El Sonido: Origen, Percepción, Tecnología y Contaminación
Origen y Propagación del Sonido
Para que un cuerpo u objeto emita sonido, debe producirse en él algún tipo de vibración que se propague en un medio elástico, como el aire o el agua. Las ondas sonoras se propagan en todas las direcciones, de modo que su frente de onda es esférico. El sonido es una onda mecánica, ya que requiere de un medio material para su propagación, y además es una onda longitudinal; es decir, viaja en la misma dirección en la que vibran las partículas del medio.
A medida que la onda sonora se propaga, se produce una serie de zonas de compresión, donde las moléculas del aire están más juntas y la presión entre ellas es más alta. Las zonas donde las moléculas se encuentran más separadas se llaman rarefacción o descompresión.
Si se representa una onda sonora, los valles de la onda corresponderán a las zonas de rarefacción y las crestas a las de compresión.
¿Cómo Percibimos el Sonido?
Percibimos las ondas sonoras gracias al oído. El oído transforma una onda mecánica (señal acústica) en una señal eléctrica (impulsos nerviosos). El oído se divide en oído externo, oído medio y oído interno.
- Cuando una onda sonora llega al oído externo es captada por el pabellón auricular, cuya forma permite concentrar y dirigir el sonido hacia el canal auditivo, el cual termina en una membrana elástica llamada tímpano.
- Las vibraciones del tímpano son transmitidas hacia un sistema interconectado de tres diminutos huesos: el martillo, el yunque y el estribo. Estos amplifican mecánicamente la vibración del tímpano.
- En el oído interno, el estribo actúa como un pistón, empujando y tirando de la ventana oval, que es una membrana flexible del caracol o cóclea. Estos movimientos crean ondas de presión que transfieren su vibración al órgano de Corti.
- La vibración produce que las células ciliadas vibren y con ello emitan impulsos nerviosos que viajan a través del nervio auditivo, hasta el cerebro, donde la señal es interpretada como un sonido.
Tecnologías Correctivas de la Audición
Muchos de los daños se relacionan al interior de la cóclea, en particular, de las células ciliadas. Se puede corregir con un implante coclear. Este se instala de manera quirúrgica en el cráneo y está conformado por un micrófono que recoge las señales auditivas, un microprocesador y un electrodo que estimula el nervio auditivo.
Espectro de Audición
Una persona joven puede detectar sonidos entre 20 Hz y 20000 Hz.
- Ultrasonidos: sobre 20 kHz
- Infrasonidos: 20 Hz hacia abajo
Intensidad de un Sonido
Esta depende de la energía que la onda transporta. Cuando una onda sonora posee mayor energía que otra, su amplitud es mayor, siempre que la frecuencia de los dos sonidos sea la misma. La intensidad de un sonido corresponde a la energía transportada por unidad de tiempo y de superficie. Sin embargo, para cuantificar la intensidad se recurre al concepto de nivel de intensidad sonora (NIS), en este se usa la unidad de medida es el decibel (dB).
La Contaminación Acústica
Existe un exceso de sonido que altera las condiciones normales del ambiente. Si bien el ruido no se mantiene en el tiempo como otras formas de contaminación, puede causar daños en la calidad de vida y la salud. Una exposición prolongada a los 70 dB puede originar daños irreparables.