02. El sonido y su presencia en nuestras vidas

Cómo se produce y transmite el sonido

El sonido es una sensación que produce un objeto al vibrar. Se trata de un proceso complejo en el que cuando un cuerpo vibra, sus partículas se aproximan y separan con un movimiento de vaivén, produciéndose entre ellas cambios de presión (vibraciones).

Esas vibraciones generan ondas sonoras, que necesitan un medio transmisor elástico para desplazarse, ya sea sólido, líquido o gaseoso. Si ese medio no es capaz de experimentar las vibraciones o cambios de presión, entonces las ondas sonoras no pueden viajar. Por eso en el vacío no hay sonido.

Finalmente, cuando las ondas sonoras llegan al medio receptor (nuestro oído), este las transforma en la sensación que percibimos e interpretamos como sonido.

Es importante entender que cuando las ondas sonoras viajan, el aire NO se mueve de un lugar a otro, sino que es la energía la que se traslada.

  • Experimenta 1. Muelle de colores. Sonido: ondas longitudinales: Si dos personas sujetan un muelle desde ambos lados y una empuja ligeramente, se puede ver cómo los aros se agolpan y se separan lentamente. Las vibraciones son paralelas a la dirección de la onda.

El sonido se mueve en todas las direcciones. Si habláis, ¿os pueden escuchar los que están a vuestra espalda? Sí, con menos intensidad, pero sí.

  • Experimenta 2. Pon bolitas de poliespán sobre una superficie tensa, como una pandereta. Produce un sonido a su alrededor y observa lo que ocurre.
  • Experimenta 3. El mismo experimento se puede hacer con una bola en la superficie del agua.

Velocidad del sonido. Depende, entre otras cosas, de la densidad de la materia. Cuanto más densa es (en un cuerpo sólido las partículas de ese cuerpo están más cerca unas de otras), más rápidamente se transmite el sonido.

Ejemplos: Aire, a 20º: 340 m/s l Agua, a 25º: 1593 m/s l Aluminio: 6.400 m/s

Cualidades del sonido

Todos los sonidos no son iguales porque en ellos pueden ser distinguidas CUATRO cualidades que se relacionan directamente con ciertas características de la onda que produce el sonido.

Altura

Cualidad del sonido que nos permite distinguir sonidos AGUDOS de GRAVES. Depende del número de vibraciones u oscilaciones por unidad de tiempo. Se mide en hertzios. Más oscilaciones: más agudo. Menos oscilaciones: más grave.

Nosotros escuchamos los sonidos que se encuentran entre 20 Hz (20 vibraciones por segundo –muy grave–) y 20.000 Hz (20.000 vibraciones por segundo –muy agudo–). Los infrasonidos son aquellos sonidos con una frecuencia tan baja (<20 Hz) que nuestro oído no puede apreciarlo. Y ultrasonidos a aquellos que no podemos percibir porque su frecuencia supera los 20.000 Hz, es decir, están por encima de nuestro umbral de audición.

Algunos insectos y mamíferos (delfines y murciélagos) utilizan los ultrasonidos como si fueran un radar para su orientación (ecolocalización). Las ondas emitidas por ellos se reflejan en los objetos que hay alrededor, permitiéndoles crear una imagen del lugar donde se encuentran.

Animales como los elefantes, ballenas y tigres utilizan los infrasonidos para comunicarse. Y desastres naturales como terremotos, tornados y erupciones volcánicas se manifiestan al comienzo con infrasonidos.

En medicina, las ecografías permiten hacer diagnósticos por imágenes con ultrasonido.

  • Experimenta 4. Con masa de Maizena encima de un altavoz, se puede observar cómo reacciona con las vibraciones de sonido.
  • Experimenta 5. Teléfonos con vasos de yogur e hilo fino. Transmisión vibraciones.
  • Experimenta 6. Instala en el móvil una app gratuita para jugar con las frecuencias. Ponte unos buenos auriculares y comprueba los sonidos más graves y agudos que eres capaz de oír. Fíjate al mismo tiempo en el tipo de onda que se genera según cambias la frecuencia.
  • Experimenta 7. Si tienes en clase unos Boomwhackers o unos xilófonos, golpéalos y percibe las diferencias de altura. Coge varias copas con líquido en diferentes alturas y comprueba las diferencias de sonido al golpear o deslizar el dedo por el borde superior de las mismas.

La altura de los sonidos se representa en el lenguaje musical utilizando notas musicales.

El diapasón de horquilla es un objeto que produce un sonido (la nota LA de 440 vib/s) y que sirve para afinar instrumentos musicales. Hoy en día, los diapasones más utilizados son digitales y adaptados a cada instrumento.

Intensidad

Es la cualidad que permite diferenciar entre sonidos DÉBILES y FUERTES.

Los sonidos que percibimos deben superar el umbral auditivo (0 dB) y no llegar al umbral de dolor (140 dB). Es necesario utilizar protectores en ambientes con niveles de sonido superiores a 85 dB (si se perciben de forma prolongada). Los daños producidos en el oído por exposiciones a ruidos muy fuertes son acumulativos e irreversibles y pueden producir pérdida de audición, trastornos nerviosos, cardíacos y mentales.

Para controlar la cantidad de sonido en un lugar, se puede utilizar el sonómetro, que es un aparato que permite medir las variaciones de intensidad producidas por uno varios objetos.

  • Experimenta 8. Instala en tu móvil la app gratuita (Sound Meter, por ejemplo). Mide la cantidad de sonido que hay a tu alrededor, en diferentes lugares, situaciones y horas del día. Valora los resultados y piensa en qué podríamos hacer para mejorar nuestro entorno.

Duración

Cualidad del sonido que diferencia sonidos LARGOS de CORTOS. Depende de la cantidad de tiempo que ese sonido permanezca. Se mide en unidades de tiempo: segundos, minutos…

En música se utiliza con frecuencia el metrónomo, un aparato que marca el puso de forma constante. Si quieres experimentar con el metrónomo (y con una gran variedad de ritmos), no dejes de consultar este enlace.

Timbre

Cualidad del sonido que nos permite distinguir QUIÉN o QUÉ lo está produciendo. Esta cualidad no tiene una unidad de medida y depende de los materiales o el modo en que esté construido el objeto sonoro. En una partitura, para representar el timbre es necesario indicar qué instrumento debe sonar en cada momento.

Fenómenos del sonido

Eco

Es el efecto del sonido que se produce cuando una onda sonora choca contra una superficie y se refleja con suficiente energía como para volver a su fuente de origen como un sonido repetido.

Para que se produzca eco se tienen que dar unas condiciones: la superficie contra la que choca la onda debe estar al menos a 17 metros de distancia, y la onda sonora reflejada debe volver en no menos de medio segundo.

Es muy interesante lo que ocurre con el sónar, que se puede ver en algunas películas antiguas de guerra, y que se basa en la reflexión de las ondas sonoras en diferentes objetos.

Reverberación

La reverberación es el efecto de permanecer el sonido en un espacio después de que la fuente haya cesado de emitir.

Puede ser beneficioso y reforzar la sonoridad, o ser nocivo. En lugares como los auditorios se busca que haya un poco de reverberación. Pero en otros, como los gimnasios de los centros educativos, la reverberación es tan alta que puede resultar muy molesta (sonido ahuecado). La sensación que producen las ondas sonoras en uno y otro lugar varía dependiendo de factores como el tamaño de la sala o los materiales de los que esté hecha la misma (que sean más o menos absorbentes).

En nuestra aula de música, las paredes y el techo tienen unos materiales especialmente absorbentes, que evitan que la onda sonora se refleje numerosas veces en su interior. Aunque varias personas estemos hablando, cantando o percutiendo objetos, el sonido es cálido.

Efecto Doppler

Es el cambio de frecuencia del sonido que se aprecia cuando el receptor está quieto y el objeto que produce el sonido se mueve. Si te paras cuando se acerca una ambulancia con la sirena activa, notarás que cuando se acerca a ti el sonido es agudo y cuando se aleja el sonido se vuelve más grave.

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