Energía Sonora
La energía sonora, también conocida como energía acústica, es la energía que se genera a partir de la vibración de cualquier objeto. Este tipo de energía se propaga a través de distintos medios como el aire o el agua y se conforma de ondas longitudinales conocidas comúnmente como ondas sonoras.
En la física, la energía sonora es conocida por ser el producto de la vibración de las partículas de un material, lo que da como resultado que se liberen ondas longitudinales capaces de transmitirse a través de medios físicos en cualquiera de los tres estados elementales de la materia.
Una característica determinante de la energía acústica, es el hecho de que esta requiere de un medio para transmitirse. Esto se debe a que sus ondas son de tipo mecánicas, por lo que pueden viajar por medio del aire, el agua, metales, cristales y cualquier objeto capaz de sufrir vibración mecánica a nivel de partículas. A raíz de esto, el sonido es incapaz de propagarse en el vacío, ejemplo de ello es cómo en el espacio exterior no se trasmiten sonidos.
La energía sonora o acústica posee usos significativos en la actualidad principalmente en forma de ultrasonido. No obstante, teóricamente la vibración de partículas podría utilizarse para generar otros tipos de energía, pero sus niveles de potencia son tan bajos que no resultaría de provecho utilizarse.
Tabla de contenidos
Ejemplos de energía sonora
La energía sonora nos rodea casi durante toda nuestra vida a través de lo que nos rodea. Por eso, existen innumerables maneras de demostrar ejemplos de energía sonora.
Los instrumentos musicales
La música es una hermosa forma de reconocer la energía sonora. Los instrumentos musicales son un ejemplo perfecto para comprender el rol de la energía acústica. Cada instrumento está compuesto de materiales, dimensiones y formas diferentes. Por eso, al ser utilizados (aplicando energía cinética o mecánica según el instrumento), esta energía se transforma en energía sonora como resultado de la vibración de los elementos que componen el instrumento musical. El resultado de esto son las ondas sonoras que conforman las melodías que llegan a nuestros oídos.
Los parlantes
Los parlantes son equipos electrónicos capaces de amplificar el sonido. Estos funcionan por medio de energía eléctrica y distintos componentes que captan la voz de una persona en forma de energía sonora y la emiten a través de una bocina que replica la frecuencia de las ondas sonoras de la persona que habla. Sin embargo, al replicar la frecuencia de las ondas sonoras, el sonido se emite a una mayor intensidad, lo que permite que la energía sonora se propague más lejos y por consiguiente, se escuche más fuerte.
La voz de las personas
La voz es un ejemplo sencillo de cómo opera las ondas sonoras. El cuerpo de los seres humanos posee cuerdas bucales, las cuales, como su nombre lo indica, son una especie de cuerdas que al vibrar liberan ondas sonoras que se amplifican en la boca y se propagan en el aire. De esta manera modulamos las palabras que decimos y escuchamos todos los días.
Los sonidos de la naturaleza
La naturaleza está repleta de ejemplos de energía sonora. Desde el ruido de las gotas de lluvia al caer al suelo, pasando por el intenso sonido generado por los truenos, hasta el zumbido de los mosquitos. Todos estos ejemplos se generan a partir de la vibración de las partículas y como es evidente, se propagan en el aire para llegar hasta nuestros oídos en forma de sonidos.
Cómo se produce la energía sonora
La energía sonora se produce a partir de la vibración de las partículas que componen cualquier objeto. Por eso, las propiedades del material y las partículas que lo compongan determinarán el sonido que este genere. Así, objetos muy densos como los metales no producen el mismo tipo de sonido que la arena o la madera.
Una vez que un objeto genera ondas sonoras como consecuencia de la vibración de sus partículas, dichas ondas viajan a través de un medio hasta llegar a nuestros oídos. Las propiedades del medio en el cual se propagan las ondas también es un factor determinante en la forma y velocidad en la que se transmiten las ondas sonoras, pero esto se explicará a continuación en cómo funciona la energía sonora.
Cómo funciona
La energía sonora funciona bajo principios mecánicos sencillos que a continuación pasamos a explicar de manera detallada:
- Medio de transmisión: Como hemos explicado previamente, la energía sonora se propaga a través de un medio de forma mecánica, por eso, según la densidad del medio, la vibración de las partículas permitirá que el sonido viaje a mayor o menor velocidad, así como también determinará qué tan lejos llegará el sonido.
- Velocidad de transmisión de las ondas sonoras: a partir del punto anterior, se sabe que las ondas sonoras se transmiten con mayor velocidad cuando estas se propagan a través de un medio más denso. Por eso, la velocidad del sonido es mayor en el agua que en el aire. Esto se debe a que la vibración entre partículas se transfiere con mayor facilidad entre materiales más densos, o lo que es lo mismo; donde los átomos están más cerca unos de otros.
- Alcance del sonido: Se sabe que la densidad del medio de propagación de la energía acústica determina qué tan lejos será posible escuchar un sonido. Así, mientras menor sea la densidad del medio, más lejos será capaz de llegar el ruido. Por eso el aire es un mejor medio que el agua para hacer llegar más lejos las ondas sonoras. Esto se debe a que un medio más denso se consume más energía mecánica para propagar la vibración.
Usos
La energía sonora se usa para distintos fines en la actualidad. Algunos de ellos son los que se muestran a continuación:
- Para la realización de ultrasonidos a nivel médico, este procedimiento permite eliminar cálculos en los riñones y vesículas sin causar efectos colaterales en el paciente.
- Los ultrasonidos también se utilizan para obtener imágenes del interior del cuerpo. De esta manera es posible evaluar el estado de los órganos internos e incluso, el desarrollo de un feto.
- En el campo de la geofísica, los ultrasonidos permiten obtener imágenes del fondo de los océanos.
- La energía acústica permite que los instrumentos musicales funcionen y generen las melodías que escuchamos todos los días.
- A nivel industrial el uso del ultrasonido permite mejorar el proceso de control de calidad en la fabricación, ya que permite identificar imperfecciones en los productos.
- Algunas especies animales utilizan el sonido como medio para orientarse y conocer su ubicación en el entorno. Tal es el caso de los murciélagos y diversas especies marinas.
Ventajas y desventajas
La energía sonora y sus aplicaciones traen consigo ventajas y desventajas que vale la pena conocer.
Ventajas
- La energía sonora permite la comunicación entre seres humanos sin necesidad de medios externos.
- Es un tipo de energía que no necesita del uso de combustibles.
- Es energía renovable, ya que se produce de forma mecánica.
- No genera contaminación de manera natural. No obstante, el ser humano es capaz de generar contaminación sonora a través de distintas actividades.
- Su propagación a frecuencias controladas no generan efectos colaterales sobre la salud ni las propiedades de los materiales.
- Tiene múltiples usos en el campo de la medicina que ayudan a salvar vidas.
- En el campo de la tecnología ha permitido progresos significativos.
Desventajas
- Se trata de un tipo de energía que a mucha intensidad, puede causar daños a los seres humanos y a los seres vivos en general.
- Requiere de que la frecuencia de las ondas sonoras se mantengan dentro de cierto rango para poder ser provechosas y no dañinas.
- Depende de un medio para propagarse, lo cual limita mucho su uso, su alcance y la velocidad de su propagación.
- Equipos como los sonares y radares náuticos son capaces de generar daños a los animales marinos.
- No puede utilizarse para producir energía eléctrica a una escala rentable.
- La vibración generada por la energía acústica es capaz de romper o causar daños a ciertos materiales como ciertos tipos de vidrio.
Cómo se mide la energía sonora
La energía sonora se mide a través de una unidad conocida como decibelios (dB), donde 0 dB corresponden al silencio absoluto, una circunstancia poco normal a excepción del vacío o el espacio exterior.
El ser humano puede escuchar sonidos cuya energía sonora se encuentre en el rango comprendido entre los 0 y los 140 dB. No obstante, otros animales son capaces de alcanzar un mayor rango auditivo debido a la composición de su oído.
En cuanto a cómo se mide el sonido, generalmente la energía acústica se determina a través de un dispositivo conocido como sonómetro.