Acustica 2008 - Planificacion (revisada Nov)

PLANIFICACIÓN – ACÚSTICA - 2008 Jorge Petrosino – Ianina Canalis PARTE 1 – FÍSICA DEL SONIDO UNIDAD 1 – INTRODUCCIÓN A LA FÍSICA DE FUERZAS Y PRESIONES Vectores escalares. Operaciones con vectores. Fuerzas e interacciones. Diagrama de cuerpo libre. Sistemas de fuerzas concurrentes. Momento de una fuerza. Resultante, equilibrante y momento resultante. Leyes de Newton. Inercia y masa. Fuerza y peso. Rozamiento. Fuerzas elásticas. Cinemática y Dinámica del movimiento circular. Hidrostática. Peso específico, densidad. Fuerza y Presión. Principio de Pascal. Presión hidrostática. Empuje. Presión atmosférica. Unidades de presión. Rela, Sztrajman (1999) Física 1. Editorial Aique, Buenos Aires Capítulo 1, 3 y 6 completos. UNIDAD 2 – PROPAGACIÓN DEL SONIDO - NIVELES SONOROS Y DECIBELES Naturaleza del sonido. Velocidad de propagación del sonido. Velocidad del sonido vs. Velocidad de las partículas. Longitud de onda. Energía de una onda sonora. Intensidad sonora. Nivel de presión sonora (decibeles). Fuentes sonoras. Fuente esférica y fuente puntual. Fuente cilíndrica y fuente lineal. Fuente plana. Fuentes múltiples Higini Arau (1999) ABC de la Acústica Arquitectónica. Editorial CEAC, Barcelona Capítulo 1. UNIDAD 3 – OSCILACIONES Y ONDAS MECÁNICAS. FENÓMENOS ONDULATORIOS RELACIONADOS CON EL SONIDO Movimiento periódico. Oscilación. Movimiento armónico simple (MAS). Ecuaciones del movimiento armónico simple. Frecuencia, frecuencia angular y período. Desplazamiento, velocidad y aceleración en el MAS. Energía del MAS. Péndulo simple y péndulo físico. Oscilaciones amortiguadas. Oscilaciones forzadas y resonancia. Representación de ondas mediante fasores. Fórmula de euler. Expresión exponencial compleja. Ondas mecánicas. Tipos de ondas mecánicas: transversales y longitudinales. Ondas periódicas. Descripción matemática de una onda. Representación de una onda en el tiempo. Representación en el tiempo y en el espacio. Número de onda. Velocidad y aceleración de partículas en una onda lineal. Velocidad (rapidez) de una onda transversal. Velocidad de ondas en cuerdas. Intensidad de las ondas. Ley del inverso del cuadrado para la intensidad. Interferencia de ondas, condiciones de frontera (contorno) y superposición. Efecto Doppler. Ondas de choque. Propagación de ondas frente a obstáculos y cambios de medio en luz y sonido. Reflexión (especular y difusa). Refracción. Dispersión cromática (ondas de luz). (Dispersión = Difusión = Esparcimiento ver Dispersión de Rayleigh (scattering)) Difracción. Interferencia entre dos fuentes. Líneas nodales. Relación entre la longitud de onda y la separación de los focos. Relación de líneas nodales con la fase. Difracción como efecto de interferencia en rendijas. Interferencia entre una fuente y su reflejo en una pared.

Sears (2004) Física Universitaria. Volumen 1. Capítulo 13, 15 y 16 completos. Physical Science Study Committee – PSSC (1966) Física Volumen 1. Editorial Reverté Cap 16, 17 completos y sección 18-6 y 18-7 UNIDAD 4 – ANÁLISIS ESPECTRAL Y TRANSFORMADA DE FOURIER Clasificación de señales acústicas. Señales estacionarias: periódicas, cuasiperiódicas, aleatorias. Señales no estacionarias continuas y transitorias. Señales de tiempo continuo y discreto. Series de Fourier. Funciones senoidales o sinusoidales. Suma de ondas sinusoidales armónicas. Teorema de Fourier. Análisis de señales periódicas características: senoidal, diente de sierra, cuadrada, rectangular, tren de impulsos unitarios. Ley de Ohm. Reconstrucción de parciales por batido (fundamental reconstruida, ausente o perdida). Expresión compleja de la Serie de Fourier. Señales no estacionarias y principio de indeterminación. Señales reales. Límite temporal y ancho de banda. Principio de indeterminación acústico. Señales periódicas recortadas en el tiempo. Distinta clase de espectros. Percepción de transitorios. Diagramas tiempofrecuencia. Transformada de Fourier. Aplicaciones del análisis espectral. Respuesta de un sistema. Respuesta al impulso. Filtros acústicos. Filtro peine. Modulación: de amplitud, de frecuencia y muestreo. Convolución y multiplicación espectral. Ventana de Hamming. Necesidad de incluir el tema de las ventanas en el análisis de Fourier. Basso, Gustavo (1999) Análisis espectral. La Transformada de Fourier en la Música, Editorial de la Universidad Nacional de La Plata. Capítulo 1, 3, 5 y 6 completos. UNIDAD 5 – INSTRUMENTOS MUSICALES. GENERACIÓN DE SONIDO. Principio de superposición. Ondas estacionarias en una cuerda. Modos normales de una cuerda. Ondas sonoras. Velocidad de las ondas sonoras. Velocidad (rapidez) de una onda longitudinal. Velocidad del sonido en gases. Intensidad del sonido. Ondas sonoras estacionarias y modos normales. Ondas en tubos. Resonancia. Superposición de ondas. Interferencia constructiva y destructiva: igual frecuencia y diferente fase. Batidos (pulsaciones): frecuencias semejantes. Composición armónica: frecuencias con relación armónica entre si. Oscilaciones inarmónicas. Pulsaciones. Representación temporal y espectral de oscilaciones. Sistemas continuos en una dimensión: cuerdas y varillas. Arreglo lineal de osciladores (linear array). Onda transversal en una cuerda. Reflexiones en extremo fijo y extremo libre. Ondas estacionarias. Modos naturales de oscilación de una cuerda. Modos de excitación diferentes (pulsada, golpeada, frotada). Sistemas bidimensionales: membranas y platillos. Ecuación de onda para una membrana rectangular. Membranas cuadradas y circulares. Figuras de Chladni. Vibración de sistemas acoplados. Cuerdas simpáticas. Modos de vibración de una campana. Oscilación en tubos. Extremos abiertos y cerrados. Resonancia y modos de oscilación. Sears (2004) Física Universitaria. Volumen 1. Capítulos 15 y 16 completos. Rossing, Thomas y Fletcher, Neville (1991) The Physics of Musical Instruments.

Springer-Verlag, New York Extractos de varios capítulos. PARTE 2 – ACÚSTICA DE RECINTOS UNIDAD 6 – ACONDICIONAMIENTO ACÚSTICO DE RECINTOS Ecos. Reflexiones tempranas. Ambiencia. Absorción sonora. Tiempo de reberveración. Campo sonoro directo y reverberante. Distancia crítica. Resonancias. Materiales absorventes acústicos. Propagación del sonido en el espacio libre. Propagación del sonido en un recinto cerrado. Estudio de las primeras reflexiones: acústica geométrica. Eco y eco flotante (flutter echo). Tiempo de reverberación RT60. Aproximación de Sabine y de Eyring-Norris. Materiales y elementos para el acondicionamiento de recintos. Absorción. Absorción de superficies vibrantes. Materiales absorventes. Absorción en función del espesor, de la porosidad, y de la densidad del material. Relación con la distancia a una pared rígida. Materiales suspendidos. Elementos resonantes selectivos (resonadores). Resonadores de membrana, de cavidad, múltiples. Absorción del público y las sillas. Reflectores sonoros. Difusión del sonido. Clases de difusores. Modos propios (normales de resonancia) una sala. Criterio de Bolt. Criterio de Bonello. Miyara, Federico (1999) Acústica y Sistemas de Sonido. Universidad Nacional de Rosario. Capítulo 4 – Acústica Arquitectónica. Carrión Isbert, Antoni (1998) Ediciones UPC (Universidad Politécnica de Catalunya. Capítulos 1 y 2 Everest, Alton (2001) The Master Handbook of Acoustics. Capítulo 15 - Modos de resonancia en espacios cerrados. UNIDAD 7 – AISLACIÓN ACÚSTICA. CONTROL DE RUIDO Y TRANSMISIÓN DEL SONIDO. Aislación acústica. Materiales amortiguadores de vibraciones. Aisladores de vibraciones. Pisos flotantes. Ruido de impacto. Materiales para aislación de vibraciones. Materiales aislantes. Determinación de rw. Relacion entre rw y la privacidad de la palabra. Importancia de las fugas. Las tres regiones de las paredes simples. Tabiques dobles. Estructuras aislantes típicas. Ventanas. Puertas. Cielorrasos y pisos Miyara, Federico (1999) Control de Ruido. Universidad Nacional de Rosario. Capítulos 6 y 7. PARTE 3 – PERCEPCIÓN SONORA Y FÍSICA DE LOS INSTRUMENTOS MUSICALES UNIDAD 8 – FISIOLOGÍA DEL OÍDO Y PERCEPCIÓN DE LA SONORIDAD Sistema auditivo periférico y fsiología de la audición. Oído externo: pabellón auditivo. Oído medio: tímpano, huesecillos, cavidad timpánica y trompa de Eustaquio. Función acústica del oído medio. Oído interno. Fisiología de la cóclea. Teoría del lugar. Comportamiento activo de la membrana basilar y emisiones otoacústicas. Sensación de sonoridad. Relación entre amplitud y sonoridad. Potencia e intensidad acústicas. Contornos de igual sonoridad (Fletcher-Munson). Discriminación de la intensidad: limen de intensidad. Ley de Weber. Ley de Fletcher para la sonoridad. Integración temporal. Factores espectrales. Cambios provocados por sobreestimulación. Detección de

señales en presencia de ruido. Patologías auditivas. Rango dinámico del oído. Herbert y Massman (1998) Instrumentos musicales. Artesanía y Ciencia. Dolmen. Cap 10 Basso, Gustavo (2006) Percepción auditiva. Editorial de la Universidad Nacional de Quilmes. Capítulos 1 y 2 UNIDAD 9 – AUDICIÓN Y PROCESAMIENTO DEL SONIDO El oído como analizador espectral. Diferencia apenas perceptible en frecuencia (DAP). Bandas críticas. Experimento de Fletcher. Sonoridad ante espectros complejos. Sensibilidad a la fase. Discriminación de parciales en sonidos complejos. Enmascaramiento. El oído como procesador temporal de señales. Resolución e integración temporal. Percepción de la altura tonal en sinuoides. Discriminación de la frecuencia, variación de la altura con la sonoridad. Percepción de la altura tonal en estímulos armónicos complejos. Sonidos de Sheppard. Altura tonal e intervalos musicales. Consonancia y disonancia. Timbre. Definiciones de timbre. Distintos modelos explicativos del timbre. Percepción auditiva del espacio. Localización de señales sinusoidales y no sinusoidales. El efecto de precedencia. Percepción de la distancia. Percepción del movimiento. Aparato vocal. Fonación. Producción del sonido. Formantes. Características generales de la emisión vocal. Herbert y Massman (1998) Instrumentos musicales. Artesanía y Ciencia. Dolmen. Cap 10 Basso, Gustavo (2006) Percepción auditiva. Editorial de la Universidad Nacional de Quilmes. Capítulos 3, 4, y 5