Eco, ondas acústicas y el oído humano

Escrito por: Comaudi

El oído es un órgano fundamental para todos los seres vivos, ya que es gracias a los sonidos que podemos comunicarnos y obtener información sobre el medio que habitamos; el avance tecnológico nos ha permitido obtener un mayor acceso a sonidos, no sólo con ondas mecánicas, sino electromagnéticas para obtener diferentes objetivos, por ejemplo con el sonar, que permite detectar objetos en cuerpos de agua de gran profundidad, o el ultrasonido, con el que los médicos pueden ver nuestros órganos gracias a la emisión y reflexión de las ondas sonoras. Pero, ¿Qué son las ondas sonoras y el eco?

Para comprender mejor los fenómenos sonoros hay que estudiar las propiedades físicas del sonido y sus aplicaciones, un tema demasiado extenso que resumiremos aquí. El sonido se produce debido a la vibración de un objeto o medio material, incluso los instrumentos musicales de viento emiten sonidos gracias a la vibración de una columna de aire y varía el tono por la forma que adopta la columna o tubo de aire y el modo en que se genera la vibración. Una vez que se produce el sonido, se propaga en medios sólidos, líquidos o gaseosos con diferente velocidad, algunas vibraciones emiten sonidos que no son percibidos por el oído humano, que percibe sonidos de 20 a 20,000 Hz; las frecuencias superiores a 20,000 Hz se llaman ultrasonidos, que no son percibidos por el ser humano.

Las ondas sonoras son ondas longitudinales, producidas por vibraciones provocadas por una fuente y son dispersadas por medios fluidos como el aire; la intensidad de las ondas sonoras es una medida de la energía que se propaga por unidad de tiempo y área. La intensidad sonora se mide en Watt sobre metro cuadrado, el oído humano tiene un umbral de dolor ante una intensidad de 1W/m2 y equivale a un billón de veces el mínimo audible (10 – 12 W/m2), si este valor se supera, la sensación es dolorosa y puede ocasionar daños físicos al oído.

Si bien cada persona tiene diferente sensibilidad ante los sonidos, pues la intensidad detectada por el oído humano es amplia, es importante no rebasar los valores máximos permitidos para no ocasionar una lesión que pueda dejar sorda a una persona, estas lesiones son comunes en aquellas industrias que utilizan maquinaria, equipos de sonido, construcción, entre muchas otras, por lo que podemos utilizar sistemas de medición como el sonómetro o el dosímetro.

Por su parte, el eco es un fenómeno causado por la reflexión de los sonidos que se superponen y no se diferencia uno de otro, ya que el sonido viaja en el aire a una velocidad aproximada de 340 m/s; una persona que se encuentra en una habitación cerrada, con paredes reflectantes, puede oír su propia voz pues el sonido viaja de ida y vuelta en menos de 0,1 segundo. El fenómeno de eco o reflexión sonora es aprovechado en navegación para localizar objetos en cuerpos de agua de gran profundidad mediante el sonar, con el que se realizan operaciones militares, se localizan objetos perdidos en el mar, se localizan bancos de peces. El sonar es capaz de medir la profundidad del mar gracias a la reflexión del sonido en el fondo, la frecuencia elevada es imperceptible al oído humano, emitiendo ultrasonidos de varios millones de oscilaciones por segundo.

En la naturaleza, animales como el murciélago se valen del eco para localizar a su presa, volando en plena oscuridad o con muy poca luz pueden detectar insectos; los delfines también cuentan con un sonar natural, con una frecuencia entre 2,000 y 100 Hz pueden obtener información sobre su entorno, localizar a sus presas y dar su propia ubicación a los de su especie, este sonido es percibido por el humano como unos golpecitos que nacen de la cabeza del delfín.

Ondas sonoras y tiempo de reverberación

Con la reflexión del sonido puede producirse la absorción de la onda sonora cuando se encuentra presente algún obstáculo, según sus propiedades y material, lo que hace que la intensidad disminuya e incluso se haga inaudible. Este fenómeno se conoce como tiempo de reverberación y depende de la dimensión del espacio y objetos que se encuentran en él; por ejemplo, cuando utilizamos materiales como paneles acústicos de lana mineral o fibra de vidrio como recubrimiento de muros, piso o cielorraso, el tiempo de reverberación disminuye, contrario al hormigón, concreto, cerámica o mosaico, que aumentan el tiempo de reverberación. La lana de vidrio, espuma de poliuretano, plafones, baldosas, cortinas pesadas y alfombras gruesas absorben los sonidos; por el contrario, utilizar materiales que no absorben el ruido provoca que las ondas sonoras se reflejen, regrese la energía emitida por la fuente y aumente el nivel de ruido.

Los recintos como auditorios, salas de conferencia o de música, tienen diseños en los que se equilibran los fenómenos de absorción y reverberación para mantener la armonía sonora, de modo que las personas puedan escuchar los sonidos con mejor calidad, sin que estos no salgan del recinto. Esto se explica gracias al fenómeno de refracción del sonido, en el que las ondas sonoras sufren un cambio en la velocidad de propagación al atravesar distintos medios de diferentes propiedades.

La intensidad sonora a niveles elevados puede provocar desorientación espacial, dolores de cabeza, dolor de oídos, mareo y puede lesionar el tímpano al grado de que podría estallar y causar sordera permanente; las lesiones auditivas son irreversibles, por menor que sea el daño, irá siempre en aumento. Es necesario tomar consciencia del nivel de ruido al que exponemos a nuestro personal y adoptar medidas para reducir y controlar ese problema tan común en la sociedad actual.

Soluciones como protectores para oído, paneles acústicos, programas de medición y control de ruido industrial son importantes para cumplir con las normas de protección laboral y para prevenir el daño auditivo en el trabajador. Estas soluciones las tenemos en Comaudi Industrial, donde contamos con especialistas para prevenir el daño auditivo, llámenos y le explicaremos más sobre nuestros servicios.

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