Acústica en Chile: descubre el fascinante mundo del sonido | ORBITECH

¿Qué es el sonido? Descubre sus secretos

El sonido es una onda mecánica longitudinal que necesita un medio material para propagarse, como el aire en el Metro de Santiago.
Recuerda: sin aire (vacío) no hay sonido, como en la Luna
Las tres características principales del sonido son frecuencia (f ParseError: Unexpected character: '' at position 1: ̲TAG0), amplitud (A ParseError: Unexpected character: '' at position 1: ̲TAG1) y timbre. $f = \frac{1}{T}$
Frecuencia alta = sonido agudo (pito de microbús en Ñuñoa)
La frecuencia se mide en Hz y determina si el sonido es grave (bajo) o agudo (alto).
Un violín suena más agudo que un contrabajo por su frecuencia mayor
La amplitud determina el volumen o intensidad sonora, medida en dB. $I = \frac{P}{A}$
60 dB = conversación normal, 120 dB = concierto en Movistar Arena

f = \frac{1}{T}

La velocidad del sonido depende del medio: en el aire a 20°C es 343 m/s, pero en el agua de mar es 1500 m/s. $v = λ \cdot f$
En el desierto de Atacama (aire seco) el sonido viaja más rápido que en Valparaíso (aire húmedo)
En sólidos como el granito (Torres del Paine) la velocidad supera los 5000 m/s por su mayor densidad. $v_{s \overset{´}{o} l i d o} = \sqrt{\frac{E}{ρ}}$
Por eso los mineros en Antofagasta escuchan explosiones antes que en el aire
La temperatura afecta la velocidad en gases: en Santiago (15°C) es ~340 m/s, pero en el altiplano (0°C) baja a 331 m/s. $v = 331 + 0.6 \cdot T (° C)$
¡En invierno el sonido viaja más lento en el aire frío!
En el océano Pacífico frente a Valparaíso, la velocidad del sonido varía con la profundidad y temperatura.
Los pescadores usan este conocimiento para localizar cardúmenes con sonar

v = 331 + 0.6 \cdot T (° C)

Una onda sonora se representa gráficamente como una sinusoide donde el eje x es tiempo y el eje y es desplazamiento. $y (t) = A \cdot \sin (2 π f t + ϕ)$
Piensa en el dibujo de una ola en la playa de Viña del Mar
La longitud de onda (\lambda ParseError: Unexpected character: '' at position 1: ̲TAG0) es la distancia entre dos puntos idénticos en la onda. $λ = \frac{v}{f}$
Ondas graves tienen mayor longitud de onda (son más largas)
El timbre depende de los armónicos presentes en la onda, que hacen único el sonido de cada instrumento.
La quena suena diferente a la guitarra por sus armónicos característicos
La fase (\phi ParseError: Unexpected character: '' at position 1: ̲TAG0) determina el desplazamiento inicial de la onda y afecta la interferencia. $ϕ = 2 π \frac{x}{λ}$
En el Teatro Municipal de Santiago, la acústica depende de la fase de las ondas reflejadas

λ = \frac{v}{f}

El efecto Doppler ocurre cuando hay movimiento relativo entre la fuente sonora y el observador. $f^{'} = f \cdot \frac{v \pm v_{o}}{v \mp v_{s}}$
Cuando un auto se acerca en Providencia, el tono sube; al alejarse, baja
Si la fuente se acerca al observador, la frecuencia percibida aumenta (sonido más agudo). $f^{'} = f \cdot \frac{v}{v - v_{s}}$
¡Por eso los radares de Carabineros usan este efecto!
Si el observador se acerca a la fuente, también aumenta la frecuencia percibida. $f^{'} = f \cdot \frac{v + v_{o}}{v}$
Correr hacia el parlante en una feria en La Moneda aumenta el volumen
En astronomía, este efecto ayuda a medir la velocidad de estrellas y galaxias.
Los telescopios en el Observatorio Paranal lo usan para estudiar el universo

f^{'} = f \cdot \frac{v \pm v_{o}}{v \mp v_{s}}

En la minería de Antofagasta se usan ondas sísmicas para detectar vetas de minerales sin perforar.
Es como un 'ecógrafo' para la tierra, pero con explosiones controladas
Los pescadores de Valparaíso emplean sonar para localizar bancos de anchoveta y jurel. $d = \frac{v \cdot Δ t}{2}$
Mide el tiempo que tarda el eco en volver al barco
En Santiago, la contaminación acústica supera los 70 dB en horas peak por el tráfico. $L_{A e q} = 10 \log (\frac{1}{T} \int_{0}^{T} \frac{p^{2} (t)}{p_{0}^{2}} d t)$
¡Usa tapones si vives cerca de la Alameda!
El Teatro Municipal de Santiago tiene una acústica diseñada para ópera y conciertos sin micrófonos.
Su forma curva refleja el sonido hacia el público como un espejo acústico
En el Observatorio Paranal, los astrónomos estudian el sonido del viento en los espejos del telescopio.
El desierto de Atacama es el lugar más silencioso del planeta para escuchar el universo

d = \frac{v \cdot Δ t}{2}

Velocidad del sonido en función de la temperatura en aire. $v = 331 + 0.6 \cdot T (° C)$
Memoriza: 331 m/s a 0°C, +0.6 por cada grado
Relación entre longitud de onda, frecuencia y velocidad. $λ = \frac{v}{f}$
Si conoces dos, encuentras la tercera
Intensidad sonora en decibeles. $β = 10 \log (\frac{I}{I_{0}})$
I₀ = 10⁻¹² W/m² (umbral de audición)
Efecto Doppler para fuente en movimiento. $f^{'} = f \cdot \frac{v}{v \pm v_{s}}$
Numerador: si fuente se acerca, usa menos; si se aleja, usa más

1660: Robert Boyle demostró que el sonido necesita un medio material al crear vacío en un recipiente
Efecto Doppler descrito en 1842: Christian Doppler explicó el cambio de frecuencia por movimiento relativo, clave en astronomía y radares
Primeros estudios de acústica arquitectónica en Chile en 1920: Diseño del Teatro Municipal de Santiago con principios acústicos para ópera
Contaminación acústica en Santiago supera los 75 dB en 2020: Estudios ambientales reportan niveles críticos en horas peak por tráfico vehicular
Sonar usado en pesca artesanal en Valparaíso desde 1980: Tecnología importada de Japón para localizar cardúmenes de anchoveta