Mundo sonoro - Explora la ciencia

Mundo sonoro
ONDAS MECÁNICAS Y ONDAS SONORAS
NIVELES:
LENTES ACÚSTICAS
2.O CICLO ESO
Y BACHILLERATO
EL RUIDO EN LA FERIA
PROFESOR:
CENTRO:
JORGE BARRIO
I.E.S. MANUEL DE FALLA
JUSTIFICACIÓN Y OBJETIVOS
Nuestra relación con los demás y con nuestro propio entorno natural se lleva a cabo a través de un
mundo de percepciones táctiles, gustativas, ópticas, olfativas y acústicas. En estas últimas se centró
el proyecto que nuestro “stand” presentó al visitante. ¿Qué es el sonido? ¿Cómo se produce? ¿Cómo
se transmite? ¿Por qué suenan los instrumentos? ¿Cómo producimos los sonidos que conforman
nuestra voz? El montaje del proyecto y su distribución se diseñó en forma de “tour” guiado, empezando por los aspectos más básicos del sonido y acabando con algunas de sus aplicaciones más interesantes (por ejemplo, los principios físicos de los instrumentos de viento o del propio habla).
ONDAS MECÁNICAS Y ONDAS SONORAS
Material necesario
• Tablero con listones de madera.
• Dos tubos de metacrilato tapados con globos
en los extremos.
• Una barra de hierro.
• Bolas de acero o aluminio.
• Campana y bomba de vacío con despertador a
pilas.
Aplicación didáctica
En los libros suele decirse que el sonido se propaga en forma de ondas sonoras. Se agrega que
las ondas sonoras forman parte de un tipo de
ondas denominadas ondas mecánicas. ¿Qué significa todo esto?
• Llamamos onda al movimiento de propagación de una perturbación de un punto a otro. En este movimiento se propaga energía, pero no hay transporte neto de materia.
• Una onda es mecánica cuando solo puede propagarse por un medio material.
La primera experiencia demostraba qué es una onda mecánica. Se trataba de una maqueta como la
que aparece en la fotografía, en la que se observaba cómo una perturbación producida en un extremo de una barra metálica o de sendos tubos conteniendo un líquido o un gas se propagaba hasta el
otro extremo.
Para demostrar el carácter mecánico de las ondas sonoras, basta con comprobar cómo el sonido de
un despertador suficientemente estridente, encerrado en una campana, se extingue por completo al
hacer el vacío en dicha campana.
LENTES ACÚSTICAS
Material necesario
• Dos globos, uno con CO2 puro y el otro con helio.
• Un timbre u otra fuente sonora.
Aplicación didáctica
Si el sonido se propaga en forma de ondas presentará propiedades ondulatorias como, por ejemplo,
la refracción (desviación de la dirección de propagación de una onda al pasar de un medio a otro de
distinta naturaleza). Este fenómeno es la base de la construcción de las lentes ópticas. En esta experiencia comprobamos que también se pueden construir lentes acústicas de los dos tipos: lentes acústicas convergentes (que concentran el sonido) y divergentes (que dispersan el sonido).
Al igual que existen lentes ópticas convergentes y divergentes, podemos fabricar lentes acústicas
convergentes del sonido y lentes acústicas que divergen el sonido. Utilizaremos para ello dos globos:
uno lleno de CO2 puro y otro lleno de helio. La velocidad de propagación del sonido en el CO2 es
menor que en el aire, de manera que la onda sonora sufre una doble refracción (al entrar y al salir del
globo) como se indica en la figura, actuando el globo como una lente acústica convergente. Por el
contrario, la velocidad de propagación del sonido en el helio es 2,8 veces superior al aire, por lo que
los frentes de la onda sonora divergen, en lugar de concentrarse en el extremo opuesto. El globo de
helio actuará como una lente acústica divergente.
foco sonoro
globo de CO 2
receptor
EL RUIDO EN LA FERIA
Se ha comentado recientemente que somos el segundo país más ruidoso del mundo. En un panel del
stand se fue anotando el nivel de intensidad sonora medido en distintos momentos de la feria en la
plaza central y lo comparamos con los patrones de ruido ambiental. Se pretendía concienciar sobre
la necesidad del maravilloso silencio o, cuando menos, del poco ruido y a la vista de los resultados,
debemos reflexionar para las futuras ferias. Los resultados resumidos fueron los siguientes:
• En todo momento de la feria se superaron los 70 dB (el nivel máximo aconsejable es de 65 dB). Tan
solo el sábado a las 10 de la mañana se obtuvo una cota inferior (69 dB).
• En el rango comprendido entre las 11 y las 13:30 del viernes (abundancia de visitas escolares) se
superaron en todo momento los 80 dB, con un máximo situado entre las 12:15 y las 13:15 h, donde
se mantuvo el ruido ambiental entre los 85 y los 87 dB.
• El ruido ambiental medio se situó en los 72 dB en las horas más bajas de público (entre 15 y 17 h),
alcanzando una media de 75 – 76 dB en los momentos de mayor afluencia de público (adulto y familias), fundamentalmente a partir de las 17:30 o 18 h.
• Los espectáculos de animación fueron especialmente ruidosos y, en ocasiones, molestos. Las bocinas de espectáculo sonando en la plaza central alcanzaron los 101 dB, mientras que el “ruido de
fondo” de los espectáculos teatrales se situaba en torno a los 82 dB.
• Los anuncios por megafonía alcanzaban los 85 dB.