Cálculo de la intensidad sonora transmitida al pasar por un obstáculo

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Saludos de nuevo mis queridos amigos espero que se encuentren todos muy bien, en esta oportunidad seguimos conectados con el esencial fenómeno del sonido y sus intrínsecos fenómenos al propagarse de un espacio-tiempo a otro, por lo tanto, las ondas sonoras se encontraran con diversos obstáculos que les harán reflejarse, refractarse y también parte de su energía será absorbida y transmitida por dichos obstáculos dependiendo del material que los constituyen, es por eso que en esta ocasión nos relacionaremos con el fenómeno de la absorción y transmisión del sonido.

En el anterior artículo link nos relacionamos con la magnitud de la intensidad del sonido (I), y la describimos como la potencia promedio que se desplaza por unidad de área, a través de una superficie perpendicular a dicha dirección de propagación, y señalando además que su unidad en el sistema internacional es el W/m2, nuestros sistemas auditivos (oídos) en normal funcionamiento son y serán sensibles a un amplio espectro de frecuencias y, cada uno de nosotros somos testigos fidedignos a estos distintos sonidos, siempre y cuando se encuentren en el rango audible para nuestros oídos.

Por lo tanto, cuando hablamos de la absorción y transmisión del sonido, nos estamos relacionando con otros intrínsecos fenómenos de la propagación de las ondas sonoras, entonces, podemos señalar que la absorción es la disipación en forma de calor que corresponde a cierta cantidad de energía de las ondas sonoras al momento de impactar con determinado objeto, sin duda, estas ondas sonoras, una parte de ellas se reflejaran al medio donde se han originado, otra parte será absorbida y el restante pasara por dicho obstáculo.

Con la finalidad de seguir profundizando sobre los intrínsecos fenómenos del sonido al propagarse, así como de sus magnitudes físicas que lo definen, seguiremos analizando otro ejemplo práctico o cotidiano, a través del planteamiento de un ejercicio como el que podrán visualizar a continuación:

Ejercicio

Una persona cansada de la perturbación ocasionada por unos de sus vecinos al emitir ondas sonoras de alta intensidad, decide modificar la pared que lo separa de la casa de esta persona con la finalidad de absorber la mayor cantidad de ese elevado sonido, esta pared o muro lo construye de 35 cm de ancho o grosor, y según el material con el cual es construido, posee un coeficiente de absorción (α) de 0,7 m-1, por lo tanto, si esta pared recibe un sonido con una intensidad 7 W/m2, responder a las siguientes interrogantes:

a.-¿Cuál será la intensidad del sonido transmitida al otro lado de la pared?

b.-¿Cuál sería el porcentaje de la intensidad del sonido transmitido al pasar la pared?

Solución

Datos:

α = 0,7 m-1 (Coeficiente de absorción).
x = 35 cm = 0,35 m (Grosor de la pared).
Ie = 7 W/m2 (Intensidad sonora de entrada).
It = ? (Intensidad sonora transmitida).
% It = ? (Porcentaje de la intensidad sonora transmitida).

a.- Para comenzar a dar respuesta a nuestra primera interrogante, como de costumbre observamos los datos que tenemos y, de esta manera buscar la fórmula que más se adapte a nuestros requerimientos, por lo tanto, comenzaremos describiendo la siguiente fórmula 1.

Fórmula_1.jpg

De esta manera tenemos nuestra fórmula con la cual iniciamos a dar solución a nuestra primera pregunta, como podrán observar a continuación:

Cálculo de la intensidad sonora transmitida.jpg

Luego de la sustitución de los valores representativos a las variables señaladas en nuestra fórmula logramos conocer el valor de la intensidad del sonido transmitido al otro lado de la pared, notamos como dicho valor es menor al valor emitido, sin embargo, aún pasa un alto valor de la intensidad (5,48 W/m2) sonora emitida al otro lado de la habitación, y este porcentaje lo conoceremos al responder la siguiente incógnita.

b.- Una vez conocida la intensidad sonora transmitida al otro lado de la pared o muro construido o modificado para la contención sonora, procedemos a determinar el porcentaje representativo de la intensidad sonora transmitida en relación a la intensidad sonora de entrada.

Porcentaje de intensidad transmitida.jpg

Así conocemos más específicamente el porcentaje de la intensidad del sonido que logro pasar o transmitirse al otro lado de la pared o muro con los valores de grosor y coeficiente de absorción indicado en el enunciado del ejercicio, observamos que sigue pasando un alto porcentaje (78,3 %) lo cual podemos dudar si el objetivo planteado por la persona que buscada tranquilidad fue alcanzado.

Análisis de los resultados

Gracias al enorme esfuerzo de la ciencia física, podemos expresar que como humanidad hemos logrado ampliar el conocimiento de esenciales fenómenos como el del sonido, esto nos ha ayudado a mejorar, por ejemplo, nuestra convivencia con el resto de las personas, aunque en ocasiones no medimos nuestras acciones y logramos perturbar la tranquilidad de otras personas, cuando percibimos sonidos deseosos o agradables nuestra mente se tranquiliza a tal punto de mejorar nuestra salud en todos los sentidos.

En esta ocasión continuamos con el aprendizaje de los distintos fenómenos que se generan de manera intrínseca a la hora de que las ondas sonoras se propagan de un lado a otro, donde parte de su energía pueden ser absorbida y transmitida como logramos visualizar en el anterior ejercicio práctico y muy cotidiano, observando además como a pesar que si hubo absorción, aún la intensidad de dicho sonido siguió siendo alta (en relación a la intensidad emitida) al pasar al otro lado de la pared donde una persona busca tranquilidad dentro de su hogar, en otra entrega seguiremos analizando como es posible seguir aumentando la posibilidad de absorción de determinadas ondas sonoras para que la transmisión de sus intensidad se reduzca.

Hasta otra oportunidad mis queridos amigos.

Nota: Las imágenes fueron realizadas por el autor utilizando Power Point y Paint, el gif animado fue realizado implementando PhotoScape.

Referencias Bibliográficas recomendadas

[1] MOVIMIENTO ONDULATORIO. Link.

[2] ABSORCIÓN ACÚSTICA. Link.

[3] EL SONIDO Y SUS CUALIDADES. Link.

[4] SPEED OF SOUND. Link.

[5] Propiedades de las ondas sonoras . Link.



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