencia y el de reflexión es el mismo

Cumpliendo la ley de las ondas: î = ^r

(Ángulo de incidencia = ángulo de reflexión)

Por tanto, al impactar las ondas del sonido sobre una superficie, parte de su energía acústica se refleja, parte se transmite a través de ella y parte es absorbida.

En el caso de edificios, la absorción y la transmisión son bajas, y sucede que la mayoría de la energía sonora se refleja y se dice que la superficie es muy reflectante.

El nivel de presión sonora cerca de la superficie se debe a la emisión directa de la fuente y al sonido que llega de la reflexión.

En acústica esta propiedad de las ondas muy conocida y empleada, tanto para aislar como para dirigir el sonido ya que cuando el sonido encuentra un obstáculo y rebota, las ondas se esparcen.

En ocasiones se produce el eco, este fenómeno ocurre cuando un sonido se refleja en un medio más denso y llega al oído de una persona con una diferencia de tiempo igual o superior a 0,1 segundos, respecto del sonido que recibe directamente de la fuente sonora.

Se trata de una onda sonora reflejada, con un intervalo de tiempo que corresponde al tiempo transcurrido desde la emisión de sonido hasta su repetición. Suele ser más débil que el sonido original porque existe una pérdida de energía.

Reverberación

La reverberación es la suma total de las reflexiones del sonido que llegan al lugar del oyente en diferentes momentos del tiempo. Auditivamente se añade al sonido original.

Su duración es función de:

  1. La distancia entre el oyente y la fuente sonora.
  2. La naturaleza de las superficies que reflejan el sonido.

El tiempo de reverberación:

  1. Es el tiempo que tarda en hacerse inaudible el sonido en una sala, depende de su intensidad.
  2. Se define el tiempo de reverberación como el tiempo necesario para que la intensidad de un sonido disminuya a la millonésima parte de su valor inicial o, lo que es lo mismo, que el nivel de intensidad acústica disminuya 60 decibelios por debajo del valor inicial del sonido
  3. El valor óptimo del tiempo de reverberación depende del uso que tenga la sala.

Resonancia

Es el fenómeno que se produce cuando los cuerpos vibran con la misma frecuencia, uno de los cuales se puso a vibrar al recibir las frecuencias del otro.

Refracción

Es la desviación que sufren las ondas en la dirección de su propagación, cuando el sonido pasa de un medio a otro diferente. Este fenómeno por tanto afecta a la propagación del sonido, cambia la velocidad de propagación. (El sonido se propaga más rápidamente en el aire caliente que en el aire frío).

También puede producirse dentro de un mismo medio si ocurre un cambio en sus características, al no ser homogéneas, por ejemplo, al existir un cambio de temperatura en ese medio.

En el fenómeno de la refracción el ángulo de refracción ya no es igual al de incidencia, a diferencia de lo que ocurre en el fenómeno de la reflexión.

La propagación del sonido implica un transporte de energía (no de materia), en forma de ondas mecánicas que se propagan a través de la materia sólida, líquida o gaseosa.

Por lo general siempre hay reflexión y refracción parciales, es decir, una parte de la energía sonora se refleja y otra se refracta.

Difracción

Se produce al encontrarse el sonido un obstáculo y tener la capacidad de rodearlo y seguir su propagación La difracción es un fenómeno que afecta a la propagación del sonido. La explicación la encontramos en el Principio de Huygens.

Este principio establece que un frente de ondas puede convertirse en un nuevo foco emisor de ondas iguales a las originales. Al incidir la onda sobre un obstáculo o una abertura, que impide su propagación, estas se convierten en fuentes secundarias de ondas, denominadas ondas difractadas.

La difracción se puede producir por dos motivos diferentes:

  1. Obstáculo: Lo rodea. Las bajas frecuencias rodean con más facilidad los obstáculos que las altas. Esto se produce porque el espectro audible está entre 1,7 y 17m lo que permite que supere obstáculos.
  2. Grieta o abertura: lo atraviesa. La difracción en este caso estará en función de la abertura y la longitud de onda.

Difusión

Ocurre si existe rugosidad en la superficie donde la onda es reflejada, y origina la descomposición en varias ondas, ya no sigue una única dirección.

Absorción

Se trata de la relación entre la energía absorbida y la reflejada al incidir un sonido sobre un material. La energía de la onda al llegar a una superficie es reflejada en su mayoría, pero hay una parte que se absorbe por el medio, (los medios absorben un porcentaje de energía, ninguno es totalmente opaco).

La capacidad de absorción del sonido de un material es la relación entre la energía absorbida por el material y la energía reflejada por el mismo. Es un valor que varía entre 0 (toda la energía se refleja) y 1 (toda la energía es absorbida).

En relación con la absorción ha de tenerse en cuenta:

  1. El coeficiente de absorción: La cantidad de sonido que absorbe una superficie en relación con la energía incidente.
  2. La frecuencia crítica: La frecuencia a partir de la cual una superficie rígida empieza a absorber parte de la energía de las ondas incidentes.

Tipos de materiales en cuanto a su absorción:

  1. Materiales resonantes: máxima absorción a una frecuencia determinada
  2. Materiales porosos: absorben más sonido a medida que aumenta la frecuencia, (mayor eficacia las altas frecuencias)
  3. Absorbentes: absorben con mayor eficacia las bajas frecuencias

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