El Movimiento ondulatorio

Se caracteriza por la propagación de movimiento o energía a través de un medio. Si la dirección del movimiento de las partículas es paralela a la dirección de propagación el movimiento ondulatorio es longitudinal; si la dirección del movimiento es perpendicular, el movimiento es transversal.

En la propagación de un movimiento ondulatorio se define por frente de onda al lugar geométrico de todos los puntos del medio que están en el mismo estado de vibración, los cuales se hallan formando una superficie. Cuando las perturbaciones se propagan a partir de un foco puntual diremos que la propagación se realiza por ondas esféricas.

En los frentes de onda planos, todos los puntos están en las mismas condiciones de vibración en un instante t y se propagan en la misma dirección. El movimiento queda definido por una serie de magnitudes: - Magnitudes de espacio (elongación, amplitud, ciclo o vibración)
- Magnitudes de tiempo (periodo, fase y tiempo)
- Magnitudes que relacionan espacio y tiempo (frecuencia) Tiempo (s) X (m) λ A Y (x,t) = A · sen (w·t – kx) Siendo k = 2 π / λ

Onda sinusoidal AMPLITUD (A) Es el valor máximo del movimiento de una onda (A). PERIODO (T) El periodo es el tiempo transcurrido por un punto que alcanza sucesivamente la misma posición. El periodo depende de las características iniciales de la perturbación. LONGITUD DE ONDA ( λ ) La distancia entre dos puntos consecutivos en el mismo estado de vibración se denomina longitud de onda ( λ ); La velocidad de propagación v es la distancia recorrida por la onda por unidad de tiempo.

Si consideramos un ciclo completo, el tiempo será T y la distancia recorrida λ : V = λ /T FRECUENCIA (f) El número de perturbaciones -pulsaciones- por segundo se llama frecuencia del sonido y se mide en herzios (Hz). Las frecuencias más bajas se corresponden con lo que habitualmente llamamos sonidos “graves”; las frecuencias más altas se corresponden con lo que llamamos “agudos” f= 1 / T

ESPECTRO DE FRECUENCIAS
Los ruidos se pueden descomponer en una superposición de sonidos puros de frecuencias diferentes. La repartición de la energía sonora en función de cada una de estas frecuencias define el espectro de frecuencias de ruido. El co nocimiento del espectro permite establecer si el ruido contiene frecuencias bajas (graves), medias o altas (agudas). Este es un fenómeno importante de la investigación, ya que el oí do humano reacciona de manera diferente según las frecuencias, y la propagación del ruido en el aire y a través de los obstáculos depende asimismo del espectro de frecuencias del ruido. El dominio audible de frecuencias se sitúa aproximadamente en el intervalo 20-20.000 Hz.

Para realizar un análisis de frecuencias- análisis espectral- se descompone este intervalo en bandas, y se determina el nivel de presión sonora co rrespondiente a cada una de las bandas. Estas bandas pueden ser: -De ancho constante Δ f=k -De ancho proporcional a la frecuencia central. Δ f / fc = k Este último tipo de repartición es el más utilizado en la práctica, y es el que corresponde al análisis por filtros de octava y por filtros de tercio de octava. Cada octava y tercio de octava se denomina por el valor de su frecuencia central en Hz. Las frecuencias centrales del espectro se articulan alrededor del valor 1000 Hz. La anchura de los filtros de octava es f 2 - f 1 = 0,707 f c , siendo f 2 = 2 f 1 f 1 , f 2 son las frecuencias extremas de cada banda. La anchura de los filtros de tercio de octava es f 2 - f 1 = 0,232 f c , siendo f 2 = 3 2 f 1 El análisis espectral realizado en tercios de octava es más fino que en octavas. Los niveles obtenidos para una octava son superiores a los obtenidos para un tercio de octava, ya que cada uno de los primeros resulta de la suma energética de los niveles de los tres tercios de octava que contienen.

OCTAVAS en Hz 1/3 OCTAVAS en Hz
16 20 25 31,5 31,5 40 50 63 63 80 100 125 125 160 200 250 250 315 400 500 500 630 800 1000 1000 1250 1600 2000 2000 2500 3150 4000 4000 5000 6300 8000 8000 10000 12500 16000 16000 20000 50 100 200 400 800 1600 3150 6300 20 30 40 50 60 70 80 90 dB F r e c u e n c i a ( H z )

Bandas de tercio de octava Bandas de octava Gráfico 1.3. Espectro en bandas de octava y tercio de octava

PRESIÓN SONORA
Una fuente sonora produce una cierta cantidad de energía por unidad de tiempo, esto es una cierta potencia sonora. Esta es una medida básica de cuanta energía acústica puede producir una fuente sonora con independencia del contorno. La energía sonora fluye de la fuente al exterior, aumentando el nivel de presión sonora existente. Cuando medimos el nivel de presión sonora, éste no sólo dependerá de la potencia radiada y de la distancia radiada respecto de la fuente, también dependerá de la cantidad de ene rgía absorbida y de la cantidad de energía transmitida.

Puesto que la presión sonora es una magni tud variable de un punto a otro, en ciertas circunstancias es conveniente utilizar como medida de amplitud del sonido otras magnitudes en lugar de la presión. Se pueden utilizar tres ma gnitudes para definir la amplitud de una onda sonora: Presión P Potencia W Intensidad I Para una onda plana propagándose en campo libre: 2 2 ··4 · r W