Conceptos Fundamentales de Acústica y Percepción Sonora

Intensidad Acústica

La intensidad acústica es una magnitud que indica la cantidad de energía por unidad de tiempo [potencia] que atraviesa una unidad de superficie del medio material colocada perpendicular a la dirección de propagación de la onda sonora. La intensidad acústica de un sonido es equivalente al volumen.

Clasificación de Sonidos según la Intensidad Acústica

• Sonidos fuertes: de alta intensidad acústica.
• Sonidos débiles: de baja intensidad acústica.

Factores que Influyen sobre la Intensidad Acústica

1. Amplitud del movimiento vibratorio del foco emisor: a mayor amplitud, mayor energía y, por tanto, mayor intensidad acústica.
2. Superficie del foco emisor: a mayor superficie del foco emisor, mayor energía.
3. Distancia al foco emisor: la energía que recibe el oído es una fracción de la energía total producida por el foco emisor, tanto menor cuanto más alejado esté el oído.
4. Naturaleza del medio material elástico.

Sonoridad

La sonoridad se relaciona con la ley de Weber-Fechner, que establece que «el menor cambio discernible en la magnitud de un estímulo es proporcional a la magnitud del estímulo». La sonoridad depende de otros factores, como su frecuencia, timbre, ritmo, etc.

Existen dos conceptos de sonoridad:

• La onda sonora o ente físico capaz de producir la sensación de sonido.
• La sonoridad o sensación subjetiva producida por ciertas variaciones de presión en el oído.

Umbrales de Presión Sonora

Umbral de Mínimo Campo Audible (MAF)

Es el nivel de presión sonora del umbral de audición para adultos jóvenes con audición normal. Se mide en un campo libre.

Umbral de Mínima Presión Audible (MAP)

Es el nivel de presión sonora del umbral de audición para adultos jóvenes con audición normal. Se mide mediante la exposición al sonido de un solo oído, utilizando auriculares.

Tipos de Espectro Acústico

• Sonido periódico discreto: se corresponde con los sonidos puros.
• Sonido no periódico discreto.
• Sonido no periódico de espectro continuo: sus líneas espectrales están demasiado próximas como para poder ser discriminadas.
• Sonido de espectro mixto: es la resultante de la superposición de un sonido de espectro continuo y uno o más sonidos de espectro discreto.

Teorema de Fourier

Demuestra que cualquier onda sonora periódica se puede concebir como la descomposición en ondas sinusoidales de frecuencias diferentes.

• El espectro acústico es la representación gráfica de la presión acústica de cada tono puro.

Importancia del Espectro Acústico

• Permite describir las modificaciones que ejercen los diferentes dispositivos sobre el sonido.
• La percepción auditiva del sonido es de naturaleza espectral: el oído descompone el sonido en sus componentes frecuenciales.

Psicoacústica

La psicoacústica es una rama de la psicofísica que estudia la relación entre las características físicas de un sonido y la interpretación que hace de ellas el cerebro. Sus objetivos son:

• Establecer un modelo de relación entre la magnitud física y la respuesta sensorial.
• Establecer los umbrales sonoros absolutos y diferenciales de frecuencia e intensidad.

Umbrales de Audición

El oído humano detecta frecuencias entre 20 Hz y 20,000 Hz, y es particularmente sensible a sonidos con frecuencias entre 1,000 y 5,000 Hz. El mínimo umbral se registra para valores de frecuencia de 5,000 Hz.

Unidades de Nivel de Presión Sonora

• dB SPL (Sound Pressure Level): expresa el nivel de presión sonora.
• dB HL (Hearing Level): presión sonora a la que el sujeto oye con respecto al valor de presión sonora de referencia.
• dB SL (Sensation Level): compara la audición del paciente en momentos diferentes.

Métodos de Determinación de los Umbrales de Audición

• Umbral de audición en campo sonoro libre – Minimum Audible Field (MAF).
• Umbral de audición con auriculares – Minimun Audible Pressure (MAP).
• Método por ajuste manual.
• Método de los límites.
• Método de Békésy.
• Método de estímulo constante.

Rango Dinámico

Es el intervalo de niveles de intensidad sonora comprendido entre el umbral de audición y el umbral de la incomodidad. El rango dinámico varía con la frecuencia: es máximo para frecuencias medias y es mínimo para frecuencias bajas y altas. El valor máximo promedio de rango dinámico es de 120 dB.

Filtros Acústicos

Son sistemas que modifican un sonido de entrada por otro sonido de salida, con propiedades diferentes: amplitud, frecuencia o fase.

Filtros Acústicos de Frecuencia

Permiten el paso de sonidos con una determinada frecuencia e impiden el paso de sonidos del resto de frecuencias.

• Filtro pasa bajo: permite el paso de sonidos de baja frecuencia e impide el paso de sonidos de alta frecuencia.
• Filtro pasa banda: permite, únicamente, el paso de sonidos que están comprendidos en un intervalo de frecuencias (frecuencias de corte).
• Filtro rechaza banda (= supresor de banda): impide, únicamente, el paso de sonidos que están comprendidos en un intervalo de frecuencias (frecuencias de corte).
• Músculo del tímpano y músculo estapedial del estribo: funcionan como un filtro pasa alto, permitiendo el paso de sonidos de alta frecuencia e impidiendo el paso de sonidos de baja frecuencia.

Tipos de Enmascaramiento Auditivo

1. Enmascaramiento simultáneo.
2. Enmascaramiento anterógrado (post-estimulatorio).
3. Enmascaramiento retrógrado (pre-estimulatorio).