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Nociones elementales de Psico-acústica

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Unidad 1

  1. 1. UNIDAD 1«MÚSICA Y SONIDOS:EL MEDIO AMBIENTESONORO»
  2. 2. SONIDO El sonido, en es cualquier fenómeno físico que involucre la propagación en forma de ondas elásticas (sean audibles o no), generalmente a través de un fluido (u otro medio elástico) que esté generando el movimiento vibratorio de un cuerpo.
  3. 3. Velocidad del sonido• El sonido tiene una velocidad de 331,5 m/s cuando: la temperatura es de 0 °C, la presión atmosférica es de 1 atm (nivel del mar) y se presenta una humedad relativa del aire de 0 % (aire seco). Aunque depende muy poco de la presión del aire.• La velocidad del sonido depende del tipo de material. Cuando el sonido se desplaza en los sólidos tiene mayor velocidad que en los líquidos, y en los líquidos es más veloz que en los gases. Esto se debe a que las partículas en los sólidos están más cercanas.
  4. 4. Nociones elementales dePsicoacústica La física del sonido es estudiada por la acústica, que trata tanto de la propagación de las ondas sonoras en los diferentes tipos de medios continuos como la interacción de estas ondas sonoras con los cuerpos físicos. La acústica es una rama de la física interdisciplinaria que estudia el sonido, infrasonido y ultrasonido, es decir ondas mecánicas que se propagan a través de la materia (tanto sólida como líquida o gaseosa) (no se propagan en el vacío) por medio de modelos físicos y matemáticos. A efectos prácticos, la acústica estudia la producción, transmisión, almacenamiento, percepción o reproducción del sonido. La ingeniería acústica es la rama de la ingeniería que trata de las aplicaciones tecnológicas de la acústica.
  5. 5. Psico-acústica La audición humana es un proceso extraordinariamente complejo, que apenas está comenzando cuando el sonido golpea el tímpano y es convertido de variaciones en la presión del aire a impulsos nerviosos. De ahí en adelante, es asunto de la mente, y la psicología se convierte en factor importante para estudiar y analizar los sonidos, así como las reacciones de las personas ante éstos. La psicoacústica puede ser definida simplemente como el estudio psicológico de la audición. El objetivo de la investigación psicoacústica es averiguar cómo funciona la audición. En otras palabras, el objetivo es descubrir cómo los sonidos que entran al oído son procesados por éste y el cerebro, con el fin de dar a la persona que escucha información útil acerca del mundo exterior. La conexión de la psicoacústica con la psicología puede ser confusa. Muchos de los problemas abordados por los psicoacústicos tienen muy poco que ver con la concepción popular de la psicología. Por ejemplo, existen algunas investigaciones concernientes con la sonoridad, y cómo ésta es representada por las células nerviosas en el oído. Algunas personas podrían pensar que esto sería una materia concerniente a la neurofisiología, y de hecho lo es. Sin embargo, donde un fisiologista auditivo podría abordar el problema aplicándole un electrodo a un ratón de laboratorio, un psicoacústico lo abordaría midiendo la capacidad del oyente para hacer discriminaciones entre sonidos escogidos cuidadosamente. El hecho de tratar de medir las reacciones en el comportamiento, en las personas oyentes, es básicamente la razón por la cual la psicoacústica es considerada como una rama de la psicología. Sin embargo, la psicoacústica no se involucra en cómo los sonidos producen una respuesta emocional o cognoscitiva particular, lo cual le corresponde a la psicología cognoscitiva. Lo que sí se debe reconocer, es que la psicoacústica es un área muy amplia, y mientras existe un gran solapamiento con la fisiología en un extremo, en el otro extremo se tiene que recurrir algunas veces a la psicología clásica para poder explicar los resultados experimentales más complejos.
  6. 6. InfrasonidoUn infrasonido es una onda acústica o sonora cuya frecuencia está por debajo delespectro audible del oído humano (aproximadamente 20 Hz).El infrasonido es utilizado por animales grandes como el elefante para comunicarse enamplias distancias (sonidos de 100 dB SPL [Nivel de Presión de Sonido] a unos pocoskilómetros a la redonda) sin problema alguno. La clave de que estos animales puedan oíra dichas distancias es la separación de sus oídos, ya que ésta es directamenteproporcional a la frecuencia de onda que pueden captar (en diferencia con los animalesde cabezas pequeñas). Recientemente, se ha demostrado que los elefantes registran elinfrasonido no sólo con sus oídos, sino también al sentir las vibraciones producidas porellos mismos mediante sus patas, ya que sus uñas actúan como sensores conductores desonidos de baja frecuencia.Los desastres naturales como erupciones volcánicas, terremotos y tornados producensonidos de una intensidad comparable con el sonido que hace una bomba atómica en suexplosión, con la diferencia de que, al estar por debajo de los 20 Hz, no son inaudibles aloído humano, lo que ha permitido iniciar investigaciones vulcanológicas y meteorológicaspara evitar futuros desastres.
  7. 7. Ultrasonido Un ultrasonido es una onda acústica o sonora cuya frecuencia está por encima del espectro audible del oído humano (aproximadamente 20.000 Hz). Algunos animales como los delfines y los murciélagos lo utilizan de forma parecida al radar en su orientación. A este fenómeno se lo conoce como ecolocalización. Se trata de que las ondas emitidas por estos animales son tan altas que “rebotan” fácilmente en todos los objetos alrededor de ellos, esto hace que creen una “imagen” y se orienten en donde se encuentran
  8. 8. Reverberación La reverberación es la suma total de las reflexiones del sonido que llegan al lugar del oyente en diferentes momentos del tiempo. Auditivamente se caracteriza por una prolongación, a modo de "cola sonora", que se añade al sonido original. La duración y la coloración tímbrica de esta cola dependen de: La distancia entre el oyente y la fuente sonora; la naturaleza de las superficies que reflejan el sonido. En situaciones naturales hablamos de sonido directo para referirnos al sonido que se transmite directamente desde la fuente sonora hasta nosotros (o hasta el mecanismo de captación que tengamos). Por otra parte, el sonido reflejado es el que percibimos después de que haya rebotado en las superficies que delimitan el recinto acústico, o en los objetos que se encuentren en su trayectoria. Evidentemente, la trayectoria del sonido reflejado siempre será más larga que la del sonido directo, de manera que -temporalmente- escuchamos primero el sonido directo, y unos instantes más tarde escucharemos las primeras reflexiones; a medida que transcurre el tiempo las reflexiones que nos llegan son cada vez de menor intensidad, hasta que desparecen. Nuestra sensación, no obstante, no es la de escuchar sonidos separados, ya que el cerebro los integra en un único precepto, siempre que las reflexiones lleguen con una separación menor de unos 50 milisegundos. Esto es lo que se denomina efecto Haas o efecto de precedencia.
  9. 9. ECO El eco es un fenómeno acústico producido cuando una onda se refleja y regresa hacia su emisor. Puede referirse tanto a ondas sonoras como a electromagnéticas. En el caso del oido humano, para que sea percibido es necesario que el eco supere la persistencia acústica, en caso contrario el cerebro interpreta el sonido emitido y el reflejado como un mismo sonido. El mínimo retardo necesario entre ambos sonidos varía desde alrededor de 100 ms para sonidos secos hasta varios segundos para sonidos complejos, como la música. Si el sonido ha sido deformado hasta hacerse irreconocible, se denomina reverberación en vez de eco
  10. 10. Sonar. Empleo del eco acústico parala detección del fondo marino
  11. 11. Aplicaciones del Eco Ensayos: En construcción se utiliza la distribución del eco por el interior de los materiales a modo de ensayo, para ver si cumplen con los parámetros deseados. Ecografías: El eco de un ultrasonido es interpretado por un ordenador para generar imágenes. Radares: Triangulan la posición de los objetos a través de su eco.
  12. 12. Propagación y Amortiguacióndel Sonido En la amortiguación del sonido se incluyen todas las medidas con el ruido, cuya eficacia descansa perfectamente en la absorción del sonido. Entre éstas se encuentran fundamentalmente las encaminadas a reducir el ruido en el mismo local de emisión, y a mejorar la calidad de escucha de una sala. Si consideramos una fuente de sonido en espacio libre, a medida que nos alejamos de la misma se produce una disminución de la presión sonora inversamente proporcional a la distancia. Pero este efecto no debe considerarse en principio como una amortiguación del sonido en sí, sino más bien como una disminuciónde la amplitud originada por la distribución de la energía en un volumen mayor.
  13. 13. PROPAGACIÓN Y AMORTIGUACIÓN DEL SONIDO EN RECINTOS En un recinto o local cerrado, las ondas emitidas por una fuente determinada chocan con las superficies que limitan el local, dando origen a ondas reflejadas, las cuales a su vez se reflejan nuevamente, repitiéndose el fenómeno multitud de veces. La presión acústica que existe en un punto determinado del recinto, después de haberse producido varias reflexiones del sonido, es la resultante de las presiones de las ondas emitidas en distintos momentos y que en el instante de la observación se cruzan en el punto considerado. Dicho de otro modo, la presión en dicho punto es el resultado de la presión del campo directo (ondas que se han propagado desde la fuente sin chocar) y del campo reverberado (ondas que han chocado una o varias veces contra las superficies que limitan el local. Por tanto, el nivel de presión acústica en un punto, depende en gran medida de la absorción acústica de las superficies que limitan el local y que en definitiva definen la absorción global del mismo o área absorbente del local.
  14. 14. Efecto DOPPLER Cuando la fuente de ondas y el observador están en movimiento relativo con respecto al medio material en el cual la onda se propaga, la frecuencia de las ondas observadas es diferente de la frecuencia de las ondas emitidas por la fuente. Este fenómeno recibe el nombre de efecto Doppler en honor a su descubridor. Todos hemos sido testigos del cambio de tonalidad de un sonido cuando se acerca y luego se aleja de nosotros: el motor de un carro, el pito de una locomotora, el paso de un avión en vuelo bajo, entre otros ejemplos. A este fenómeno se le denomina efecto Doppler. Está directamente relacionado con la naturaleza ondulatoria del sonido. Cuando el origen de las ondas se desplaza en un sentido causa que el ancho de banda de la onda se acorte en la dirección hacia adonde se esta moviendo y se alargue en el sentido contrario. De esta manera el tono del sonido cambia haciéndose mas alto en la dirección hacia donde el origen de la onda se acerca y de tono bajo hacia adonde se aleja.

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