Acústica Esencial: Propagación, Fenómenos y Medidas del Sonido

Este documento explora los conceptos fundamentales de la acústica, detallando las formas en que el sonido se propaga, los fenómenos asociados a su comportamiento y las principales magnitudes para su medición.

Formas de Propagación del Sonido

El sonido, como onda, interactúa con el medio y las superficies de diversas maneras, dando lugar a distintos fenómenos de propagación.

Reflexión

Cuando una onda sonora incide sobre una superficie, parte de su energía rebota, regresando al medio original.

Coeficiente de Reflexión

Es la relación entre la energía reflejada y la energía incidente sobre una superficie.

Absorción

Se produce cuando parte de la onda sonora incidente sobre una superficie no se refleja y se transforma en calor, disipándose en el material.

Coeficiente de Absorción

Es la relación entre la energía absorbida y la energía incidente sobre una superficie.

Coeficiente de Absorción Media

Representa el promedio de los coeficientes de absorción de las diferentes superficies presentes en un recinto, ponderado por sus áreas.

Refracción

Es el cambio de dirección que experimenta la onda sonora cuando atraviesa diferentes medios con distintas propiedades (densidad, temperatura, etc.).

Coeficiente de Transmisión

Es la relación entre la energía transmitida a través de un medio o barrera y la energía incidente sobre este.

Difracción

Es el efecto de dispersión que produce el sonido al encontrar obstáculos o al pasar por aberturas, permitiendo que la onda rodee el objeto o se extienda más allá de la abertura.

Fenómenos Asociados a la Propagación Sonora

Además de las formas básicas de propagación, el sonido da lugar a diversos fenómenos perceptibles y medibles.

Persistencia Acústica

Es un efecto del oído humano que impide distinguir dos señales acústicas si el intervalo de tiempo entre ellas es demasiado corto (generalmente menos de 50 ms).

Eco

Es un efecto debido a la reflexión de las ondas sonoras, donde la onda original se extingue, pero la reflejada aparece con un retardo perceptible (generalmente más de 100 ms) respecto a la original, permitiendo escucharla como un sonido separado.

Reverberación

Es la persistencia sonora dentro de un recinto después de que la fuente original ha cesado de emitir, debido a las múltiples reflexiones de las ondas sonoras en las superficies del espacio.

Orden de Reflexión

Es el número de veces que una onda sonora se refleja sobre una superficie antes de llegar a un receptor.

Reflexiones Tempranas

Son las primeras reflexiones que se producen y llegan de forma separada del resto de las reflexiones. Poseen un orden inferior o igual a 3 y son fundamentales para el refuerzo acústico de una sala, contribuyendo a la claridad y espacialidad del sonido.

Reflexiones Tardías

Forman la cola reverberante y se deben al efecto de absorción de los materiales y del aire. Contribuyen a la sensación de ambiente y espacialidad, pero un exceso puede reducir la inteligibilidad.

Tiempo de Reverberación (RT60)

Es el tiempo necesario para que un sonido disminuya su valor inicial hasta una millonésima del mismo (60 dB) una vez que haya cesado el sonido original o emitido. Es un parámetro clave para la calidad acústica de un espacio.

Enmascaramiento

Se produce cuando un tono, de valor de frecuencia cercano a otro de menor intensidad sonora, impide su percepción por el oído humano. El sonido más fuerte "enmascara" al más débil.

Resonancia

En acústica, es la propiedad de un material o sistema para vibrar a una frecuencia determinada cuando es excitado por una fuente externa que emite a esa misma frecuencia, amplificando la vibración.

Efecto Haas (Efecto de Precedencia)

Es la interpretación que realiza el cerebro cuando diferentes fuentes sonoras se reciben con diferente intensidad o retardo. El cerebro tiende a localizar la fuente sonora en la dirección de la primera señal que llega, incluso si otras señales son más fuertes pero llegan con un ligero retardo.

Magnitudes Fundamentales de la Acústica

Para cuantificar el sonido, se utilizan diversas magnitudes físicas.

Intensidad Acústica

Es la potencia acústica por unidad de superficie. Se mide en vatios por metro cuadrado (W/m²).

SIL (Sound Intensity Level)

Es el nivel de intensidad acústica medido en decibelios (dB). Se utiliza para describir la intensidad relativa de un sonido respecto a un nivel de referencia.

Presión Acústica

Son las variaciones de presión producidas por una onda sonora durante su propagación en un medio. Es lo que el oído humano percibe directamente.

SPL (Sound Pressure Level)

Es el nivel de presión acústica medido en decibelios (dB). Es la magnitud más comúnmente utilizada para describir el "volumen" de un sonido.

Potencia Acústica

Es la energía acústica irradiada por unidad de tiempo por una fuente sonora. Se mide en vatios (W).

PWL (Power Wattage Level)

Es el nivel de potencia acústica medido en decibelios (dB). Describe la potencia total de una fuente sonora, independientemente de la distancia o el entorno.