1. Curso: Audio y Televisión digital
Tema: El Sonido
Docente: Ms. Filiberto Azabache Fernández
fazabachef@upao.edu.pe

2. Contenido
• Ondas
• El sonido
• Características del sonido

3. Ondas
• Es una perturbación de un medio, que se propaga a través del espacio
transportando energía.
• El medio perturbado puede ser de naturaleza diversa como aire,
agua, un metal, el espacio o el vacío.

4. Ondas
Ondas mecánicas: las cuales necesitan un
medio material para propagarse.
Naturaleza de la Perturbación de las Ondas:

5. Ondas
• Ondas electromagnéticas: las cuales no necesitan un
medio material para propagarse.
Naturaleza de la Perturbación de las Ondas (2):

6. Ondas
Ondas Transversales: La dirección en que vibran las moléculas del medio material es perpendicular a la
dirección en que se propaga la onda.
Ondas Longitudinales: La dirección en que vibran las moléculas del medio material es igual a la dirección de
propagación de la onda.

7. Ondas
Ondas viajeras:
• Se propagan libremente transportando energía
a otros lugares del espacio.
• La onda se propaga partiendo de una fuente.

8. Ondas
Ondas estacionarias:
• Se forma cuando una onda viajera se refleja invertida respecto de la onda incidente.
• De esta forma la onda proveniente de la fuente y la reflexión de ella se superponen
originando una onda que pareciera estar fija.

9. Ondas
Reflexión:
Cuando la onda va camino a un lugar, se dice que es una
onda incidente.
Cuando se devuelve, decimos que es una onda reflejada.

10. Ondas
Refracción:
Propiedades de las ondas (2):

11. Ondas
Difracción:
Propiedades de las ondas (3):

12. El Sonido
• El sonido es una vibración
mecánica de las partículas de aire,
que en contacto con el tímpano,
se transmite al oído. A través del
oído interno y el canal auditivo, el
cerebro interpreta estas
vibraciones. Lo que el cerebro
interpreta es lo que oímos.
• En el aire los movimientos de las
partículas son longitudinales, en la
dirección de avance del sonido.

13. El Sonido
Tipos de sonido
• Los infrasonidos, son las vibraciones de presión cuya frecuencia es inferior a la que el oído humano puede
percibir; es decir entre 0 y 20 Hz. Pero, debido a que la mayoría de los aparatos electroacústicos utilizan una
frecuencia entre 20 y 30 Hz, consideraremos también como infrasonidos a toda vibración con una frecuencia
por debajo de los 30 Hz.
• Los sonidos, son las vibraciones que son audibles para el ser humano comprendidos en tre las frecuencias de
20 Hz y 20000 Hz.
• Los ultrasonidos, son aquellas ondas sonoras cuya frecuencia es superior al margen de audición humano, es
decir, 20 KHz aproximadamente. Las frecuencias utilizadas en la práctica pueden llegar, incluso, a los GHz.
Infrasonido Sonido Ultrasonido
0 Hz 20 Hz 20 KHz

14. El Sonido
Factores requeridos para que exista sonido
1.Una fuente de vibración mecánica, llamada fuente sonora
2. Un medio elástico a través del cual se propague la perturbación, es decir la onda sonora
Dicho medio puede ser el agua (líquidos), el aire (gases), y los metales (sólidos)
DIAPAZÓN PLATILLOS BATERÍA GUITARRA

15. El Sonido
Medición del sonido
• Las perturbaciones creadas por las vibraciones sobre el estado de reposo inicial de las partículas
de aire, se traducen en variaciones muy pequeñas de presión. Las partículas de aire se acercan y
alejan con las vibraciones, se comprimen y "descomprimen". Esta variación de presión es lo que
se mide.
• La unidad de medida de la presión es el Pascal (Pa). Sin embargo esto obligaría a tratar con
unidades muy pequeñas, por eso se usa otra medida relativa denominada: el "Nivel de Presión
Sonora" (SPL: Sound Pressure Level), que se mide en decibelios (dB).
• El SPL en decibelios es el resultado de la siguiente operación matemática: 20·Log10 (presión/Pref),
siendo "Pref" la presión de referencia = 20·10-6 Pa.
• La presión de referencia es la mínima que puede detectar el oído humano medio. Con lo que si
tenemos un Nivel de Presión Sonora (SPL) = 0 dB, se dice que hay silencio.

16. El Sonido
Medición del sonido: Nivel de Presión sonora (SPL)


















0
10
2
0
10 log
20
log
10
P
P
P
P
Lp (dB)
Presión de referencia: P0 = 20 Pa
Ejemplo: nivel de presión sonora correspondiente a 200 Pa
20
20
200
log
20 10 







p
L dB
Relacionado con la sobrepresión respecto a la presión estática

17. El Sonido
Medición del sonido:
Niveles de presión sonora en diferentes ambientes:
• 25 dB SPL en un dormitorio urbano
• 57 dB SPL en conversación normal
• 64 dB SPL en conversación de tono elevado
• 85 dB SPL durante un grito
• 115 dB SPL en una discoteca
• 120 dB SPL de umbral de dolor

18. El Sonido
Relación entre nivel de potencia y nivel de presión
Para sonido emitido en forma isótropa en campo libre:
C
d
L
L w
p 


 9
.
10
log
20
d : distancia a la fuente (m)
Lw : nivel potencia (dB)
Ejemplo. Nivel de presión sonora a 10 m de una fuente que emite un nivel de potencia de 90 dB
(temperatura del aire 20 ºC, presión atmosférica 1000 mb).
(hoja siguiente)
59
0
9
.
10
10
log
20
90 




p
L dB

19. El Sonido
Relación entre nivel de potencia y nivel de presión
1100 mb
1000 mb
900 mb

20. El Sonido
Intensidad del sonido
• La intensidad del sonido en una dirección especificada en un punto del campo sonoro es el flujo
de energía sonora a través de una unidad de área en ese punto (potencia por unidad de área
fluyendo a través del punto), con la unidad de área perpendicular a la dirección especificada.
• Se mide en W/m2.
W/m2
Energía por unidad de
superficie
(perpendicular a la
dirección dada) y por
unidad de tiempo
Es imprescindible especificar la dirección

21. El Sonido
Nivel de intensidad sonora









0
10
log
10
I
I
LI
Intensidad de referencia: I0 = 10-12
W/m2
• Umbral de audición: 10-12
W/m2 (0 dB)
• Umbral de dolor: 1 W/m2 (120 dB)
Recepción del sonido de una fuente

22. El Sonido
Propagación del sonido
• El sonido es una vibración, que, como tal, se puede dar en cualquier medio material, sólido,
líquido o gaseoso (como el aire).
• En cada medio, se propaga a una velocidad diferente, principalmente en función de la densidad.
Cuanto más denso sea el medio, mayor será la velocidad de propagación del sonido. En el vacío, el
sonido no se propaga, al no existir partículas que puedan vibrar.
• En el aire, el sonido se propaga a una velocidad aproximada de 340 m/s. Esta velocidad puede
variar con la densidad del aire, afectada por factores como la temperatura o la humedad relativa.
En cualquier caso, para distancias de decenas de metros las variaciones son mínimas.
• En el agua, un valor típico de velocidad del sonido son 1500 m/s (el agua es más densa que el
aire). En el agua, la densidad varía mucho en función de factores como la profundidad, la
temperatura o la salinidad.

23. El Sonido
Propagación del sonido
• En el agua, un valor típico de velocidad del sonido es 1500 m/s (el agua es más densa que el aire).
En el agua, la densidad varía mucho en función de factores como la profundidad, la temperatura o
la salinidad.
• En materiales metálicos, el sonido se propaga a velocidades superiores a las anteriores, por
ejemplo, en el acero el sonido se propaga a una velocidad en torno a 5000 m/s. En materiales
sólidos se utiliza el sonido y las propiedades de reflexión para detectar fallas estructurales y
grietas, sin necesidad de tener acceso a toda la estructura. Por ejemplo en una viga, bastará con
acceder a una de sus terminaciones para poder conocer su estado, empleando ultrasonidos y
ecogramas.

24. El Sonido
Propagación del sonido
Divergencia esférica:
• El nivel de presión disminuye conforme el sonido se propaga.
• Cuando el frente de onda es esférico, en la mayoría de los casos, el nivel de
presión cae 6 dB por cada vez que se duplica la distancia. Estas se llaman
pérdidas por divergencia esférica.
• Cuando el frente de onda es plano, no hay pérdidas por divergencia. Un ejemplo
de este tipo de propagación se da en la propagación del sonido por el interior de
una tubería.

25. El Sonido
Propagación del sonido
Divergencia esférica:
Si por ejemplo se mide el nivel SPL que produce una excavadora a cinco metros y
este es de 100 dB, podremos decir que a 20 m el nivel SPL será de 88 dB, y a 40 m
serán 82 dB.
do=5 m
20 m
40 m
100 dB 88 dB 82 dB
Pérdidas por divergencia esférica = 20 log(d/do)

26. Característica del sonido
Cualquiera sea la frecuencia que tenga un sonido, se caracteriza por ser una onda de tipo mecánica,
longitudinal, donde el medio que vibra lo hace por variaciones de presión.

27. Característica del sonido
Velocidad del Sonido
• El sonido varia con la temperatura del medio, por lo que la
velocidad de este a 0°C será de 330 m/s y ésta aumentará
0,6 m/s por cada grado de temperatura que aumente el
medio de transmisión.
v f
 .
• La velocidad con que se transmite el sonido depende,
principalmente, de la elasticidad del medio, es decir, de su
capacidad para recuperar su forma inicial.
• El acero es un medio muy elástico, en contraste con el
agua, que no lo es.
• Otros factores que influyen son la temperatura y la
densidad.
Medio
Velocidad de
propagación
(m/s)
Aire 340
Hidrógeno 1 270
Agua 1 450
Glicerina 1 980
Plomo 1 200
Cobre 3 700
Acero 5 000
Aluminio 5 150

28. Característica del sonido
Velocidad del Sonido
Transmisión del sonido en una cuerda vibrante
La velocidad del sonido en una cuerda vibrante depende de la tensión de la cuerda
(T) y de la masa (m) por unidad de longitud (L).
v =
T ⋅ L
m
Unidades para velocidad
S.I.: (m/s)
C.G.S.:(cm/s)

29. Característica del sonido
Intensidad
La intensidad de la onda sonora es una cantidad
física que se define como la energía sonora que
transporta una onda por unidad de tiempo a
través de una unidad de área.
La intensidad es directamente proporcional a la
amplitud de la onda e inversamente proporcional
a la distancia entre el emisor y el receptor.
Unidad de medida: EL DECIBEL (dB)
FUENTE DEL SONIDO NIVEL(dB)
Motor a reacción, a 30m 120
umbral del dolor 140
rock ruidoso 115
Trafico pesado 70
Conversación normal 60
Biblioteca 40
Murmullo cercano 20
respiración normal 10
Umbral auditivo 0

30. Característica del sonido
Tono (altura)
Es una característica del sonido que está relacionado con la frecuencia.
Las frecuencias más bajas (vibraciones lentas) producen sonidos graves y las
frecuencias más altas (vibraciones rápidas) producen sonidos agudos.
Onda de sonido grave
Onda de sonido agudo

31. Característica del sonido
Timbre
Es una característica del sonido que permite diferenciar entre dos sonidos de igual
tono e intensidad, emitidos por dos fuentes sonoras diferentes. Por ejemplo, un
violín y una guitarra.

32. Característica del sonido
Reflexión del sonido
Es una propiedad característica del sonido,
que algunas veces llamamos eco.
El eco se produce cuando un sonido se
refleja en un medio más denso y llega al
oído de una persona con una diferencia de
tiempo igual o superior a 0,1 segundos,
respecto del sonido que recibe
directamente de la fuente sonora.