La acústica és una branca de la física encarregada d'estudiar la producció, transmissió, emmagatzematge, percepció i reproducció del so; és a dir, aquest estudia de manera detallada les ones sonores que es propaguen a través d'una matèria, les quals poden estar en estat gasós, líquid o sòlid, pel fet que el so no es propaga en el buit. El so és l'element primordial en l'acústica, i consisteix en ones sonores que es produeixen quan les oscil·lacions de la pressió de l'aire són convertides en ones mecàniques.
Què és l'Acústica
Taula de Continguts
És la branca de la física que estudia la producció i comportament durant la transmissió i destinació de les ones sonores, així com de la seva composició. Quan es parla de què és acústica, també es refereix a l'estudi dels espais físics o recintes on el so és propagat, i té múltiples aplicacions per a esdeveniments, estudis i espais públics.
També a la música, és el terme que s'entén per la utilització d'instruments que produeixen sons per la via acústica, deixant de banda els elements elèctrics o electrònics, per exemple, la guitarra acústica.
Què estudia l'Acústica
Elles compten amb amplitud (valors màxims i mínims en el seu ondulació), freqüència (quantitat d'oscil·lacions per segon o repeticions), velocitat (el temps que transcorre des que és generada fins que arriba al seu receptor), longitud (com de llarga és l'ona o quina distància hi ha entre dues crestes o valls en la mateixa), període (temps de cada cicle per a la seva repetició), amplitud (quantitat d'energia del senyal, no vol dir volum), fase (posició d'una ona respecte a una altra) i potència (quantitat d'energia acústica per temps per la font).
Hi ha dos tipus d'ones d'acord a la forma de desplaçar-se pels mitjans: les longitudinals (el moviment serà paral·lel a la direcció de propagació de la mateixa) i transversals (el moviment és perpendicular a la direcció de propagació).
Dins el fenomen acústic, no només s'estudia el so que pot ser fàcilment percebut per l'oïda humana, sinó també de l'infrasò i de l'ultrasò. El infrasò són aquelles freqüències sonores que són inferiors a les que l'oïda humana és capaç de percebre (20 hertzs), però per a alguns animals és totalment perceptible i l'utilitzen com a forma de comunicació a grans distàncies; mentre que l'ultrasò són les ones que es troben per sobre de l'audició percebuda per l'ésser humà, a uns 20.000 hertzs.
Per a aquest estudi, el so constitueix un transport d'energia en forma de vibració, i la seva velocitat dependrà de la densitat de l'medi i de la temperatura de l'aire. La velocitat serà més gran en sòlids i en líquids que en els mitjans gasosos (l'aire). La velocitat del so en l'aire és d'uns 344 metres sobre segons a uns 20º C, encara que per cada grau centígrad addicional de temperatura, la velocitat de l'ona acústica s'incrementarà a raó de 0,6 m / s. En els líquids, específicament l'aigua, la velocitat serà d'aproximadament 1.440 m / s, mentre que en el sòlid com l'acer, serà d'uns 5.000 m / s.
Història de l'Acústica
Marc Vitruvi Polión (80 / 70-15 AC), arquitecte i enginyer romà, va ser el precursor de l' acústica arquitectònica, a l'escriure sobre els fenòmens acústics que es donaven lloc als teatres, i gràcies a això, es va tenir registre sobre aspectes a prendre en compte en el camp acústic a l'hora de construir recintes teatrals i musicals.
Després, l'enginyer, físic i matemàtic Galileu Galilei (1564-1642), va concloure els estudis de Pitàgores, a l'definir amb més claredat les ones, donant origen a la acústica fisiològica, i a l'descriure-com un estímul interpretat per la ment com so, a l'acústica psicològica. Marin Mersenne (1588-1648), filòsof i matemàtic francès, va realitzar experiments sobre la velocitat de propagació del so; i Isaac Newton (1643-1727), va formular la velocitat del so en els sòlids. El físic John William Strutt (1842-1919), també conegut com Lord Rayleigh, va escriure sobre la producció de el so en les cordes, plats i membranes.
Altres personatges il·lustres de la història que van aportar en el camp acústic, van ser l'astrònom, matemàtic i físic Pierre-Simon Laplace (1749-1827), amb estudis sobre la propagació sonora; Hermann von Helmholtz (1821-1894), físic i metge, va estudiar la relació entre tonalitats i freqüències; Alexander Graham Bell (1847-1922), inventor i científic, va desenvolupar el telèfon mitjançant l'observació que alguns materials podrien transformar i transportar les vibracions sonores; Thomas Alva Edison (1847-1931), inventor, va aconseguir l'amplificació de les vibracions sonores amb el desenvolupament de l'fonògraf.
Branques de l'Acústica
Hi ha diverses classificacions que, en conjunt, ajuden a definir què és l'acústica, d'acord a el mitjà de propagació de les ones i de la seva utilitat pràctica. Algunes d'elles són:
Acústica de l'Acústica
Aquest es tracta d'un terme redundant, encara que moltes persones senten curiositat per ell. L'acústica és present en totes les branques. Per exemple, en l'acústica física, la qual es tracta de l'anàlisi dels fenòmens de so, les lleis sota les quals està regit, el seu transport a través dels mitjans i les seves propietats; mentre que la metrologia acústica és la que s'encarrega de realitzar calibratges en instruments per mesurar magnituds acústiques per registrar quantificacions de les mateixes o produir-les.
acústica Fisiològica
Estudia les orelles i la gola, així com també de l'àrea de cervell que desxifra les ones. Aquí s'inclou tant els sons emesos, com la percepció dels mateixos i trastorns.
acústica Arquitectònica
S'encarrega de l' estudi de l'acústica en recintes i espais, el seu comportament, com adaptar i ambientar aquests espais per a l'òptim aprofitament de les característiques del so i tenir una propagació efectiva en un espai controlat. Aquesta divisió va ajudar a el desenvolupament de recintes idonis per a aquesta finalitat, com la petxina acústica.
acústica Industrial
És la branca que s'encarrega d'atenuar els efectes de soroll producte de l'activitat industrial, a manera de protegir els treballadors de la contaminació sonora i les seves agressions, mitjançant algun tipus d'aïllant acústic.
acústica Ambiental
Estudia els sons presents en els exteriors, el soroll en l'ambient i els seus efectes en la naturalesa i les persones. Aquests sorolls són generats pel trànsit, diferents tipus de transport, locals comercials, veïnats i les diferents activitats quotidianes humanes. Aquesta branca promou la gestió i el control de soroll, per disminuir la contaminació acústica.
contaminació Acústica
acústica Musical
És la que estudia el so produït pels instruments musicals, les seves escales, acords, consonància. És a dir, de l'afinació de l'escala dels mateixos. A més de les anteriorment esmentades, hi ha altres branques, com són:
- Aeroacústica (so produït pel moviment en l'aire)
- Psicoacústica (percepció humana de el so i els seus efectes)
- Bioacústica (estudia l'audició en els animals i la comprensió de la seva percepció)
- Subaquàtica (detecció d'objectes amb so, com els radars)
- Slectroacústica (estudia els processos electrònics per a la captura i processament del so)
- Fonètica (acústica de la parla humana)
- Macroacústica (estudi de sons intensos)
- Ultrasònica (estudia el so inaudible d'alta freqüència i les seves aplicacions)
- Vibratòria (estudi dels sistemes que posseeixen massa i elasticitat que poden realitzar moviments oscil·latoris)
- Estructural (estudia el so que es propaga per estructures en forma de vibracions), entre d'altres.
fenòmens Acústics
Són aquelles distorsions en les ones sonores, ocasionades per obstacles o variacions existents en el medi de propagació que afecten les característiques de les mateixes. Entre aquests fenòmens acústics destaquen:
- Reflexió: és quan l'ona sonora es troba amb un obstacle sòlid i això ocasiona que la mateixa es desviï del seu curs original, creant un efecte de "rebot", el qual li permet tornar a el mitjà de el qual prové.
- Eco: es produeix quan una ona rebota i es reflecteix en cicles repetitius a un interval aproximat de 0,1 segons. Per percebre el mateix, la font sonora i la superfície que reflecteixi la mateixa, han d'estar distanciades no menys d'uns 17 metres.
- Reverberació: és un fenomen similar a el de l'eco, amb la diferència que el temps de repetició és inferior a 0,1 segons, i l'efecte resultant és un so prolongat. En aquest cas, la font i la superfície reflectora han d'estar a menys de 17 metres de distància.
- Absorció: és quan l'ona arriba fins a una superfície i aquesta neutralitza o absorbeix part de la mateixa i la resta es reflecteix. Els panells acústics utilitzats en els estudis, tenen aquesta propietat, tot i que absorbeixen el so gairebé íntegrament.
- Refracció: són les curvatures que pren un so quan passa d'un medi a un altre, i la seva adreça i velocitat dependran de la temperatura, densitat i elasticitat de el mitjà de propagació.
- Difracció: és quan una ona es troba amb un obstacle de menor grandària que la seva longitud en la seva trajectòria, que produeix que la mateixa ho envolti i l'ona es "dispersi".
- Interferència: es dóna quan dues o més ones diferents es creuen o superposen. Generalment, porten trajectòries oposades, de manera que "xocaran" entre si. Mentre major igualtat tinguin les dues ones pel que fa a la seva amplitud, més gran serà l'índex d'interferència.
- Pulsacions: sorgeixen davant la presència de dues ones de diferents freqüències però molt properes, que a l'oïda humana és imperceptible, de manera que es percep com una freqüència única.
- Efecte Doppler: és el que es percep quan sorgeix un increment o disminució de la freqüència d'una ona quan l'emissor i el receptor s'acosten o s'allunyen. Exemple: quan s'escolta venir una ambulància o patrulla, passa a prop i s'allunya novament.
Què és la contaminació acústica
És la versió acústica de l'alteració d'un ambient en un determinat espai. A l'existir la contaminació acústica, llavors s'entén que hi ha un excés de so o soroll que alterarà l'entorn.
Què és l'escuma acústica
Hi ha dues classes d'elements dissenyats per absorbir a determinada escala: els materials fonoabsorbents i els elements selectius o també anomenats ressonadors.
Els primers s'utilitzen per obtenir temps de reverberació adequats a les activitats desenvolupades de l'espai, la disminució o eliminació d'ecos i per a l'eliminació de sorolls contaminants fora de lloc. Els més utilitzats són la llana de roca revestida, la fibra de polièster revestida i l'escuma flexible de resina de melamina.
Els segons, són els que s'utilitzen quan es busca obtenir una gran absorció de les baixes freqüències, reduint en principi, temps de reverberació. Poden ser utilitzats com a complements dels materials absorbents o per separat per a l'objectiu anteriorment descrit.
Els tipus de ressonadors són:
- Membrana o diafragmàtic: materials no porosos i flexibles, com la fusta.
- Simple de cavitat: format per una cavitat d'aire tancada, que es connecta a la sala per una obertura estreta.
- Múltiple de cavitat a força de panells ranurados: panell de material no porós i rígid a què se li ha perforat una sèrie de cercles o ranures, el qual es trobarà a determinada distància de la paret de la sala, a manera que hi hagi un espai d'aire tancat format per les dues superfícies.
