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Sonido y Audición

La carrera del sonido

El sonido es una onda mecánica, lo que significa que necesita un medio para viajar. No puede existir en el vacío del espacio, a diferencia de la luz. Su velocidad depende completamente de las propiedades del material por el que se mueve.

En general, el sonido viaja más rápido en los sólidos, más lento en los líquidos y aún más lento en los gases.

Esto se debe a que las moléculas en un sólido están mucho más juntas que en un líquido o un gas. Imagina una fila de fichas de dominó. Si están muy cerca, la perturbación viaja casi instantáneamente de un extremo a otro. Si están separadas, cada una tarda más en golpear a la siguiente. Las moléculas de un material son como esas fichas de dominó para las ondas sonoras.

La temperatura también juega un papel crucial, especialmente en los gases como el aire. A mayor temperatura, las moléculas de gas se mueven más rápido y chocan con más frecuencia, lo que permite que la vibración del sonido se propague con mayor velocidad.

v(331.4+0.6T) m/sv \approx (331.4 + 0.6 \cdot T) \text{ m/s}

El espectro que oímos

Nuestros oídos son detectores de sonido increíblemente sofisticados. Cuando una onda sonora llega, el pabellón auricular la canaliza hacia el tímpano, que vibra. Estas vibraciones se transmiten a través de tres pequeños huesos en el oído medio (martillo, yunque y estribo) hasta la cóclea en el oído interno. Dentro de la cóclea, unas células ciliadas convierten estas vibraciones mecánicas en señales eléctricas. Este proceso se conoce como nerviosa y es la clave para que nuestro cerebro interprete los sonidos.

Lesson image

El oído humano, sin embargo, no puede captarlo todo. Nuestro rango audible se limita a frecuencias de entre 20 Hz y 20,000 Hz (o 20 kHz). Los sonidos por debajo de 20 Hz se llaman infrasonidos, como los que producen los elefantes o los terremotos. Los que superan los 20 kHz son ultrasonidos, utilizados por murciélagos para la ecolocalización o en ecografías médicas.

Dentro de nuestro rango, distinguimos tres cualidades principales:

Intensidad

noun

Relacionada con la amplitud de la onda. Una mayor amplitud corresponde a un sonido más fuerte o de mayor volumen. Se mide en decibeles (dB).

Tono

noun

Determinado por la frecuencia de la onda. Frecuencias altas producen sonidos agudos (como un violín), mientras que frecuencias bajas producen sonidos graves (como un contrabajo).

Timbre

noun

Es la cualidad que nos permite distinguir dos sonidos de igual intensidad y tono producidos por fuentes diferentes. Está determinado por la combinación de la frecuencia fundamental y sus armónicos (múltiplos de la fundamental).

El timbre es la "huella digital" del sonido. Es la razón por la que una misma nota musical suena diferente si la toca un piano, una flauta o una guitarra.

El sonido en movimiento

Cuando las ondas sonoras encuentran un obstáculo, pueden ocurrir varios fenómenos. La reflexión es uno de los más comunes. Si la superficie está lo suficientemente lejos, percibimos la onda reflejada como un eco, un sonido separado del original. Si las superficies reflectantes están más cerca, las reflexiones se superponen y crean una , que es la persistencia del sonido después de que la fuente ha cesado.

Otro fenómeno clave es el , que describe el cambio en la frecuencia percibida de una onda cuando la fuente de sonido o el observador se están moviendo. Es el clásico ejemplo de la sirena de una ambulancia: suena más aguda a medida que se acerca y más grave cuando se aleja. El sonido no cambia, pero nuestra percepción sí, porque las ondas nos llegan más juntas (mayor frecuencia) al acercarse y más separadas (menor frecuencia) al alejarse.

Finalmente, cuando una onda sonora choca con un material, parte de su energía se refleja y otra parte se absorbe, transformándose generalmente en calor. Los materiales porosos y blandos, como las alfombras, las cortinas o la espuma acústica, son excelentes absorbentes de sonido. Esta propiedad es fundamental para controlar la acústica de un lugar y reducir la contaminación acústica.

La contaminación acústica, producida por el tráfico, la industria y otras actividades humanas, es un problema ambiental serio. La exposición prolongada a altos niveles de ruido puede causar estrés, problemas de sueño e incluso daños permanentes en la audición. El uso de materiales absorbentes en la construcción y barreras acústicas en las carreteras son algunas de las estrategias para mitigar su impacto.

Ahora, pongamos a prueba lo que has aprendido.

Quiz Questions 1/6

¿Por qué el sonido no puede viajar en el vacío del espacio?

Quiz Questions 2/6

Si una ambulancia se acerca a ti con la sirena encendida, ¿qué fenómeno explica por qué el sonido se percibe más agudo que cuando se aleja?

Comprender cómo viaja y se comporta el sonido nos permite no solo apreciar la música o la voz, sino también diseñar espacios más agradables y proteger nuestra salud auditiva.