Física del sonido

TEMA 1 FISICA DEL SONIDO
• Concepto de definición
• Conceptos acústicos
• Niveles de intensidad, potencia, y presión sonora
• Análisis espectral
• Factores de sensación sonora
• Tipos de ruido
• Fuentes generadoras de ruido
Concepto de definición:
Sonido es movimiento ondulatorio producido en un medio material que vibra. El medio puede ser físico o
gaseoso. Lo que se propaga es una energía desde un foco emisor. Esta energía se traduce en variaciones de
presión, que llegan hasta los oídos, donde se transforman en sensaciones auditivas en el cerebro. Las
variaciones pueden ser muy pequeñas, la velocidad depende del medio.
Velocidad del aire: 340 m/s
Velocidad del agua: 14010 mt/s
Se el sonido se encuentra con otro material distinto puede producirse: una reflexión o refracción.
Reflexión:
Refracción:
Otras definiciones de ruido:
• vibración mecánica capaz de producir una sensación auditiva.
• Fenómeno vibratorio que a partir de una perturbación inicial del medio donde se produce; se propaga
por este medio bajo la forma de una variación periódica de presión. A ésta variación de presión
ambiental se llama presión acústica o presión sonora.
Ruido:
• cualquier sonido no grato.
• Conjunto de sonidos no coordinados entre sí que producen una sensación desagradable.
• Cualquier sonido que interfiera, dificulte o impida alguna actividad humana.
• sonido inarticulado y confuso que puede ser más o menos fuerte y por tanto, no deseado.
• La emisión de energía originada por un fenómeno vibratorio que es detectado por el oído de la
persona y que puede provocar sensación de molestia o de dolor.
Conceptos acústicos:
FRECUENCIA: (f) es el número de pulsaciones o ciclos que se producen en un segundo. Medida: herzios =
ciclos/ segundo.
De todas las frecuencias, no todas son audibles. Las audibles están entre 20−20000 Hz.
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<20 Hz: infrasonidos
>20000 Hz: ultrasonidos.
Dentro de los 20−20000 Hz se dividen los sonidos en tonos (graves, medios y agudos).
PERIODO: (T) tiempo transcurrido en completar un ciclo.1/F. Unidades: segundo.
AMPLITUD: (A) valor del desplazamiento del punto de vibración respecto de la posición de equilibrio.
Unidades: metros.
LONGITUD DE ONDA: ( ) distancia recorrida por la onda en el tiempo de un periodo.unidades: metros.
Longitud=C.T
CAMPO ACUSTICO LIBRE: aquel en el que el sonido se puede propagar libremente sin ningun tipo de
reflexión.
REVERBERACION:en lugares que no son campos acústicos libres porque son espacios total o parcialmente
cerrados. Son el rebote de las ondas y la reflexión de las ondas.
PRESION SONORA: en un punto del espacio hay una presion atmosferica. Cuando ese punto pasa una onda
sonora aumenta esa presión (presion sonora). La presión total= presion atmos. + presion sonora. Unidades:
pascales
POTENCIA SONORA: energía irradiada por unidad de tiempo. Unidades: vatios (w).
INTENSIDAD SONORA: energía irradiada por unidad de tiempo que atraviesa la unidad de superficie.
I= W/m2
NIVELES: es el logaritmo de la razón del una cantidad respecto de una cantidad del mismo tipo.
Nivel= log M1/M2
DECIBELIOS: diez veces un nivel.
DB= 10 ( log M1/M2)
Niveles de intensidad, presion y potencia sonora:
Nivel de intensidad sonora (S.I.L) (NIS) (LI): 10. Log I/I0
Valor de referencia: 10−12 w/m2
Nivel de presión sonora (SPL) (NPS) (Lp): 20. Log P/P0
Valor de referencia: 2.10−5 pascales
Nivel de potencia sonora (SWL) (NWS) (Lw): 10.log W/Wo
Potencia de referencia: 10−12 watios.
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SUMA DE dB:
1. método matemático:
Análisis espectral:
Para un sonido puro se necesita la frecuencia y nivel de presión sonora.
Ruido: son mezclas de sonidos puros distintos. Para definirlo hay que ver por cuantos sonidos están
compuestos comprobando la frecuencia y su nivel de presión y luego sumarlo.
Lo que se hace es medir el nivel de presión a algunas frecuencias, dividiendo en segmentos más pequeños,
cada segmento es: Banda de octava. Está definida por frecuencias inferiores (f1) y superior (f2). La superior
es siempre dos veces la inferior. La frecuencia central (fc) es la media geométrica de las dos frecuencias. Para
definir una banda de octava se hace con la fc. Fc=f1.f2
Se miden las fc de las bandas de octava para el análisis espectral. Las bandas de octava que se utilizan están
establecidas.
f1
22
44
88
176
355
710
1420
2840
5680
11360
fc
31.5
63
125
250
500
1000
2000
4000
8000
16000
f2
44
88
176
355
710
1420
2480
5680
11360
22720
Para definirlo mejor se hace de cada banda se divide en segmentos, cada segmento es un tercio de octava.
Con los sonómetros, los filtros seleccionan la banda de octava de paso de las frecuencias que nosotros
deseamos.
Estas bandas son de distintos tamaños. Ancho de banda son las frecuencias de cada filtro.
Factores de sensación sonora:
Para definir sonido se necesita la frecuencia y en nivel de presion sonora. Además de esto, se necesitan
parámetros subjetivos. Para determinar valores estándar de algo subjetivo se estudia a gran población; la
percepción de cada persona y luego se hace una media.
A cada individuo se somete a distintos sonidos con determinadas frecuencias.
Se construyen las curvas isosónicas o perfiles de igual sonora; tienen en cuenta los factores subjetivos de los
sonidos.
Tipos de ruido:
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• Ruido continuo: se establece en el tiempo. Ruido cuya diferencia sonora en el tiempo es menor a 5
dBA.
• Ruido discontinuo: aquel que a lo largo del tiempo cuya diferencia entre el más alto y el más bajo es
mayor de 5 dBA.
• Ruido de impulso o impacto: se produce un aumento muy considerable de nivel de presión sonora en
un tiempo muy corto. El tiempo tiene que ser menor o igual a 35 mseg. Si hay más de un ruido de
impacto tiene que pasar entre uno y el otro 1 seg.
• Ruido ambiental: aquel producido en un lugar producido por distintas fuentes sonoras que están
cercanas o alejadas del lugar; obteniéndose una mezcla de sonidos producidos por distintos focos.
Fuentes generadoras de ruido:
• tráfico
• industria
• obras de construccion
• recogida de basuras
• gente
• calderas
• ascensores.
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