Acústica

Qué es la acústica

Es la rama de la física que estudia la producción y comportamiento durante la transmisión y destino de las ondas sonoras, así como de su composición. Cuando se habla de qué es acústica, también se refiere al estudio de los espacios físicos o recintos donde el sonido es propagado, y tiene múltiples aplicaciones para eventos, estudios y espacios públicos.

Dentro del fenómeno acústico, no solamente se estudia el sonido que puede ser fácilmente percibido por el oído humano, sino también del infrasonido y del ultrasonido.

El infrasonido son aquellas frecuencias sonoras que son inferiores a las que el oído humano es capaz de percibir (20 hercios), pero para algunos animales es totalmente perceptible y lo utilizan como forma de comunicación a grandes distancias; mientras que el ultrasonido son las ondas que se encuentran por encima de la audición percibida por el ser humano, a unos 20.000 hercios.

También en la música, es el término que se entiende por la utilización de instrumentos que producen sonidos por la vía acústica, dejando de lado los elementos eléctricos o electrónicos, por ejemplo, la guitarra acústica.

Historia de la acústica

Se remonta a la antigua Roma y Grecia, donde se realizaban múltiples presentaciones musicales y teatrales en recintos construidos para tal fin. El filósofo y matemático griego Pitágoras (569-496 A.C.), comenzó a estudiar el fenómeno acústico, al notar la diferencia en los intervalos musicales, expresando numéricamente dichas observaciones, y definió lo que hoy se denomina como armónicos e inarmónicos. Más tarde, el científico Aristóteles (384-322 A.C.), dio las primeras aproximaciones sobre las ondas, al describirlas como expansiones y contracciones en el aire que caían y golpeaban “el aire próximo”.

Marco Vitruvio Polión (80/70-15 A.C.), arquitecto e ingeniero romano, fue el precursor de la acústica arquitectónica, al escribir sobre los fenómenos acústicos que se daban lugar en los teatros, y gracias a ello, se tuvo registro sobre aspectos a tomar en cuenta en el campo acústico al momento de construir recintos teatrales y musicales.

Luego, el ingeniero, físico y matemático Galileo Galilei (1564-1642), concluyó los estudios de Pitágoras, al definir con mayor claridad las ondas, dando origen a la acústica fisiológica, y al describirla como un estímulo interpretado por la mente como sonido, a la acústica psicológica. Marin Mersenne (1588-1648), filósofo y matemático francés, realizó experimentos sobre la velocidad de propagación del sonido; e Isaac Newton (1643-1727), formuló la velocidad del sonido en los sólidos. El físico John William Strutt (1842-1919), también conocido como Lord Rayleigh, escribió sobre la producción del sonido en las cuerdas, platos y membranas.

Otros personajes ilustres de la historia que aportaron en el campo acústico, fueron el astrónomo, matemático y físico Pierre-Simon Laplace (1749-1827), con estudios sobre la propagación sonora; Hermann von Helmholtz (1821-1894), físico y médico, estudió la relación entre tonalidades y frecuencias; Alexander Graham Bell (1847-1922), inventor y científico, desarrolló el teléfono mediante la observación de que algunos materiales podrían transformar y transportar las vibraciones sonoras; Thomas Alva Edison (1847-1931), inventor, logró la amplificación de las vibraciones sonoras con el desarrollo del fonógrafo.

Ramas de la acústica

Existen varias clasificaciones que, en conjunto, ayudan a definir qué es la acústica, de acuerdo al medio de propagación de las ondas y de su utilidad práctica. Algunas de ellas son:

Acústica fisiológica

Estudia los oídos y la garganta, así como también del área del cerebro que descifra las ondas. Acá se incluye tanto los sonidos emitidos, como la percepción de los mismos y trastornos.

Acústica arquitectónica

Se encarga del estudio de la acústica en recintos y espacios, su comportamiento, cómo adaptar y ambientar dichos espacios para el óptimo aprovechamiento de las características del sonido y tener una propagación efectiva en un espacio controlado. Esta división ayudó al desarrollo de recintos idóneos para este fin, como la concha acústica.

Acústica industrial

Es la rama que se encarga de atenuar los efectos del ruido producto de la actividad industrial, a modo de proteger a los trabajadores de la contaminación sonora y sus agresiones, mediante algún tipo de aislante acústico.

Acústica ambiental

Estudia los sonidos presentes en los exteriores, el ruido en el ambiente y sus efectos en la naturaleza y las personas. Dichos ruidos son generados por el tráfico, distintos tipos de transporte, locales comerciales, vecindarios y las distintas actividades cotidianas humanas. Esta rama promueve la gestión y el control del ruido, para aminorar la contaminación acústica.

Acústica musical

Es la que estudia el sonido producido por los instrumentos musicales, sus escalas, acordes, consonancia. Es decir, de la afinación de la escala de los mismos. Además de las anteriormente mencionadas, existen otras ramas, como son:

• Aeroacústica (sonido producido por el movimiento en el aire)
• Psicoacústica (percepción humana del sonido y sus efectos)
• Bioacústica (estudia la audición en los animales y la comprensión de su percepción)
• Subacuática (detección de objetos con sonido, como los radares)
• Slectroacústica (estudia los procesos electrónicos para la captura y procesamiento del sonido)
• Fonética (acústica del habla humana)
• Macroacústica (estudio de sonidos intensos)
• Ultrasónica (estudia el sonido inaudible de alta frecuencia y sus aplicaciones)
• Vibratoria (estudio de los sistemas que poseen masa y elasticidad que pueden realizar movimientos oscilatorios)
• Estructural (estudia el sonido que se propaga por estructuras en forma de vibraciones), entre otras.

Fenómenos acústicos

Son aquellas distorsiones en las ondas sonoras, ocasionadas por obstáculos o variaciones existentes en el medio de propagación que afectan las características de las mismas. Entre dichos fenómenos acústicos destacan:

• Reflexión: es cuando la onda sonora se encuentra con un obstáculo sólido y esto ocasiona que la misma se desvíe de su curso original, creando un efecto de “rebote”, el cual le permite volver al medio del cual proviene.
• Eco: se produce cuando una onda rebota y se refleja en ciclos repetitivos a un intervalo aproximado de 0,1 segundos. Para percibir el mismo, la fuente sonora y la superficie que refleje la misma, deben estar distanciadas no menos de unos 17 metros.
• Reverberación: es un fenómeno similar al del eco, con la diferencia que el tiempo de repetición es inferior a 0,1 segundos, y el efecto resultante es un sonido prolongado. En este caso, la fuente y la superficie reflectora deben estar a menos de 17 metros de distancia.
• Absorción: es cuando la onda llega hasta una superficie y ésta neutraliza o absorbe parte de la misma y el resto se refleja. Los paneles acústicos utilizados en los estudios, tienen esta propiedad, aunque absorben el sonido casi en su totalidad.
• Refracción: son las curvaturas que toma un sonido cuando pasa de un medio a otro, y su dirección y velocidad dependerán de la temperatura, densidad y elasticidad del medio de propagación.
• Difracción: es cuando una onda se encuentra con un obstáculo de menor tamaño que su longitud en su trayectoria, que produce que la misma lo rodee y la onda se “disperse”.
• Interferencia: se da cuando dos o más ondas distintas se cruzan o superponen. Generalmente, llevan trayectorias opuestas, por lo que “chocarán” entre sí. Mientras mayor igualdad tengan ambas ondas en cuanto a su amplitud, mayor será el índice de interferencia.
• Pulsaciones: surgen ante la presencia de dos ondas de distintas frecuencias pero muy cercanas, que al oído humano es imperceptible, por lo que se percibe como una frecuencia única.
• Efecto Doppler: es el que se percibe cuando surge un incremento o disminución de la frecuencia de una onda cuando el emisor y el receptor se acercan o se alejan. Ejemplo: cuando se escucha venir una ambulancia o patrulla, pasa cerca y se aleja nuevamente.

Contaminación acústica

Es la versión acústica de la alteración de un ambiente en un determinado espacio. Al existir la contaminación acústica, entonces se entenderá que existe un exceso de sonido o ruido que altera el entorno.