Sonido - Explicación y definición del sonido

¿Qué es el sonido?

El sonido se define como el conjunto de fluctuaciones de presión que se propagan en forma de ondas a través de un medio elástico sólido, líquido o gaseoso. Comúnmente definimos el sonido al conjunto de ondas sonoras que son captadas por nuestros oídos e interpretadas por el cerebro, pero dicha definición es incompleta dado a que en la naturaleza existe un amplio rango de sonidos que no somos capaces de percibir.

El sonido se produce a consecuencia de la vibración de un cuerpo material como por ejemplo la vibración originada al rasgar la cuerda de una guitarra, al golpear la membrana de un tambor o las vibraciones que se producen en las cuerdas vocales cuando hablamos, en todos estos casos la vibración inicial se transmite a lo largo de todos los átomos, partículas y moléculas presentes en el medio dando lugar a la generación de ondas sonoras. Para que el sonido pueda transmitirse es necesario que el medio por el cual se propaga sea elástico de los contrario las moléculas y átomos no podrían vibrar ni transmitir dicha perturbación y por ende no se transmitiría el sonido.

Tal y como hemos indicado en la anterior definición el sonido al igual que la luz presenta una naturaleza ondulatoria y como tal posee todas las características y propiedades que define una onda como es su amplitud, frecuencia, periodo, longitud, energía, velocidad de propagación... Un sonido será diferente de otro en función de los valores que adquiera cada una de estas características de la onda sonora, así por ejemplo un onda sonora con una amplitud superior a otra la percibiremos con mayor intensidad o lo que es lo mismo con mayor volumen, por otro lado ondas sonoras con la misma amplitud pero con diferentes frecuencias o longitudes de onda las percibiremos como sonidos más graves o más agudos.

Otra de las característica que tiene el sonido es su velocidad de propagación la cual depende directamente del medio por el cual se propaga, en un medio sólido o líquido la velocidad de propagación del sonido es inversamente proporcional a la densidad del medio, menor velocidad a mayor densidad del medio, por otro lado en los medios gaseosos la velocidad del sonido es directamente proporcional a la temperatura del gas, así por ejemplo obtenemos que la velocidad del sonido en el aire a una temperatura de 20ºC es de 344m/s, el mismo sonido ubicado en congelador a -100ºC se propagaría a una velocidad de 279m/s, por otro lado si estuviéramos en un horno a 400 ºC la velocidad del sonido sería de 521m/s.

La velocidad de propagación del sonido es superior cuando atraviesa un sólido o un líquido que cuando se propaga a través de un gas, así por ejemplo la velocidad del sonido en el aire es de 344 m/s en agua es de 1482 m/s y en el aluminio es de 6420 m/s.

A diferencia de las ondas electromagnéticas las ondas sonoras no pueden propagarse a través del vacio debido a que el sonido se transmite a través de la vibración de los átomos y moléculas que componen el medio, en el espacio exterior la casi ausencia de dichas moléculas y átomos hace imposible la propagación y transmisión de cualquier tipo de sonido, es por ello que los astronautas pueden afirmar que conocen el autentico silencio.

Espectro Sonoro

Gracias al espectro sonoro podemos clasificar el amplio rango de ondas sonoras presentes en la naturaleza en función de su longitud de onda, frecuencia o energía que llevan asociadas.

El espectro sonoro se divide en 3 grandes áreas:

• Infrasonidos

• Zona audible

• Ultrasonidos

La zona audible engloba todas aquellas ondas comprendidas en un intervalo de frecuencia entre los 20 y los 20.000 Hz las cuales pueden ser captadas por nuestros oídos.

Los ultrasonidos representan al conjunto de ondas sonoras con una frecuencia superior a los 20.000 Hz, mientras que los infrasonidos representan al conjunto de ondas sonoras con una frecuencia inferior a los 20 Hz.

Los ultrasonidos son ampliamente utilizados en diversos sectores como medio de detección, medición y visualización de materiales u organismos que no podemos acceder directamente a ellos, así por ejemplo el sector industrial utiliza equipos generadores de ultrasonidos como herramientas de detección y verificación de la calidad de diversos materiales así como la identificación de diversas defectologías como fisuras internas en soldaduras y metales, fugas en conductos y tuberías, deslaminaciones y atrapamiento de aire en materiales plásticos, medición de espesores en pinturas y recubrimientos, etc... Dentro del área de la medicina es común la utilización de equipos de ultrasonidos para la realización de ecografías las cuales permiten visualizar determinados órganos de un paciente o la evolución de un bebe dentro del vientre maternal ayudando al diagnostico médico.

Por otro lado gracias a la energía que llevan asociada los ultrasonidos es utilizada como medio de eliminación de cálculos renales, recuperación de lesiones musculares, soldaduras en tejidos sintéticos, limpieza de óxidos y contaminantes sobre las superficies de los materiales... En la naturaleza nos encontramos con animales como los delfines o los murciélagos capaces de emitir ultrasonidos los cuales los utilizan como medio para guiarse y cazar.

Los infrasonidos tienen la capacidad de propagarse a grandes distancias y aunque no podemos oírlos están presentes en sonidos que se generan en la naturaleza como en el viento, en las olas del mar, en avalanchas, en meteoritos, en las auroras... Los infrasonidos son captados mediante el uso de micrófonos específicos gracias a los cuales podemos identificar sonidos emitidos por animales como los elefantes, jirafas, rinocerontes o tigres permitiéndonos conocer su posición, por otro lado el uso de estos micrófonos podemos detectar erupciones volcánicas ubicadas a grandes distancias.

Gracias a los conocimientos adquiridos sobre el espectro sonoro hemos desarrollado instrumentos y herramientas como el sonar, el cual aprovechando las propiedades de propagación del sonido en sus diferentes frecuencias es utilizado como medio de navegación, comunicación y detección de objetos sumergidos bajo el agua.

Contaminación acústica

Hoy en día la mayoría de los ambientes en donde nos movemos, trabajamos y descansamos están llenos de fuentes emisoras de ruido, ciudades congestionadas de tráfico en donde el sonido de los motores, bocinas y ruido rodante de la circulación de los coches y motocicletas está presente a todas horas, fábricas en donde máquinas y herramientas como prensas, lijadoras, amoladoras o taladradoras emiten continuamente ruido al ambiente, máquinas de uso cotidiano como los ascensores, escaleras mecánicas, electrodomésticos... generando ruido durante su funcionamiento. La realidad nos hace reconocer la existencia de diversas fuentes de ruido que a partir de cierto nivel se convierten en lo que conocemos como contaminación acústica.

Miles de estudios avalan el origen de conductas y enfermedades directamente relacionadas con la contaminación acústica como por ejemplo la falta de concentración, pérdida auditiva, conductas agresivas, trastornos de sueño o estrés, todo ello nos obliga a delimitar los ambientes sonoros a los que nos exponemos así como definir e implantar las acciones necesarias para reducir las fuentes de ruido.

Los sonómetros son los equipos de medición encargados de captar la intensidad de una fuente sonora y representarla cuantitativamente en datos numéricos conocidos como decibelios o decibel, a mayor intensidad o volumen de un sonido mayor decibelios tendrá, gracias a esta información podemos representar las diferentes intensidades de ruido y las consecuencias de estar expuestas a ellas:

Para evitar mermar nuestra calidad de vida y salud es necesario medir y conocer las fuentes de ruido que se generan en nuestro ambiente con objeto de tomar las medidas correctivas necesarias como por ejemplo la utilización de tapones o cascos protectores del ruido, empleo de materiales absorbedores de ruido tales como espumas de poliuretano, corcho, recubrimientos antisonoros, lana de roca ...