Frecuencia
Si te sitúas junto a la rampa de entrada de una autopista con mucho tráfico en hora punta o entras en una tienda de ropa American Eagle, lo primero que notarás es el ruido. El estruendo puede parecer ensordecedor, y es tentador imaginar la canalización de esa energía sonora para alimentar las farolas y los coches eléctricos, o al menos para cargar el smartphone.
Lo que el oído humano percibe como una cacofonía estrepitosa -el rugido de una locomotora o el zumbido de un taladro neumático- sólo se traduce en una centésima de vatio por metro cuadrado. En cambio, la cantidad de luz solar que incide en un punto determinado de la Tierra es de unos 680 vatios por metro cuadrado. “Eso es muchos órdenes de magnitud más”, explica Cohen-Tanugi. “Por eso es más eficaz recoger y almacenar la luz solar mediante paneles solares que recoger la energía del sonido”. Y la densidad energética del petróleo y el gas es órdenes y órdenes de magnitud mayor, lo que hace que generar energía a partir de esas fuentes sea aún más rentable”.
Esto no quiere decir que los investigadores no estén estudiando formas de transformar el ruido ambiental en energía eléctrica. El paso de los trenes y el metro no sólo es ruidoso, sino que su entorno traquetea y vibra al pasar, y parte de la emoción de un concierto de rock es sentir cómo tiembla todo el auditorio. “Hay una fuerte interacción entre las vibraciones a través del medio que escuchas -aire o agua- y los objetos físicos que te rodean”, dice Cohen-Tanugi. “Es perfectamente concebible absorber ese movimiento y obtener energía utilizable. No vas a alimentar una ciudad con ella, pero puedes alimentar pequeños dispositivos”.
La energía del sonido es potencial o cinética
En un bosque tranquilo, a veces se puede oír la caída de una sola hoja en el suelo. Pero cuando un automovilista que pasa por allí tiene su equipo de música a todo volumen, ni siquiera puedes oír lo que dice la persona que está a tu lado en el coche ((Figura)). Todos estamos muy familiarizados con la intensidad de los sonidos y sabemos que la intensidad está relacionada con el nivel de energía de la fuente. Una alta exposición al ruido es peligrosa para la audición, por lo que es importante que las personas que trabajan en entornos industriales lleven protección auditiva. La magnitud física relevante es la intensidad del sonido, un concepto que es válido para todos los sonidos, estén o no en el rango audible.
Si suponemos que la onda sonora es esférica, y que no se pierde energía por procesos térmicos, la energía de la onda sonora se reparte en un área mayor a medida que aumenta la distancia, por lo que la intensidad disminuye. El área de una esfera es
La intensidad de una onda sonora es proporcional al cambio de presión al cuadrado e inversamente proporcional a la densidad y a la velocidad. Consideremos una parcela de un medio inicialmente no perturbado y luego influenciado por una onda sonora en el tiempo t, como se muestra en la (Figura).
Intensidad del sonido
El ruido es uno de los riesgos más comunes para la salud en el trabajo. En entornos industriales y de fabricación pesada, así como en otras situaciones como granjas, cafeterías o bares. La pérdida de audición permanente es la principal preocupación para la salud. La molestia, el estrés y la interferencia con la comunicación verbal son las principales preocupaciones en las oficinas ruidosas, las escuelas y las salas de ordenadores. Para evitar los resultados adversos de la exposición al ruido, los niveles de ruido deben reducirse a niveles aceptables. El mejor método para reducir el ruido es utilizar modificaciones de ingeniería en la propia fuente de ruido o en el entorno del lugar de trabajo. Cuando la tecnología no puede controlar adecuadamente el problema, se puede utilizar protección auditiva personal (como orejeras o tapones). No obstante, la protección personal debe considerarse una medida provisional mientras se exploran y aplican otros medios para reducir el ruido en el lugar de trabajo. Como primer paso para hacer frente al ruido, los lugares de trabajo deben identificar las áreas u operaciones en las que se produce una exposición excesiva al ruido.
Pitch
La energía sonora es la que se produce cuando las ondas sonoras se desplazan hacia el exterior desde un objeto que vibra o una fuente de sonido. Estas ondas son fuentes de presión que se mueven a través del aire, el agua u otros materiales como el metal o la madera. Este tipo de energía es en realidad una fuente de energía mecánica.
Cuando las moléculas de aire que rodean a las ondas sonoras comienzan a vibrar, éstas son transportadas. Este movimiento hace que se produzca una reacción en cadena a medida que se hacen vibrar más y más moléculas de aire. Esto provoca el movimiento que lleva las ondas sonoras al oído, y éste reconoce las ondas como sonido.
La energía del sonido depende de que el oído capte las vibraciones, por lo que cuanto más lejos esté el oyente de la fuente del sonido, menos vibraciones podrá sentir. Por lo tanto, el oyente oirá menos sonido.
Como la energía sonora depende de un medio para transportar las vibraciones, el sonido debe viajar a través del aire, el agua o algún otro medio. El vacío del espacio, por ejemplo, no transportará las ondas sonoras de las moléculas de aire que vibran (debido a la falta de aire), por lo que no habrá sonido.