Conceptos esenciales del sonido: amplitud, frecuencia y clasificación

Principios básicos del sonido

El sonido es una vibración mecánica que se propaga por un medio material elástico y denso, y que es capaz de producir una sensación auditiva.

El generador del sonido se llama fuente sonora, que es lo que genera la vibración. Esta vibración es transmitida por el aire y, al mismo tiempo, se transmite a nuevas partículas contiguas.

La propagación de onda sonora es la manera en la que la perturbación se traslada de un lugar a otro. Consiste en la prolongación de una perturbación en el aire. La velocidad del sonido es de 345 m/s, aunque varía con la temperatura. La velocidad del sonido es independiente de la intensidad de la perturbación. El sonido genera un movimiento que hace que la energía se propague, lo que a su vez produce una vibración.

Parámetros fundamentales del sonido

• Amplitud (tamaño de radio a través del tiempo): es el punto de máxima elongación de la onda sinusoidal (que alcanza una oscilación en un ciclo). Es proporcional a la cantidad de energía que se efectuó para generar la vibración. A mayor energía, mayor vibración (sonido fuerte). También puede llamarse valor de pico (porque llega una vez). Se mide en decibelios (dB). 'RMS (valor eficaz): representa el valor eficaz a la hora de aplicar una determinada cantidad de energía. Es un valor promedio y está relacionado con qué tan fuerte escuchamos una señal.
• Frecuencia: es la medida que se utiliza para representar la cantidad de veces que vibra el sonido en un segundo. Se mide en hercios (Hz), unidad para medir el sonido en base a graves (frecuencias bajas) y agudos (frecuencias altas). El espectro audible se encuentra entre 20 Hz y 20 kHz. 'Periodo (P): es el tiempo que tarda en cumplirse un ciclo. La cantidad de veces que se repite el período en un segundo es la frecuencia. Está relacionado con el ciclo, el periodo y la altura (sensación que nos permite distinguir sonidos graves de agudos). Se la identifica con el carácter “f”.
• Longitud de onda: es la distancia que recorre una onda en el espacio en un determinado periodo de tiempo. Las señales graves necesitan más espacio para completar su longitud de onda, a diferencia de las agudas.

Clasificación de los sonidos

• Sonidos deterministas
  • Sonido simple: tiene una única frecuencia constante.
  • Sonido complejo: se caracteriza por una frecuencia origen (fundamental o primer armónico) y un conjunto finito de frecuencias múltiplos de esta, denominados armónicos.
  • Sonido transitorio: resulta de una brusca liberación de energía que aparece repentinamente y con breve duración. Tiene un gran número de componentes frecuenciales que no guardan una relación armónica entre sí, sino que forman un espectro continuo.
• Sonidos aleatorios:están formados por muchas frecuencias de valor impredecible (son ruidos). Se usa la densidad espectral de potencia (potencia sonora por unidad de frecuencia).
  • Ruido blanco: aquel ruido que presenta una densidad espectral de potencia constante.

Banda de frecuencias

La banda de frecuencias puede definirse como el conjunto de frecuencias posibles que tiene una fuente para emitir, que se encuentran entre los dos puntos extremos (agudos y graves). Por ejemplo, la nota inferior de un piano tiene una frecuencia fundamental de 27,5 Hz, mientras que la superior tiene una frecuencia fundamental de 4400 Hz. Entendemos así que la banda de frecuencias emisible por un piano es de 27,5 Hz – 4400 Hz.

La banda de frecuencias audibles para una persona joven y sana es de 20 Hz – 20000 Hz.