acústica griega akoustikê tekhnê ciencia relativa a la audición

Los griegos, con Pitágoras y sus discípulos, estudiaron los tonos de los sonidos según la longitud de la cuerda y establecieron un rango de notas. Los chinos también han descubierto las relaciones armónicas entre los sonidos. Tuvimos que esperar al xvi^mi s. encontrar las bases del fenómeno de la vibración sonora, con F. Bacon, Galileo y Michael Stifel, quienes introdujeron la escala templada (1544); Luego Gassendi vinculó el tono de los sonidos a la frecuencia de las vibraciones, y el padre Marin Mersenne, en su Armonía universal, dio el valor de los intervalos musicales. En el medio de xvii^mi s., Otto von Guericke, R. Boyle, A. Kircher demostraron que el sonido no se puede propagar en el vacío. Newton explicó la propagación (1686) y Joseph Sauveur esbozó la teoría de las cuerdas vibrantes basada en la noción de ondas estacionarias (1700). B. Taylor, D. Bernoulli, Euler, d’Alembert establecieron la teoría matemática de cuerdas, compases, campanas. Con la obra de Joseph Fourier (1822), se hizo posible el análisis de los sonidos más complejos. Helmholtz demostró esto con resonadores, explicó el timbre de los sonidos y estableció una primera teoría de la audición. Doppler descubrió el efecto de cambiar la frecuencia de un sonido producido por una fuente en movimiento. Al final del xix^mi s., Lord Rayleigh estableció una teoría de la producción, propagación y difracción del sonido. La transformación de las vibraciones mecánicas del sonido en oscilaciones eléctricas se llevó a cabo con el fonógrafo de Edison (1878), el teléfono de Bell (1876), el gramófono de Emil Berliner (1887), el micrófono de carbono de DE Hughes (1877), la grabadora de cinta magnética de V. Poulsen. H. Lioret dio los principios de la grabación de sonido óptico. Langevin utilizó cuarzo piezoeléctrico para la producción y detección de ultrasonidos. Los cimientos de la acústica de salas fueron sentados por WC Sabine en 1895, luego por G. Lyon en 1903. Los sistemas para localizar objetos en el agua, o sonares, nacieron en 1917. Los estudios en psicoacústica comenzaron con la publicación de Elementos de la psicofísica de Fechner en 1860. La psicoacústica y la acústica fisiológica han conocido durante el xx^mi s. un gran desarrollo. E. G. Wever y Ch. W. Bray han demostrado que el nervio auditivo propaga una señal eléctrica (1930 y 1931). H. Davis describió los potenciales de acción nerviosos, y en 1932 Bekesy estudió la percepción del sonido construyendo modelos del oído interno. Los avances en electroacústica han asegurado el desarrollo de dispositivos de producción, grabación y reproducción de sonido.

Distinguimos fundamentalmenteacústica física, que es el estudio de los fenómenos vibratorios producidos y propagados en los distintos medios sólidos, líquidos y gaseosos, y laacústica psicofisiológica, que estudia el efecto de estas vibraciones en el hombre. Hay muchas ramas de la acústica: acústica arquitectónica, acústica subacuática, aeronáutica, electroacústica, acústica musical, etc.

Acústica arquitectónica

La acústica arquitectónica es un conjunto de técnicas que se utilizan para controlar el sonido en los edificios. Busca las mejores condiciones auditivas mediante el estudio de formas y la elección de materiales. El aislamiento acústico se está desarrollando al mismo tiempo.

Dominio de sonidos y ruidos

Si los luthiers y los músicos pretenden halagar los tímpanos haciendo o tocando instrumentos de sonido agradable, el acústico dedica su tiempo a luchar contra los sonidos no deseados. El ruido se ha convertido en una de las principales formas de contaminación del mundo moderno. Una cuarta parte de las enfermedades profesionales están relacionadas con un exceso de decibeles en el lugar de trabajo. Desde la insonorización de apartamentos hasta la del interior de un automóvil, incluido el desarrollo de bordes de autopistas, la protección contra el ruido requiere en primer lugar herramientas para medir y analizar las fuentes de molestias.

Medición y análisis

Para determinar el nivel de sonido de un ruido, el acústico utiliza un medidor de nivel de sonido. El micrófono del dispositivo recoge las variaciones en la presión sonora del aire en un lugar determinado y las compara con un nivel de referencia correspondiente al umbral de audición humana. El resultado se muestra en decibelios. Para tener en cuenta la sensibilidad más marcada del oído en determinadas frecuencias que en otras, se utilizan varios tipos de filtros (A, B, C o D), denominados ponderadores, para corregir la medida. Hablamos entonces de dB (A), dB (B) …

Un instrumento más sofisticado, el analizador de espectro no se limita a una medición global del ruido, sino que lo divide en varias bandas de frecuencia. En la industria de la construcción, permite observar las frecuencias más perturbadoras del entorno externo y luego elegir el material absorbente más adecuado. Para optimizar el sonido de un concierto, el ingeniero de sonido también utiliza un analizador de espectro. En cualquier momento, puede leer los niveles de sonido, desde los más bajos hasta las notas más altas. Usando estos datos, corrige cualquier defecto acústico en la habitación aumentando o disminuyendo el volumen de una frecuencia particular.

El material blando para aislar

Una vez analizado el ruido, existen dos métodos diferentes pero complementarios que utilizan las mismas técnicas para combatirlo: atenuarlo en la fuente o filtrarlo cuando es molesto. Como el sonido se propaga tanto mejor cuanto el medio es elástico, el aislamiento utiliza materiales fácilmente deformables; este es el caso del algodón, lana de vidrio, corcho, fieltro o plomo. En lugar de vibrar como una banda de goma o una barra de acero, los aisladores absorben las variaciones de presión al deformarse; debilitan el sonido con mayor eficacia cuando se colocan en una capa gruesa.

Para reducir el ruido de la máquina, las alfombrillas de fieltro, colocadas en lugares clave donde se transmite el ruido, pueden ser particularmente efectivas. En un apartamento, una alfombra debajo del piano atenuará en gran medida la resonancia en el piso de parquet y el malestar que sienten los vecinos. Este tipo de protección de panel absorbente no funciona para todas las frecuencias. Los ruidos graves, los más molestos, tienen una molesta tendencia a atravesar paredes porosas sin debilitarse significativamente. Para filtrarlos, a menudo usamos trampas de sonido: este es el principio de la esclusa de aire o ventana doble. Al multiplicar las cavidades de aire cerradas entre el ruido y los oídos, su propagación se atenúa en consecuencia.

Acústica de la sala de control

La acústica arquitectónica no se reduce sistemáticamente a buscar molestias. También participa en el diseño de salas de espectáculos, anfiteatros o salas de estar para darles buenas características de sonido. Como cualquier volumen de aire cerrado, las habitaciones tienen una frecuencia de resonancia. La primera tarea del acústico es calcular las dimensiones para que sus frecuencias naturales se ubiquen fuera del campo del oído humano, generalmente en el dominio infrasónico. Los trenes y subterráneos, que producen frecuencias de este tipo, suelen hacer temblar las casas vecinas cuando no se les ha proporcionado un aislamiento específico.

La segunda tarea del arquitecto acústico consiste en controlar el tiempo de reverberación de la habitación que tiene que tratar. Afuera, los sonidos se dispersan en el aire. Entre cuatro paredes, se reflejan tanto mejor cuanto más lisas son las paredes y cuanto más largas es la habitación. La reverberación del sonido en las iglesias es un buen ejemplo de este fenómeno. En una sala de conciertos o congresos, los diversos reflejos de los sonidos en las paredes deben amortiguarse, para mantener una buena inteligibilidad de las palabras o la música. Una vez que se han calculado el tiempo y la velocidad de reverberación deseados, el acústico coloca varios materiales absorbentes en lugares específicos de las paredes y el techo.

Como el luthier que construye un violín, el ingeniero de sonido que iguala las frecuencias durante un concierto o el ingeniero de sonido que se encarga de grabar a los músicos a un volumen óptimo, el acústico vuelve al mismo problema: eliminar ruidos no deseados o domesticar algunos de sus componentes. ; para ello trabaja con las leyes de la mecánica ondulatoria y con las peculiaridades fisiológicas del oído humano.