Qué es el sonido y cómo se propaga

El sonido es un movimiento vibratorio que tiene lugar al ponerse en movimiento ciertos cuerpos elásticos, láminas, varillas, membranas y cuerdas, y que se transmite por los cuerpos sólidos, los líquidos o los gases.

La transmisión es más lenta a través del aire; en éste tiene la velocidad de 340 metros por segundo, mientras que en el medio líquido es de 1.400 metros y en sólido 1.900.

En el vacío no se propaga; al no existir ninguna clase de moléculas es imposible la transmisión vibratoria.

¿Por qué se mueve el sonido?

La propagación sonora tiene lugar debido a un movimiento de vaivén.

Al vibrar un cuerpo sonoro se produce un desplazamiento que se transmite a las moléculas del aire que están en contacto con él; esta perturbación se va propagando a las moléculas próximas, y así se va extendiendo hasta que, poco a poco, va decayendo su fuerza según la intensidad de la fuente sonora.

Este movimiento que se expande se llama onda sonora, tomado en una dirección; el conjunto de esas ondas considerado en la superficie se llama frente de la onda sonora.

La velocidad de propagación de un sonido está en relación con la elasticidad y densidad del medio en que se propaga; la velocidad de transmisión del sonido aunenta, pues, de los gases a los líquidos y, aun más, en los sólidos.

Esto tiene suma importancia en audiometría y es necesario para comprender ciertos problemas, principalmente en lo que se refiere a la vía ósea.

La propagación depende de la frecuencia. La velocidad del sonido está en razón directa del producto de dicha frecuencia por la longitud de onda de cada sonido.

Para comprender mejor la propagación por el medio ambiente, se deben conocer propiedades del cuerpo que entra en vibración

¿Inercia, elasticidad y disipación?

• Inercia. Es la propiedad mediante la cual todo cuerpo que entra en vibración tiende a mantener ésta indefinidamente.
• Elasticidad. Es la tendencia del cuerpo vibrante al retorno a la posición inicial que tenía antes de la vibración.
• Disipación. Se traduce en la fricción de las moléculas del propio cuerpo vibrante entre sí y con el medio al cual transmite la vibración.

Por este mecanismo se transforma la energía de la vibración en calor.

El movimiento vibratorio de un sistema está en razón directa con la potencia que se aplique al mismo para hacerle entrar en movimiento, e inversa al conjunto de las tres propiedades antedichas, que determinan lo que se llama impedancia.

Como la impedancia mecánica, la acústica tiene una unidad que es el ohmio acústico, que expresa el grado de impedimento que existe en un medio dado al paso del sonido.

Para que el oído recoja y tenga conciencia del sonido, es preciso que éste posea ciertas propiedades de frecuencia e intensidad especiales y coincidentes con las posibilidades del aparato auditivo.

Análisis del sonido

La onda sonora, considerada físicamente, se distingue por tres características: la intensidad o volumen, la frecuencia o tono, y el timbre.

Analizando el sonido en su elemento más simple, o sea una vibración, nos daremos cuenta prácticamente de esto.

La representación esquemática más sencilla de una vibración consiste en una varilla que se desplaza de la línea media por flexión y vuelve al sitio de partida.

El movimiento de la varilla puede demostrarse con un movimiento oscilatorio armónico.

La intensidad es equivalente a la fuerza que tenga el movimiento vibratorio. A esta sensación de potencia acústica considerada como sensación subjetiva se la denomina volumen.

Frecuencia del sonido:

La frecuencia de un sonido corresponde al número de vibraciones dobles que tengan lugar durante el período de un segundo.

A la sensación subjetiva de oír esta frecuencia se llama tono.

La longitud de onda es la distancia que existe entre dos zonas de máxima o de mínima presión, viene dada por la frecuencia, estando en relación inversa de ésta; a más frecuencia, menos longitud de onda.

El timbre indica la calidad del sonido. La vibración sonora puede producir un tono puro o simple (esto es muy raro en la naturaleza) o puede generar un tono complejo que se compone de varios tonos añadidos y de armónicos.

Los sobretonos son tonos de mayor frecuencia, no múltiplos del primero.

Los armónicos son siempre sus múltiplos.

Según el número de armónicos se caracteriza el sonido.

Al tono de más baja frecuencia de todos ellos se le llama fundamental y a los restantes, armónicos superiores, siendo sus frecuencias múltiplos del primero, por ejemplo, si el fundamental es de 125 ciclos, sus armónicos serán: el primero de 250 ciclos, el segundo de 375, etc.

La onda sonora no se representará en este caso como una semicircunferencia, sino que resultará una línea curva con protuberancias de acuerdo con los armónicos y sobretonos.

La reunión de varios tonos que estén en una relación determinada producen una sensación agradable al oído, sensación musical.

Cuando no están en esta relación sino que se suceden anárquicamente se produce lo que se llama ruido y la percepción de esto será la sensación ruidosa. La suma de todas las frecuencias por igual, emitidas al mismo tiempo, produce lo que se llama ruido blanco o ruido de Gauss. Este se emplea mucho en audiometría.

La forma de onda puede observarse con el oscilógrafo u osciloscopio. En cambio el contenido de armónicos como así sus respectivas amplitudes puede evaluarse mediante un analizador de armónicos.
El análisis tonal se efectúa mediante el espectro sonoro.