Se denomina Acústica a la rama de la Física que estudia el sonido y los cuerpos sonoros en general.
Siempre que escuchamos un sonido, es porque hay un cuerpo material que vibra y produce ese fenómeno. Al vibrar producen ondas longitudinales que se propagan en un medio elástico (sólido, líquido y gaseoso) y llegan a nosotros donde se produce la percepción auditiva.
Velocidad del sonido
El sonido solo puede propagarse en un medio material cualquiera: aire, agua, suelo, etc., pero contrariamente a lo que sucede con la luz, el sonido no se propaga en el vacío.
En una tormenta, aunque el relámpago y el trueno se producen simultáneamente, oímos el estampido luego de haber visto la luz. Ya sabemos que la velocidad de la luz es muy grande (300.000 Km/seg) por lo que podemos observar el refucilo prácticamente en el mismo instante en que se produce. El intervalo entre la percepción visual del relámpago y la percepción auditiva del trueno representa el tiempo que tarda la onda sonora en llegar hasta nosotros. Siguiendo este razonamiento, los científicos del siglo XVII determinaron la velocidad del sonido.
En caucho = 195 Km/h.
En oxígeno = 1141 Km/h.
En aire = 1224 Km/h.
En agua = 5220 Km/h.
En hierro = 18360 Km/h.
En piedra = 21600 Km/h.
Cualidades del sonido
El sonido posee tres cualidades o parámetros: altura, intensidad y timbre.
Altura
Es la cualidad que permite clasificar el sonido como grave o agudo y está en relación a la frecuencia, que es la cantidad de ondas que se producen en un segundo a lo que se denomina “hertz”, en homenaje al físico alemán Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894).
Una mayor frecuencia es para los sonidos agudos y menor frecuencia le corresponde a los sonidos graves.
Para que una onda produzca sensación sonora, es necesario que la frecuencia se encuentre comprendida entre los 20 Hz y 20 000 Hz, límites que varían un poco según las personas. Las frecuencias inferiores a 20 Hz se las conoce como infrasonido y las superiores a 20 000 Hz, recibe el nombre ultrasonido.
Algunos animales sí son capaces de oír ultrasonidos. Los perros perciben sonidos de 50 000 Hz y los murciélagos, aun cuando son casi ciegos, pueden volar sin chocar con ningún obstáculo, porque emiten ultrasonidos que pueden percibir después de ser reflejados por dichos obstáculos. La frecuencia que emite y oye el murciélago, puede llegar hasta los 120 000 Hz.
Las notas musicales se caracterizan por su altura, es decir que cuando un instrumento musical emite notas diferentes, está produciendo sonidos de diferentes frecuencias. En un piano, que tiene un registro de siete octavas, las ocho notas Do tienen las siguientes frecuencias:
32 Hz- 64 Hz- 128 Hz- 256 Hz- 512 Hz- 1024 Hz- 2048 Hz- 4096 Hz.
Como se podrá observar, las frecuencias se van duplicando en las octavas sucesivas (la relación es de uno a dos).
Se conoce como altura patrón de afinación “standard”, a la nota musical LA de 440 Hz.
Intensidad
Es la cualidad que nos permite clasificar el sonido como fuerte o débil. Es usual decir, inapropiadamente, “volumen” de un sonido.
La intensidad está relacionada con la energía de vibración de la fuente que emite la onda sonora y se la mide en una unidad denominada “bel” en homenaje al físico inglés Alexander Graham Bell (1847-1922). Lo que más se usa en la práctica es un submúltiplo de esta unidad, que es el decibel (dB).
A continuación presentamos una tabla con intensidades de sonidos expresada en decibeles:
Hojas de un árbol movida por la brisa 20 dB
Radio o televisor a bajo volumen 40 dB
Conversación común 60 dB
Tráfico urbano intenso 85 dB
Martillo neumático-Concierto-Baile 100 dB
Avión despegando 120 dB
Umbral de dolor 140 dB
A partir de los 75 dB, el sonido se transforma en un peligroso contaminante que produce afecciones tales como: sordera, stress, hipertensión arterial, taquicardia y depresión.
En la música, la intensidad del sonido es un buen recurso expresivo. Los sonidos suaves nos exigen concentración, nos hacen compartir un pensamiento íntimo, a meditar. Los sonidos fuertes nos imponen ideas, nos muestran lo que es importante, demuestran dolor o un climax.
Para indicar en las partituras las variaciones de intensidad, se usan abreviaturas de términos en italiano:
pp Pianíssimo (muy suave)
p Piano (suave)
mp Mezzo piano (medio suave)
mf Mezzo forte (medio fuerte)
f Forte (fuerte)
ff Fortísimo (muy fuerte)
Timbre
Si tocamos una nota cualquiera en el piano y luego si la misma nota fuese emitida por un violín, podríamos distinguir una de la otra, podemos decir claramente cual fue la que emitió el piano y cual el violín. La diferenciación es debida a que estas notas tienen timbre diferentes.
La nota emitida por el piano es el resultado de la vibración no solo de la cuerda, sino también de la otras partes del instrumento las cuales vibran con ella. Así pues, la onda sonora emitida por un cuerpo tiene una forma que le es propia y característica.
El oído es capaz de distinguir sonidos de la misma intensidad y de la misma altura, dado que la forma de las ondas correspondientes son distintas y en consecuencia distintos sus timbres.
Ruido
Entendemos por ruido, a todo sonido que molesta o que interfiere un mensaje. Esto es totalmente independiente de la altura, la intensidad y del timbre de dicho sonido. Atento a este concepto, puede ser considerado ruido a la melodía más bella, como así también al sonido que produce una maquina.
