Aprende cómo se propaga el sonido

En este artículo te mostramos cómo se propaga el sonido así como los niveles de presión sonora en diferentes ambientes.

El sonido, el aire y las medidas de presión

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.

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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: el «Nivel de Presión Sonora» (NPS), que se mide en decibelios (dB).

El NPS en decibelios es el resultado de la siguiente operación matemática que por supuesto nadie tiene porqué aprenderse: 20·Log10 (presión/Pref), siendo «Pref» la presión de referencia = 20·10-6 Pa ( = 0,00002 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 (NPS) = 0 dB, diremos que hay silencio. En términos de habla inglesa, las referencias NPS se encuentran como SPL (Sound Pressure Level), y por influencia, también en documentación de habla hispana se suelen encontrar datos en dB SPL.

Aquí os dejo una tabla orientativa sobre los niveles de presión sonora en diferentes ambientes:

VALORES MEDIOS EN DB

  • 25 dB NPS en un dormitorio urbano
  • 57 dB NPS en conversación normal
  • 64 dB NPS en conversación de tono elevado
  • 85 dB NPS durante un grito
  • 115 dB NPS en una discoteca
  • 130 dB NPS de umbral de dolor

¿Cómo se propaga el 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.

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En el vacío, el sonido no se propaga, al no existir partículas que puedan vibrar.

En este caso tenemos una muestra del clásico error de las películas de ciencia ficción: el sonido de las explosiones en el espacio. Dado que el sonido no se propaga en el vacío es imposible que puedan escucharse.

En el aire, el sonido se propaga a una velocidad aproximada de 343 m/s (metros por segundo).

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. La propagación del sonido en el agua, es el fundamento de los sistemas de sonar utilizados en barcos y submarinos para detectar obstáculos u objetivos y para enviar datos codificados.

Para aplicaciones sonar las frecuencias que se utilizan corresponden a los ultrasonidos. 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.

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