Descubre los secretos del sonido: Guía de acústica para Colombia | ORBITECH

¿Qué es la acústica y por qué nos importa en Colombia?

La acústica es la ciencia que estudia las ondas sonoras y su interacción con el entorno. ¡Es clave en nuestra vida diaria!
Piensa en cómo suena el tinto de la mañana en tu casa vs. el ruido del TransMilenio en Bogotá
Se divide en ramas como acústica física, arquitectónica, musical y ambiental. Cada una tiene aplicaciones en Colombia.
La acústica arquitectónica diseña espacios como el Auditorio León de Greiff en Medellín
El sonido es esencial para la comunicación humana y animal. ¡Hasta los pájaros en los Andes usan el canto para comunicarse!
Recuerda: sin sonido no habría vallenato ni cumbia

Las ondas sonoras son ondas longitudinales: las partículas vibran en la misma dirección que viaja la onda.
Imagina un resorte: cuando lo estiras y sueltas, las espiras se mueven hacia adelante y atrás (como el aire en un parlante)
La frecuencia $f$ (en hercios) determina el tono: agudo o grave. Los murciélagos colombianos usan ultrasonidos para cazar. $f = \frac{1}{T}$
T = período (tiempo entre dos crestas consecutivas)
La longitud de onda $λ$ es la distancia entre dos puntos idénticos en la onda. ¡En el aire a 20°C es de unos 34 cm para el sonido del trompeta! $v = λ \cdot f$
Si la frecuencia sube, la longitud de onda baja (y viceversa)

v = λ \cdot f

En el aire a 20°C, el sonido viaja a 343 m/s. ¡Más rápido que un bus escalera en hora pico! $v = 331 + 0.6 T$
T en °C: a 0°C son 331 m/s, a 20°C son 343 m/s
En el agua (como en el mar Caribe), el sonido viaja a 1500 m/s. ¡5 veces más rápido que en el aire! $v_{a g u a} \approx 1500 m/s$
Por eso los delfines en el océano se comunican a largas distancias
En sólidos como el concreto (usado en edificios de Bogotá), viaja a 3400 m/s. ¡10 veces más rápido que en el aire! $v_{s \overset{´}{o} l i d o} \approx 3400 m/s$
Por eso en las construcciones se usan materiales absorbentes para reducir el ruido

v = 331 + 0.6 T (aire)

Reflexión: el sonido choca contra una superficie y rebota. ¡Por eso en Caño Cristales el eco suena mágico!
La ley de reflexión: ángulo de incidencia = ángulo de reflexión
Refracción: el sonido cambia de dirección al pasar de un medio a otro (como del aire al agua). $n_{1} \sin θ_{1} = n_{2} \sin θ_{2}$
n = índice de refracción acústico (depende de la densidad del medio)
Difracción: el sonido rodea obstáculos. ¡Por eso escuchas la música vallenata desde lejos en la plaza de Villa de Leyva!
Ocurre cuando la longitud de onda es comparable al tamaño del obstáculo
Interferencia: dos ondas se superponen y pueden cancelarse o amplificarse. ¡Por eso en algunos conciertos suena mejor en ciertas zonas!
Constructiva: amplitudes se suman. Destructiva: amplitudes se cancelan

n_{1} \sin θ_{1} = n_{2} \sin θ_{2}

Acústica arquitectónica: diseños como el Teatro Colón en Bogotá optimizan la propagación del sonido.
Los materiales porosos (como la lana de roca) absorben el sonido para evitar ecos molestos
Medicina: los ecógrafos usan ultrasonidos para ver bebés en el vientre materno. ¡Un avance que salva vidas! $f_{u l t r a s o n i d o} = 2 a 10 MHz$
Frecuencias altas = mejor resolución pero menor penetración
Industria: en Medellín, las fábricas usan paneles acústicos para reducir el ruido y proteger a los trabajadores.
El nivel de ruido aceptable en fábricas es de 85 dB (como un bus a máxima velocidad)
Medio ambiente: en Cali, los estudios acústicos ayudan a controlar el ruido de los mototaxis y proteger la salud. $L_{p} = 10 \log (\frac{I}{I_{0}})$
$L_{p}$ = nivel de presión sonora en decibeles (dB)

L_{p} = 10 \log (\frac{I}{I_{0}})

El oído humano percibe sonidos entre 0 dB (umbral) y 120 dB (dolor). ¡Un jet produce 140 dB! $L_{p} = 10 \log (\frac{I}{I_{0}})$
I₀ = 10⁻¹² W/m² (umbral de audición)
Cada aumento de 10 dB se percibe como el doble de fuerte. ¡El transporte público en Bogotá puede superar 80 dB!
80 dB = riesgo de daño auditivo con exposición prolongada
En Cartagena, los estudios acústicos regulan el ruido en zonas turísticas para proteger a los visitantes.
La norma colombiana limita el ruido en zonas residenciales a 65 dB de día y 55 dB de noche

L_{p} = 10 \log (\frac{I}{I_{0}})

1877: Lord Rayleigh publica "The Theory of Sound", fundamento de la acústica moderna: Este libro sentó las bases para entender la propagación de ondas sonoras en diferentes medios
Década de 1930: Desarrollo de la acústica arquitectónica moderna: Se comenzaron a diseñar espacios con acústica controlada, como teatros y salas de conciertos
Año 2000: Implementación de normas de ruido en Colombia (Decreto 948 de 1995): Regula los niveles máximos de ruido en zonas urbanas para proteger la salud pública
Catedral de Sal de Zipaquirá: Acústica única por su diseño subterráneo: El eco en sus túneles puede durar hasta 10 segundos, creando un efecto mágico
Caño Cristales: Uno de los lugares más silenciosos de Colombia: Ideal para experimentos de reflexión y propagación del sonido en la naturaleza