Acústica

La acústica se engloba dentro de las ciencias naturales y, como tal, es una de las partes de la física. Concretamente, se centra en el estudio del sonido: cómo se produce y transmite, la forma de controlar y percibir al sonido así como los ultrasonidos e infrasonidos, y el efecto que todos ellos generan en el entorno.

El sonido en acústica

Para la acústica, el sonido es una vibración, lo que significa que se comporta como ondas que se irradian mecánicamente a través de la materia sólida, líquida o gaseosa. Para poder analizarlo, esta ciencia se vale de fórmulas matemáticas que describen su desplazamiento.

Historia de la acústica

La acústica es una de las ramificaciones más antiguas de física y sus orígenes se remontan a los estudios de Pitágoras en el auge de la Grecia clásica, en el siglo V antes de Cristo, cuando el filósofo matemático se dedicó al investigar qué causaba que algunos sonidos musicales fuesen más agradables que otros

En el siglo IV a.C., Aristóteles realizó un gran avance al declarar que el sonido se producía al contraerse y expandirse el aire, pero no será hasta el año 20 a.C. que se escribiría un tratado formal sobre este concepto. El responsable fue Vitrubio, el célebre arquitecto romano.

Con el Renacimiento y el avance de las ciencias como tales, se empezaron a elaborar las leyes del sonido. Galileo Galilei y Marín Mersenne fueron los pioneros al estudiar la vibración de las cuerdas. Sir Isaac Newton también estudió los fenómenos relacionados al sonido, pero fueron Hermann Helmholtz y Lord Rayleigh quienes más se dedicaron a la acústica y sus fundamentos.

La velocidad del sonido fue uno de los grandes interrogantes que todos estos científicos intentaron resolver y, aunque en el siglo XVII se concluyó que no dependía de la frecuencia de las ondas sonoras, fue recién en 1783 cuando la Academia de las Ciencias de París determinó un valor cercano al actual y que se ubica en los 331,29 metros por segundo.

Hoy en día, la acústica tiene un sinfín de aplicaciones técnicas, no sólo en música o arquitectura, sino que es tenida en cuenta para la planificación de ciudades y en áreas tales como la medicina o incluso el ámbito militar, donde se usa la tecnología de radar para localizar objetivos.

Fenómenos acústicos

Los fenómenos acústicos son las alteraciones y transformaciones a las que está sujeto el sonido mientras se propagan sus ondas.

Los principales fenómenos acústicos son:

• Reflexión: esto se produce cuando las ondas sonoras se desvían de su trayectoria original al chocar con un objeto físico. Esta reflexión incluso puede enviar la onda sonora de vuelta a su punto de origen.
  • Algunos efectos relacionados a la reflexión son:
    • El eco: que se produce cuando la superficie refractante envía al sonido de nuevo a su emisor en menos de 0,1 segundos e incluso repetidamente, este efecto es el que escuchamos al gritar en una cueva.
    • Reverberación: este fenómeno permite que, una vez el emisor haya dejado de emitir el sonido, éste pueda seguirse oyendo. La persistencia acústica es otra propiedad que facilita la aparición de la reverberación y es descrita como el alargamiento del sonido original.
    • Ondas estacionarias: cuando una onda reflejada y la onda original convergen en el mismo eje, sus propiedades se ven alteradas e incluso puede aumentar o disminuir la amplitud de ambas ondas, por lo cual el sonido resultante es muy diferente al que se emitió en primer lugar.
    • Absorción: es lo contrario a la reflexión puesto que en este caso, cuando las ondas sonoras impactan contra un obstáculo, éstas son anuladas total o parcialmente. Este fenómeno se utiliza para insonorizar ambientes impidiendo que el sonido entre o salga de él.
    • Refracción: este fenómeno ocurre cuando cambia el medio físico por el que transitan las ondas. Por ejemplo, si se pasa del aire al agua, lo que hace que la velocidad y dirección del sonido se alteren en el mismo grado en que cambian las propiedades del medio.
    • Difracción: en este caso, las ondas sonoras logran rodear al obstáculo y utilizan su superficie para generar ondas secundarias que se dispersan en el espacio. También puede ocurrir si el sonido se propaga por una pequeña abertura, lo cual hará que se distorsione.
    • Interferencia: es cuando se superponen dos ondas armónicas modificándose mutuamente. Si la interferencia aumenta, la amplitud de las ondas se la llama constructiva y, en el caso contrario, se la denomina destructiva por disminuir la amplitud. El ejemplo más claro es cuando estamos en un lugar lleno de personas hablando a la vez, lo que dificulta que escuchemos con claridad.
    • El efecto doppler: este efecto se da cuando el emisor se acerca o aleja rápidamente del receptor, lo cual modifica la frecuencia de las ondas sonoras.

Ramas de la acústica

Hemos mencionado que la acústica puede aplicarse a varias áreas. Esta diversificación tiene tantas especificaciones para cada caso que se las considera ramas separadas. Veamos las más importantes:

• Acústica musical: es la que se dedica al sonido musical o los sonidos que se consideran bellos, por lo cual abarca el estudio de instrumentos musicales y los sistemas de afinación.
• Electroacústica: como su nombre lo indica, esta rama de la acústica se preocupa por los sonidos que se producen, transmiten o captan a través de dispositivos eléctricos.
• Acústica arquitectónica: es la rama que se ocupa de planificar y optimizar el sonido de las construcciones edilicias y urbanísticas.
• Acústica fisiológica: se encarga de investigar el aparato auditivo humano para prevenir o tratar sus enfermedades o trastornos.
• Psicoacústica: esta especialización analiza las relaciones que la mente humana establece con los sonidos.
• Acústica industrial: es la encargada de investigar cómo impactan los sonidos producidos por la industria y otras actividades productivas. También se preocupa por la contaminación acústica de la que hablaremos a continuación.

Contaminación acústica

Se llama de este modo a la emisión continua de sonidos ajenos a un ambiente o ecosistema, de forma tan ruidosa o molesta que acaba por entorpecer o directamente imposibilitar que se propaguen los sonidos naturales del lugar.

Particularmente, las ciudades son el espacio donde más ocurre esta contaminación y puede ser nociva a nivel físico para las personas o animales que habitan en ella. Las zonas rurales, en cambio, no suelen padecer de este tipo de contaminación.

Además de las personas y la fauna autóctona, que pueden sufrir consecuencias físicas y psicológicas, como estrés, angustia o problemas auditivos a causa del constante ruido, la flora también puede deteriorarse por la contaminación acústica.