Sonido y Ruido desde un Punto de vista Físico
Introducción
Sonido y ruido.
Desde un punto de vista físico sonido y ruido tienen las mismas características que los describen, en efecto, ambos fenómenos físicos son ondas sonoras que se propagan como resultado de una perturbación en el aire.
Desarrollo
Un sonido es un fenómeno físico que consiste en la alteración mecánica de las partículas de un medio elástico, producida por un elemento en vibración, que es capaz de provocar una sensación auditiva. Las vibraciones se transmiten en el medio, generalmente el aire, en forma de ondas sonoras, se introducen por el pabellón del oído haciendo vibrar la membrana del tímpano, de ahí pasa al oído medio, oído interno y excita las terminales del nervio acústico que transporta al cerebro los impulsos neuronales que finalmente generan la sensación sonora.
Con respecto a las características físicas o descriptores del sonido y ruido como fenómeno natural, es de destacar que ambos tienen los mismos parámetros, esto en el sentido de que, como se señalara anteriormente, tienen la misma naturaleza. Los principales descriptores del sonido o del ruido, son los siguientes:
T= Período (medido en segundos).
f= Frecuencia o número de ciclos por segundo (se mide en ciclos por segundo o Hz, f = 1/T). A= Amplitud o máximo desplazamiento desde la posición de equilibrio (m).
λ= Longitud de onda (m)
f = frecuencia (Hz)
v = velocidad (m/s)
Tres formas de describir una onda sonora.
Fuente: Young & Freedman. Física universitaria.
En la Figura 1 se muestra la fluctuación de presión p(x, t) y el desplazamiento y(x, t) en una onda sonora que se propaga en la dirección +x. En dicha figura también se muestra y(x, t) yp(x, t) para una onda senoidal en t = 0. Dado que la onda se está propagando en la dirección +x, al paso del tiempo los patrones de onda de las las funciones y(x, t) yp(x, t) se desplazan a la derecha con la rapidez de onda ω= υ/k. Además, se muestra cómo las partículas individuales de la onda se desplazan en ese instante. Dichas partículas, en cambio, simplemente oscilan en movimiento armónico simple.
En síntesis, sonido y ruido tienen la misma naturaleza. Lo anterior se evidencia en el sentido de que todo ruido es sonido, pero no todo sonido es ruido; luego, el ruido constituye un tipo especial de sonido, es decir, el ruido es un sonido con características más pronunciadas que permiten su distinción del sonido, aunque no deja de ser sonido.
Diferencias entre sonido y ruido.
Sonido y ruido son dos conceptos que aunque suelen ser tomados por sinónimo, guardan diferencias comparativas, en efecto, mientras que el sonido guarda armonía entre las ondas, es decir es resultado de una serie de variaciones adecuadamente acomodadas en un rango o frecuencia de emisión; el ruido tiene falta de armonía; luego, el sonido obedece a un cierto patrón de onda distinguible, mientras que el ruido no obedece patrones aparentes y constituyen una anomalía de las ondas sonoras.
Otra forma de distinción entre sonido y ruido tiene que ver con la cualidad de su percepción por el sentido humano, en ese respecto, si la onda sonora tiene cualidad de agradable se le denomina sonido; y, si tiene cualidad de desagradable al sentido auditivo, se le considera como ruido o rugido. Con respecto a la diferencia entre sonido y ruido, es de tener en cuenta la siguiente diferenciación:
El sonido es una perturbación que se propaga a través de un fluido. Esta perturbación puede ser debida a cambios locales de presión p, velocidad vibratoria v, o densidad ρ. Esta onda vibratoria puede ser percibida por el ser humano en frecuencias comprendidas entre 20 Hz y 20 KHz. Las componentes frecuenciales que quedan por debajo del límite inferior reciben el nombre de Infrasonidos y aquellas que supuran el umbral superior se denominan Ultrasonidos. [… Por otro lado el ruido se define] como todo sonido indeseado que interfiere con la señal que se desea percibir.
Por otro lado, en el Reglamento de Estándares Nacionales de Calidad Ambiental para Ruido, se establece la diferenciación entre sonido y ruido en los términos siguientes: Sonido, es la energía que es trasmitida como ondas de presión en el aire u otros medios materiales que puede ser percibida por el oído o detectada por instrumentos de medición; y ruido, es el sonido no deseado que molesta, perjudica o afecta a la salud de las personas.
De lo señalado en los párrafos precedentes, se tiene que las diferencias entre sonido y ruido tienen que ver más con la percepción de la onda y su efecto de la misma en los receptores de dicha onda. En el cuadro que prosigue se presenta algunas diferencias entre sonido y ruido.
Diferencias entre sonido y ruido.
Nº Sonido Ruido
- Onda sonora agradable a los sentidos. Sonido molesto.
- Está constituido por ondas sonoras armónicas. Producido por la mezcla de ondas sonoras de distintas frecuencias y distintas amplitudes.
- El sonido es deseado, ya que no es perturbador, dañino o molesto. El ruido es un sonido que no se desea, por ser perturbador, dañino o molesto.
- El sonido es una sensación o una vibración física agradable. El ruido es una sensación o vibración física, pero desagradable.
- El sonido produce bienestar en el ambiente. El ruido es uno de los problemas ambientales.
- El oído humano es capaz de percibir y soportar sonidos correspondientes a niveles de presión sonora entre 0 y 120 dB. El ruido está por encima del denominado umbral del dolor, 120dB. A niveles de ruido superiores pueden producirse daños físicos como rotura del tímpano.
Contaminación sonora.
La contaminación acústica, también llamada contaminación sónica o contaminación sonora se refiere al exceso de sonido en un determinado lugar, el cual altera las condiciones del ambiente, referido a la presión sonora, consideradas como normales en dicha zona.
La contaminación acústica se define como la presencia en el ambiente de ruidos o vibraciones, cualquiera que sea el emisor acústico que los origine, que impliquen molestia, riesgo o daño para las personas, para el desarrollo de sus actividades o para los bienes de cualquier naturaleza, o que causen efectos significativos sobre el medio ambiente.
El término contaminación acústica o sonora, hace referencia al ruido (entendiéndose este como todo sonido excesivo y molesto), provocado por las actividades humanas (tráfico, industrias, locales de ocio, aviones, barcos, entre otros.) que produce efectos negativos sobre la salud auditiva, física y mental de los seres vivos. La contaminación sonora es un término derivado de otras formas de contaminación ambiental sobre el aire, suelo y agua; y, está estrechamente relacionado con el ruido y no con los sonidos; es decir, está estrechamente vinculado a aquellos sonidos que tienen como foco emisor principalmente a las actividades humanas que emiten sonidos o ruidos por encima del umbral del dolor (120dB).
En síntesis, la contaminación sonora tiene como elemento contaminante al ruido, dicha consideración como contaminante responde a que el ruido es un sonido molesto que puede producir efectos nocivos en las personas, las afectaciones pueden ser fisiológicos y/o psicológicos. Finalmente, es de resaltar que las principales causas de la contaminación acústica son aquellas relacionada con las actividades humanas como el transporte, la construcción de edificios, obras públicas y las industrias, entre otras.
Ruido ambiental.
La contaminación acústica constituye un problema de salud pública que causa gran preocupación a los organismos de salud, esto debido a que perturba las actividades comunitarias, interfiriendo en la comunicación hablada, perturbando el sueño, el descanso y la relajación, impidiendo la concentración y el aprendizaje, además de sus efectos sobre la salud, sobre el comportamiento humano individual y grupal, y por las consecuencias físicas, psíquicas y sociales a las que conlleva. El ruido ambiental es el indicador de que en una determinada zona existe contaminación sonora o acústica. Ruido ambiental y contaminación sonora o acústica, son dos términos estrechamente ligados entre sí a tal punto que, mediante la presencia de ruido ambiental se explica la contaminación sonora.
La contaminación acústica es considerada por la población como un factor medioambiental muy importante, que incide de forma principal en su calidad de vida. La contaminación ambiental urbana o ruido ambiental es consecuencia directa de las actividades que se desarrollan en las grandes ciudades. El término contaminación acústica hace referencia al ruido cuando éste se considera un contaminante, es decir, sonido que puede producir efectos fisiológicos y psicológicos nocivos para una persona o grupo de personas.
La contaminación acústica o sonora, en forma más específica, su indicador representativo, el ruido ambiental, tiene efectos nocivos sobre la salud humana, y es que, la pérdida de audición provocada por el ruido es irreversible; en efecto:
La exposición a sonidos fuertes, independientemente de su duración, provoca cansancio en las células sensoriales auditivas, lo que da lugar a una pérdida temporal de audición o acúfenos (sensación de zumbido en los oídos). Una persona que asista a un concierto interpretado a gran volumen puede salir de él con una sensación de ensordecimiento o acúfenos. La audición mejora a medida que las células sensoriales se recuperan. Cuando se trata de sonidos muy fuertes o la exposición se produce con regularidad o de forma prolongada, las células sensoriales y otras estructuras pueden verse dañadas de forma permanente, lo que ocasiona una pérdida irreversible de audición.
Para poder mitigar la sensación desagradable y/o sus efectos en el oído, se desarrollan los denominados Programas de Protección contra el Ruido Ambiental. Dichos programas de protección contra el ruido difieren en su estructuración y contenido de un país a otro. Tal diferenciación se debe a que los requisitos legales no son idénticos en todos los países, también las técnicas y los métodos utilizados en el diseño de los programas, y además, varían los enfoques políticos a los que responden los programas en mención; sin embargo, hay aspectos comunes en el trabajo de todos los responsables de elaborar programas de mitigación de ruido ambiental, los cuales según Brüel & Kjær, son los siguientes:
- Planear nuevos desarrollos de zonas residenciales, polígonos industriales, autopistas, aeropuertos, etc.
- Atender las quejas de los ciudadanos, bien durante el proceso de planificación o después.
- Evaluar la conformidad/no conformidad de las fuentes de ruido (plantas industriales, parques de atracciones, aeropuertos, autopistas, ferrocarriles, etc.) según la normativa y la legislación.
Conclusión
Como se señalara en los párrafos precedentes, la exposición a sonidos fuertes, o ruidos, independientemente de su duración, tiene efectos en la salud tanto biológicas (provoca cansancio en las células sensoriales auditivas, puede dañar el tímpano, tensión física o estrés físico, etc.), como psicológicas (nerviosismo, desconcentración, sentimiento de tensión emocional o estrés emocional). Con respecto a los efectos que tiene el ruido ambiental en el organismo, en el cuadro que prosigue se presentan algunas afectaciones en el oído o sensaciones debido a los valores sonoros de diversas actividades.
