UNIDAD I FUNDAMENTOS DEL SONIDO

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1 SONIDO Y ELECTROACÚSTICA Prof. IGNACIO ARRIAGADA v.2012 UNIDAD I FUNDAMENTOS DEL SONIDO SONIDO: Sensación producida en el sistema auditivo por el cambio de presión generado por el movimiento vibratorio de los cuerpos sonoros, transmitido por un medio elástico. En consecuencia, para que haya sonido se requiere de tres factores: un emisor, un medio de transmisión y un receptor. RUIDO: Cualquier señal (no se aplica exclusivamente al sonido) que no deseamos. En consecuencia, es un concepto subjetivo. FUENTE SONORA: Cualquier objeto o sistema que entre en vibración. Esto puede suceder por la aplicación de alguna fuerza, como un golpe, percusión, torsión, fricción, etc. La vibración resultante produce la perturbación en la presión de las partículas inmediatas (medio). MEDIO DE TRANSMISIÓN: Es el elemento encargado de propagar la vibración generada por el emisor. La función del medio transmisor es fundamental, ya que el sonido no se propaga en el vacío (necesita un medio material elástico para su propagación, a través de las vibraciones de las partículas que lo constituyen). En relación al sonido y los humanos, el aire es el medio transmisor por excelencia. RECEPTOR: Es el elemento (una membrana muy liviana) que entra en vibración por efecto de las variaciones de presión en el medio transmisor. Por lo general se refiere al tímpano, componente fundamental del sistema auditivo humano 1

2 ONDA SONORA: El movimiento de las partículas de aire produce un frente de presión que se repite y se propaga. Esta propagación se conoce como una onda sonora. Para efectos de su estudio, las variaciones de presión que experimentan las partículas de aire se representan mediante un gráfico que describe un movimiento periódico en el tiempo. CICLO: Es el movimiento completo de las partículas, desde su punto de reposo, hacia delante, atrás y vuelta al punto de reposo. Está compuesto entonces por dos semiciclos (positivo y negativo). FRECUENCIA (f): Cantidad de veces que ocurre un evento en un lapso de tiempo. En el sonido, es la cantidad de ciclos completos que se suceden en un segundo. La frecuencia está relacionada con la altura del sonido. En términos musicales, cada vez que se duplica la frecuencia se produce una octava de diferencia. El LA 440 recibe su nombre debido a que se trata de una oscilación de 440 Hz. HERTZ (Hz): Unidad de medida de frecuencia. Corresponde a la cantidad de veces que se repite un suceso en un segundo. PERIODO (T): Tiempo, en segundos, que toma en completarse un ciclo. Es inversamente proporcional a la frecuencia. T= 1/f f=1/t 2

3 AMPLITUD: Cantidad de movimiento realizado por la oscilación en cada ciclo. Corresponde a la intensidad del sonido, o lo que popularmente se conoce como volumen. PEAKS: Corresponden a las crestas o puntos máximos de amplitud de los semiciclos tanto positivos como negativos. NIVEL DE PRESIÓN SONORA (NPS): Magnitud utilizada en la práctica para medir la intensidad sonora, ya que sería imposible medirla utilizando unidades de presión tradicionales (como el Pascal). Se puede referir también por su nombre en inglés: Sound Pressure Level (SPL). DECIBEL (db): Unidad de comparación logarítmica entre dos valores, utilizado cuando una escala lineal resulta impracticable. En el sonido, mide el Nivel de Presión Sonora (NPS o SPL). TABLA DE NIVELES DE PRESIÓN SONORA (valores aproximados) Despegue de Jet Umbral de Dolor Concierto de Rock Calle Congestionada de Tránsito Oficina Activa Conversación Normal Casa en la Ciudad Habitación Silenciosa Umbral de Audición 140 db 120 db 110 db 90 db 75 db 60 db 40 db 20 db 0 db TIMBRE: Característica del sonido que le proporciona su color característico, que es lo que nos permite diferenciarlos. Depende de la forma de la onda, es decir de su composición de armónicos. ARMÓNICOS: Componentes de un sonido que proporcionan el timbre característico de éste. Son múltiplos superiores de la frecuencia base o fundamental. VELOCIDAD DEL SONIDO: La velocidad de propagación del sonido en el aire (en condiciones normales) es de 334 metros por segundo (1 MACH). 3

4 LONGITUD DE ONDA (λ): Es la distancia (en metros) que recorre un ciclo completo de la onda. Depende del Periodo y de la Velocidad de Propagación. λ = V x T λ = V / f EFECTO DOPPLER: Cambio aparente de frecuencia debido al movimiento de la fuente sonora con respecto al receptor. Se debe a que la longitud de onda se comprime hacia delante de la fuente en movimiento, y se expande hacia atrás de ésta. Cuanto mayor es la rapidez de la fuente, más acentuado es el efecto Doppler. FASE: En presencia de 2 ó más ondas sonoras, sus amplitudes instantáneas se suman positiva o negativamente. Si la alineación es completamente positiva, decimos que las ondas están en fase. Si se cancelan, significa que están en desfase. REFLEXIÓN: Fenómeno producido al chocar una onda sonora con una superficie dura. Esta superficie puede ser lisa, generando una reflexión directa o irregular, en cuyo caso genera una DIFUSIÓN. ABSORCIÓN: Fenómeno producido al chocar una onda sonora con una superficie blanda y/o porosa. En este caso, dicha superficie amortigua el movimiento de la onda sonora, disipándolo como calor (fricción). La ABSORCIÓN y la REFLEXIÓN son inversamente proporcionales 4

5 TRANSMISIÓN ACÚSTICA: Fenómeno producido al ser propagada una onda sonora a través de un cuerpo sólido. La TRANSMISIÓN no tiene ninguna relación ni con la ABSORCIÓN ni con la REFLEXIÓN, sino con la MASA del sólido. ECO: Sensación de repetición retardada de un impulso sonoro por efecto de una reflexión distante. El oído necesita aproximadamente 50 ms para diferenciar un eco de su impulso original. REVERBERACIÓN: Sensación de remanencia sonora producida al interior de un recinto por la suma de todas las reflexiones acústicas que suceden a un impulso sonoro. Para determinar el largo de reverberación, se mide el tiempo en que dicha remanencia decae en 60 db ( T60 ). SISTEMA AUDITIVO HUMANO: Está compuesto por tres estructuras: Oído Externo: Pabellón Auditivo (Oreja), Conducto Auditivo externo y Tímpano. Oído Medio: Martillo, Yunque y Estribo. Este espacio también está conectado con la cavidad buco-nasal a través de la Trompa de Eustaquio para proveer la igualación de presiones en ambas caras del Tímpano Oído Interno: Caracol, Conductos Semicirculares (equilibrio) y Nervio Auditivo. RANGO DE FRECUENCIAS AUDIBLES: El oído humano es capaz de captar sonidos cuyas frecuencias estén comprendidas entre 20 Hz y 20 KHz. Esto representa el Ancho de Banda del oído. RANGO DE INTENSIDADES AUDIBLES: El oído humano es capaz de captar sonidos cuyas intensidades estén comprendidas entre 0 db (Umbral de Audición) y 120 db (Umbral de Dolor). Esto representa el Rango Dinámico del oído. 5

6 AUDICION ESPACIAL: Capacidad del sistema auditivo para detectar el punto de origen espacial de un impulso sonoro. Se basa en diferencias de tiempo e intensidad entre los dos oídos y en la coloración espectral producidos por el pabellón auditivo (oreja). ENMASCARAMIENTO ACÚSTICO: Incapacidad del oído para detectar ciertos sonidos en presencia de otros sonidos de similar frecuencia y de intensidad mas alta. En este fenómeno se basan los sistemas de compresión de audio digital como el MP3, WMA, ATRAC, etc. DESPLAZAMIENTO TEMPORAL DEL UMBRAL DE AUDICIÓN: (TTS: Temporary Threshold Shift): Es un mecanismo de protección del oído que consiste en una elevación del umbral de audición (0 db) producida por la exposición momentánea a niveles altos de intensidad sonora. Habitualmente se produce durante la primera hora de exposición al ruido. Se detecta como un pitido o zumbido (TINNITUS) audible cuando el estímulo sonoro ha cesado. Este fenómeno es reversible y desaparece al cabo de algunas horas de descanso, recuperándose el umbral auditivo original. DESPLAZAMIENTO PERMANENTE DE UMBRAL DE AUDICIÓN: (PTS: Permanent Threshold Shift). Cuando un individuo ha sido sometido a numerosos TTS durante largos períodos de tiempo (varios años), la recuperación del umbral va siendo cada vez más lenta y parcial, al extremo de tornarse incompleta e irreversible, situación que denominamos PTS. Esta situación se percibe como sordera permanente y tiene el carácter de irrecuperable. 6

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