SONIDO
Cuando
hablamos de sonido, nos referimos a la propagación de las ondas mecánicas
originadas por la vibración de un cuerpo a través de un fluido o un medio
elástico. Dichas ondas pueden o no ser percibidas por los seres vivos, de
acuerdo a las características de las ondas transmitidas, y a la afectación que
sobre ellas ejerce el medio por el cual se transmiten.
Existen
sonidos audibles por el oído humano y otros que sólo perciben ciertas especies
de animales. En cualquier caso, se componen de ondas acústicas debidas a la
oscilación de la presión del aire, que son percibidas por el oído y
transmitidas al cerebro para ser interpretadas. En el caso del ser humano, este
proceso es esencial para la comunicación hablada.
El
sonido puede propagarse también en otros elementos y sustancias, líquidos,
sólidos o gaseosos, pero a menudo sufriendo ciertas modificaciones. En
cualquier caso, se trata de un transporte de energía sin transporte de materia,
y al contrario de las ondas electromagnéticas de la luz o la radiación, no puede
propagarse en el vacío.
Estos
fenómenos son estudiados por la acústica, una rama de la física y de la
ingeniería que busca entender lo más posible la ciencia del sonido. También es
de sumo interés para la fonética, rama de la lingüística especializada en la
comunicación oral de los seres humanos en sus distintos idiomas.
CARACTERISTIC A DEL SONIDO
sonido
se produce cuando un cuerpo vibra rápidamente, y transmite dichas vibraciones
al medio circundante en forma de ondas sonoras. Éstas se desplazan expansivamente,
a una velocidad promedio (en aire) de 331,5 m/s, y pueden reverberar
(“rebotar”) en distintos tipos de superficies, logrando distintos efectos de
eco o de distorsión, que a menudo magnifican su potencia (como en las cajas de
resonancia o los parlantes).
Sea
cual sea su origen, el sonido presenta las siguientes características físicas:
- ·
Frecuencia (f): el número de vibraciones
completas por segundo que efectúa la fuente del sonido y que se transmite en
las ondas. Un sonido audible por los seres humanos tendrá una frecuencia de
entre 20 y 20.000 Hz. Por encima de ese rango será un ultrasonido perceptible a
lo sumo por algunos animales.
- ·
Amplitud: Se relaciona con el volumen y la
intensidad (potencia acústica), y tiene que ver con la cantidad de energía
transmitida en las ondas.
- ·
Longitud de onda (λ): La distancia que
recorre una onda en un período determinado de tiempo, es decir, el tamaño de la
onda.
- ·
Potencia acústica (W): Es la cantidad de
energía emitida en las ondas por unidad de tiempo determinada. Se mide en atios
y depende directamente de la amplitud de onda.
- ·
Espectro de frecuencia: La distribución de
la energía acústica en las diversas ondas que componen el sonido.
PROPIEDADES
O CUALIDADES DEL SONIDO
A grandes rasgos, el sonido tiene
cuatro grandes propiedades:
·
Altura o tono. De acuerdo a su frecuencia,
los sonidos se clasifican en agudos (alta frecuencia), medios (frecuencia
media) y graves (baja frecuencia). La frecuencia es lo que distingue las notas
musicales entre sí.
·
Duración. Tiempo durante el cual un sonido
vibra. Existen sonidos largos, cortos o muy cortos.
·
Intensidad. La cantidad de energía
contenida en un sonido, es decir, su fuerza, que tienen que ver con su amplitud
y su potencia acústica, se miden en decibeles (db) y distingue entre sonidos
fuertes y débiles. Un sonido es audible por encima de los 0 db y produce dolor
al ser humano por encima de los 130.
·
Timbre. Tipificación del sonido en base a
su origen, es decir, la naturaleza del sonido conforme a su origen. Los
distintos instrumentos musicales pueden ejecutar las mismas notas, pero cada
uno con su respectivo timbre sonoro.
AUDICIÓN
La audición es la capacidad de
percibir sonidos al detectar vibraciones mediante el oído. Nuestra capacidad
para oír y entender nos conecta con las personas.
Sin buenas capacidades auditivas, la
comunicación y las interacciones sociales quedan restringidas y la calidad de
vida puede sufrir mucho. La pérdida auditiva es predominantemente una parte
natural del proceso de envejecimiento, de la misma manera en que muchas
personas mayores necesitan anteojos para leer. En nueve de cada 10 casos, la
pérdida auditiva está relacionada con la edad.
1.El tímpano vibra con el sonido.
2.Las vibraciones del sonido se
desplazan por la cadena de huesecillos hasta la cóclea.
3.Las vibraciones del sonido hacen
que el fluido de la cóclea se mueva.
4.El movimiento de este fluido hace
que las células ciliadas se inclinen. Las células ciliadas producen señales
neurales que son captadas por el nervio auditivo. Las células ciliadas de un
extremo de la cóclea envían información de los sonidos graves, y las células
ciliadas del otro extremo envían información de los sonidos agudos.
5.El nervio auditivo envía las
señales al cerebro, donde se interpretan como sonidos.
ONDAS SONORAS
Las ondas sonoras se producen cuando
un cuerpo vibra rápidamente. La frecuencia es el número de vibraciones u
oscilaciones completas que efectúan por segundo. Los sonidos producidos son
audibles por un ser humano promedio si la frecuencia de oscilación está
comprendida entre 20 Hz y 20000 Hz. Por encima de esta última frecuencia se
tiene un ultrasonido no audible por los seres humanos, aunque algunos animales
pueden oír ultrasonidos inaudibles por los seres humanos.
Tipos de ondas sonoras
1,-
Onda mecánica.
Las ondas mecánicas no pueden
desplazarse en el vacío, necesitan hacerlo a través de un medio material (aire,
agua, cuerpo sólido). Además, dicho medio debe ser elástico y no rígido para
permitir la transmisión del sonido.
2.-
Onda longitudinal.
En las ondas longitudinales los
movimientos de las partículas se desplazan en la misma dirección que la onda.
3.-
Ondas transversas
En las ondas transversales el
movimiento de las partículas es perpendicular a la dirección de la onda.
4.-
Es una onda tridimensional.
Son ondas que se propagan en tres
direcciones. Las ondas tridimensionales se conocen también como ondas
esféricas, porque sus frentes de ondas son esferas concéntricas que salen de la
fuente de perturbación expandiéndose en todas direcciones.
Un sonido grave corresponde a onda
sonora con frecuencia baja mientras que los sonidos agudos.
VELOCIDAD DEL SONIDO
Velocidad de propagación de las ondas de presión en un medio cualquiera.
Adopta la denominación de velocidad del sonido porque la propagación de un
sonido en un material es el fenómeno más claro y fácilmente perceptible de
todos los de tipo vibratorio.
El valor más conocido de la velocidad del sonido es el referido a la
propagación de una onda en el aire en condiciones estándar y corresponde a 342
m/s (unos 1.230 km/h). Para la propagación en otros medios se tienen valores
muy variables: 1.461 m/s (5.260 km/h) en el agua, 5.000 m/s (18.000 km/h) en el
acero y 30-70 m/s (100-150 km/h) en el caucho.
La velocidad de propagación de las ondas de presión posee una importancia
fundamental en el estudio de los fenómenos de resonancia en los colectores de
los motores alternativos y depende de las características del medio. En el caso
de un gas, por ejemplo, la mezcla carburada en el colector de admisión o los
gases quemados en los de escape, depende de su densidad y de la presión a que
se encuentran.
La velocidad de propagación de la onda sonora (velocidad del sonido)
depende de las características del medio en el que se transmite dicha
propagación; presión, temperatura, densidad, humedad. En general, la velocidad
del sonido es mayor en los sólidos que en los líquidos y en los líquidos mayor
que en los gases, dada la densidad de las partículas que permite un mayor intercambio
de energía cuando estas se encuentran más cerca.2
La velocidad del sonido en el aire (a una temperatura de 20 ºC) es de 343
m/s. La ecuación creada por Newton y posteriormente modificada por Laplace que
permite obtener la velocidad del sonido en el aire teniendo en cuenta la
variable de la temperatura es "331+(0,6 x Temperatura)".
Medios de propagacion:
·
En el agua (a 35 °C) es de 1493 m/s (a 22 °C) es de 1505 m/s.
·
En la madera es de 3990 m/s.
·
En el hormigón es de 4000 m/s.
·
En el aluminio es de 5090 m/s.
·
En el vidrio es de 5190 m/s.
·
En el acero es de 6099 m/s.
ENERGIA DEL SONIDO
La energía sonora (o energía
acústica) es la energía que transmiten o transportan las ondas sonoras. Procede
de la energía vibracional del foco sonoro y se propaga a las partículas del
medio que atraviesan en forma de energía cinética (movimiento de las
partículas), y de energía potencial (cambios depresión producidos en dicho
medio, o presión sonora). Al irse propagando el sonido a través del medio, la
energía se transmite a la velocidad de la onda, pero una parte de la energía
sonora se disipa en forma de energía térmica. La energía acústica suele tener
valores absolutos bajos, y su unidad de medida es el julio (J). Aunque puede
calcularse a partir de otras magnitudes como la intensidad sonora, también se
pueden calcular otras magnitudes relacionadas, como la densidad o el flujo de
energía acústica.
ELEMENTOS DE UNA ONDA
- ·
Cresta: es la parte más elevada de una
onda.
- ·
Valle: es la parte más baja de una onda.
- ·
Elongación: es el desplazamiento entre la
posición de equilibrio y la posición en un instante determinado.
- ·
Amplitud: es la máxima elongación, es
decir, el desplazamiento desde el punto de equilibrio hasta la cresta o el
valle.
- ·
Longitud de onda (l): es la distancia
comprendida entre dos crestas o dos valles.
- · Onda completa: cuando ha pasado por todas las elongaciones positivas y negativas.
LA
VOZ HUMANA
La voz humana consiste en un sonido emitido por un ser
humano usando las cuerdas vocales para hablar, cantar, reír, llorar, gritar,
etc. Los pulmones deben producir un flujo de aire adecuado para que las cuerdas
vocales vibren. Las cuerdas vocales son una estructura vibradora, que realizan
un 'ajuste fino' de tono y timbre. Los articuladores (tracto vocal) consisten
en lengua, paladar, labios, etc. Articulan y filtran el sonido.
Las cuerdas vocales, en combinación con los
articulares, son capaces de producir grandes rangos de sonidos. El tono de la
voz se puede modular para mostrar emociones tales como la ira, sorpresa, o
felicidad. Los cantantes usan la voz (música) humana como un instrumento para
crear música.
Tipos
de Voz y cuerdas Bucales
Hombres y mujeres tienen cantidades diferentes de
cuerdas vocales y tamaños diferentes. Las voces de los hombres adultos tienen
habitualmente un tono más bajo y tienen cuerdas más grandes. Los pliegues del
sistema vocal masculino (que se deben medir verticalmente en el diagrama)
tienen una longitud de entre 17 mm y 25 mm. Coincidiendo con las
características del cuerpo femenino, que tiene menor masa muscular que el
masculino, las mujeres tienen cuerdas más pequeñas. En su caso, las longitudes
están entre 12.5 mm y 17.5 mm.
El
aparato fonador humano
El aparato fonador lo componen 3 grupos de órganos
diferenciado
1. Órganos de respiración (Cavidades infraglóticas:
pulmones, bronquios y tráquea).
2. Órganos de fonación (Cavidades glóticas: laringe,
cuerdas vocales y resonadoras -nasales, bucales y faríngeas-).
3. Órganos de articulación (cavidad supraglóticas:
paladar, lengua, dientes, labios y glotis). Además, el correcto funcionamiento
del aparato fonador lo controla el sistema nervioso central, pues más allá de
la mera fonología, está el significante.
BIOFISICA DE LA
PERCEPCION AUDITIVA
El sistema auditivo periféricoestá compuesto por el oído externo, el oído medio y el Oído interno.
- Oído Externo:.- El oído externo está compuesto por el pabellón, que concentra las ondas sonoras en el conducto, y el conducto auditivo externo que desemboca en el tímpano. El canal auditivo externo tiene unos 2,7 cm de longitud y un diámetro promedio de 0,7 cm. Por sus características anatómicas éste tiene una frecuencia de resonancia natural entre los 4.500 Hz y los 5.000 Hz.
- Oído Medio: El oído medio está lleno de aire y está compuesto por el tímpano (que separa el oído medio), los ósculos (martillo, yunque y estribo) y la trompa de Eustaquio
- Dado que el oído interno está lleno de material líquido, mientras que el oído medio está lleno de aire, debe resolverse un desajuste de impedancias que se produce siempre que una onda pasa de un medio gaseoso a uno líquido.
AUDIMETRO
Son equipo eléctrico que sirve para
medir y evaluar la audición tanto a nivel umbral como supra umbral, permite
explorar las posibilidades audiométricas a través del área auditiva. Pueden producir
intensidades desde 10 hasta 110 o 120 dBs y cubren desde el tono 128 hasta el
16 000 Hz, mediante un potenciómetro graduado de 5 en 5 dBs. Se utiliza para
realizar pruebas audiométricas. Permite determinar el nivel auditivo de un
paciente en cada uno de sus oídos.
Umbrales (Limen o umbral mínimo de
audibilidad, comodidad, conducción aérea y ósea,)
Funcionamiento
El funcionamiento de este aparato
consiste básicamente en:
1. Un generador de frecuencias de
sonido; este instrumento emite tonos puros, sonidos que el ser humano no está
acostumbrado a escuchar, ya que no existen como tal en la vida diaria. El
sonido es emitido en las frecuencias 125 - 250 - 500 - 1000 - 2000 - 3000 -
4000 - 6000 y 8000 Hz para la vía aérea y 250 - 500 - 1000 - 2000 y 4000 para
la vía ósea.
3. Un potenciómetro que genera
intensidades que van de 0 a 110 dB, en una escala progresiva descendente o
ascendente, de 5 en 5 dB.
4. Un generador de ruidos
enmascarantes, ruido blanco o ruido Gaussiano, con la finalidad de evitar la
transmisión transcraneal del sonido de un oído a otro.
5. Un vibrador óseo para el estudio
de la audición ósea.
6. Un micrófono para comunicarse con
el paciente y realizar la discriminación de la palabra.
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