3.5 Intensidad acústica

Los sonidos pueden diferenciarse en fuertes o débiles. Se puede considerar desde dos puntos de vista:

  • Fisiológico o subjetivo, corresponde a la sensación que nos produce, depende del oyente.
  • Física u objetiva, depende de la energía transportada por la onda sonora que atraviesa por segundo la unidad de superficie normal a la dirección de propagación. La intensidad acústica se mide en W•m–2.

La intensidad de la onda va disminuyendo a medida que se aleja del foco; dependiendo del tipo de fuente sonora la disminución de la intensidad se podrá calcular de forma diferente. Consideramos tres tipos de fuentes sonoras:

  • Planas. Una fuente plana genera una onda plana, que son aquellas que tienen el mismo movimiento en el mismo momento en todas las partículas que se encuentren en el frente de onda. Esto provoca que la intensidad no disminuya al alejarse del foco ya que no se produce un aumento de la superficie que atraviesa la onda.
  • Esféricas. Una fuente esférica es aquella que comparada con la longitud de onda emitida es pequeña. Además emite la misma energía en todas las direcciones del espacio. Este tipo de fuentes emite ondas esféricas. A medida que la distancia al foco va aumentando la superficie que tiene que atravesar la energía emitida es cada vez mayor, por lo que la intensidad sonora va disminuyendo.

Si w es la potencia emitida por una fuente esférica medida en vatios, a una distancia r1 del foco la intensidad será la que indica la ecuación 1.46; si nos alejamos del foco hasta una distancia r2, mayor que r1, la intensidad se habrá reducido hasta lo indicado por la ecuación 1.47:

    (1.46)

    (1.47)

Puesto que la potencia del foco es la misma en ambos casos, se igualan las ecuaciones y se obtiene la relación que indica que la intensidad disminuye con el cuadrado de la distancia:

    (1.48)

  • Cilíndricas. Las fuentes cilíndricas son una sucesión de fuentes esféricas, como, por ejemplo, una calle de una ciudad o una carretera. Generan ondas cilíndricas, a una determinada distancia del eje del cilindro, r1, medido en la dirección perpendicular al mismo, la intensidad se calcula mediante la ecuación 1.49, a una distancia mayor, r2, se calculará mediante la ecuación 1.50:

    (1.49)

    (1.50)

Igual que antes, la potencia del foco es la misma e igualando ambas ecuaciones, se encuentra, que la intensidad es inversamente proporcional a la distancia:

    (1.51)

La intensidad mínima audible por el oído humano es de 10–12 W·m–2, para un tono puro de 1 000 Hz, esta intensidad se toma como referencia, I0, para construir una escala de medida de la intensidad acústica. Así, el nivel de intensidad se calcula como indica la ecuación 1.52 en el caso de un único foco, mientras que si hay más de una fuente sonora se utilizará la ecuación 1.53, que suma las intensidades de cada fuente presente:

    (1.52)

    (1.53)

Energía sonora que atraviesa la unidad de superficie normal a la dirección de propagación por unidad de tiempo.

Autoevaluación

Pregunta

¿Qué tipo de onda aumenta su intensidad a medida que aleja del foco?

Respuestas

Ninguna.

Esféricas.

Planas.

Cilíndricas.

Retroalimentación