La refracción del sonido es un fenómeno que influye en la experiencia auditiva de las personas y tiene aplicaciones en distintos campos, desde la ingeniería y la física hasta la música y el sector audiovisual en general. A lo largo de este artículo vamos a explorar todas las características de la refracción sonora, como impacta en nuestra percepción auditiva y qué aplicaciones prácticas tiene en el ámbito de la grabación y reproducción de sonido.
Se trata de un fenómeno que cualquier Técnico de Sonido debe conocer para poder desempeñar de manera eficiente su trabajo. Te contamos por qué, como se usa y qué debes tener en cuenta sobre esta característica del sonido. ¡Vamos a ello!
Bases de la refracción sonora
Antes de nada, para hablar sobre refracción sonora hay que hablar sobre el principio de Huygens, que determina como se propaga una onda. Christiaan Huygens lo propuso en 1678 para explicar la luz, pero es algo que se puede aplicar en todo tipo de ondas. Con este principio se puede determinar cómo un frente de onda pasa al siguiente y como se transmite la energía a través de distintos medios.
Este principio se define como: “Un método de análisis aplicado a los problemas de propagación de ondas según el cual cada punto del frente de ondas primario da origen a una fuente secundaria que producen ondas esféricas de la misma frecuencia y se propagan en todas direcciones con la misma velocidad que la onda primaria en cada uno de los dichos puntos.”
Ahora vamos a por una definición de la refracción del sonido: es el cambio de dirección del sonido que se produce cuando pasa de un medio a otro cuando estos tienen distintas propiedades de propagación. Si las ondas sonoras viajan por el aire, pero de repente pasa a un medio acuoso, la densidad entre ambos provoca que el sonido se refracte al disminuir su velocidad de propagación. Hay algunos aspectos que influyen en esto:
- Velocidad. El sonido va más rápido en función de la densidad del medio que esté atravesando. Por ejemplo, se transmite más rápido por el aire que por el agua, pero más lento en los gases que en el agua.
- Gradientes. La refracción del sonido también puede darse en un medio por gradientes de velocidad. Por ejemplo, cuando hay una capa de aire caliente sobre otra más fría, el sonido puede refractarse hacia arriba por el gradiente de temperatura. Con esto variaría su velocidad en función de la altura.
- Ley de Snell. Creada también para explicar ondas de luz, es aplicable en el contexto del sonido. En esta ley se establece que en ángulo de incidencia es proporcional a los índices de refracción de los medios que atraviesa la onda. Esto quiere decir que el sonido se desvía de la normal (perpendicular a la superficie) en función de la velocidad del sonido en los dos medios y los ángulos de incidencia en ellos.
La refracción sonora es un fenómeno que afecta a la propagación del sonido y es la desviación de las ondas cuando estas cambian de dirección al cambiar entre distintos medios.
Cómo afecta la refracción del sonido a la percepción auditiva
Al cambiar la velocidad de propagación de las ondas sonoras, cambia nuestra percepción del sonido, por eso la refracción del sonido tiene distintos efectos en ella en función de cómo cambia y a qué velocidad lo hace. Esto es aplicable tanto en el transcurso de las ondas sonoras en el medio natural, como también es posible generar el efecto de manera artificial con propósitos específicos, creativos, artísticos o funcionales.
Difusión del sonido
Una de las primeras cosas que notamos en cuanto a percepción auditiva es la difusión del sonido que causa la refracción. Cunado las ondas sonoras se refractan al pasar de un medio a otro con distintas propiedades de propagación, el sonido puede difundirse en distintas direcciones. Esto tiene como resultado una distribución no uniforme del mismo en el espacio, lo que afecta a como percibimos tanto su intensidad como la dirección.
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Eco y reverberación
Otra de las modificaciones en la percepción auditiva causada por lar efracción del sonido es el de eco y reverberación ya que la desviación de las ondas sonoras puede contribuir a su formación, especialmente en estructuras que provocan estos cambios en la velocidad del sonido. Esto altera la percepción de la claridad, la distancia y la dirección de la fuente sonora.
Focalización y desenfoque
Como ejemplificamos antes, la diferencia de temperatura en un mismo medio puede provocar refracción sonora. Estos cambios en la transmisión afectan a la percepción especial y a la calidad del sonido.
Atenuación y amplificación
Otro de los efectos de la refracción del sonido en nuestra percepción auditiva es el de la atenuación. En este caso, se produce porque este fenómeno puede afectar a la intensidad del sonido en distintas frecuencias, lo que tiene como consecuencia una atenuación o amplificación de ciertos componentes sonoros. Esto influye en la percepción que tenemos del timbre y en la calidad tonal del sonido.
Distorsión
Cuando las ondas sonoras se refractan de manera significativa, en cambios muy bruscos en su propagación, se puede producir distorsión del sonido. Esto son cambios tanto en el tono como en la modulación de la señal acústica, lo que lleva a cambios en la calidad de la reproducción de sonido, entre otras cosas.
Aplicaciones de la refracción sonora en la ingeniería acústica
Estas son algunas de las aplicaciones prácticas que puede tener la refracción del sonido:
- Cine y televisión. En la postproducción de audio para películas, programas de televisión y otros medios audiovisuales, la refracción del sonido se tiene en cuenta para crear efectos realistas y envolventes.
- Videojuegos, RV y AR. En diseño de videojuegos, Realidad Virtual o Aumentada, para crear inmersión, se puede usar la refracción sonora en busca de efectos concretos.
- Sistemas de sonido para auditorios y teatros. La refracción del sonido se tiene en cuenta al diseñar sistemas de sonido para auditorios y teatros. El espacio es clave y los sistemas se deben implementar teniéndolo en cuenta.
- Espacios de concierto y estudio. En la acústica de salas de concierto y estudios de grabación, tener en cuenta la refracción del sonido ayuda a crear espacios más adecuados para este propósito.
- Mezcla de audio. En el proceso de mezcla y masterización de audio, se pueden emplear técnicas que tengan en cuenta la refracción para lograr una mezcla equilibrada y una mejor calidad de sonido
- Experimentación sonora. La refracción sonora es un elemento que suelen tener en cuenta aquellos músicos que los que les gusta la experimentación.
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