Nociones elementales de Psico-acústica

1. UNIDAD 1
«MÚSICA Y SONIDOS:
EL MEDIO AMBIENTE
SONORO»

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. 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. Nociones elementales de
Psicoacústica
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. 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. Infrasonido
Un infrasonido es una onda acústica o sonora cuya frecuencia está por debajo del
espectro audible del oído humano (aproximadamente 20 Hz).
El infrasonido es utilizado por animales grandes como el elefante para comunicarse en
amplias distancias (sonidos de 100 dB SPL [Nivel de Presión de Sonido] a unos pocos
kilómetros a la redonda) sin problema alguno. La clave de que estos animales puedan oír
a dichas distancias es la separación de sus oídos, ya que ésta es directamente
proporcional a la frecuencia de onda que pueden captar (en diferencia con los animales
de cabezas pequeñas). Recientemente, se ha demostrado que los elefantes registran el
infrasonido no sólo con sus oídos, sino también al sentir las vibraciones producidas por
ellos mismos mediante sus patas, ya que sus uñas actúan como sensores conductores de
sonidos de baja frecuencia.
Los desastres naturales como erupciones volcánicas, terremotos y tornados producen
sonidos de una intensidad comparable con el sonido que hace una bomba atómica en su
explosión, con la diferencia de que, al estar por debajo de los 20 Hz, no son inaudibles al
oído humano, lo que ha permitido iniciar investigaciones vulcanológicas y meteorológicas
para evitar futuros desastres.

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. 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. 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. Sonar. Empleo del eco acústico para
la detección del fondo marino

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. Propagación y Amortiguación
del 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. 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. 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.