Ingeniería acústica

La ingeniería acústica (también conocida como ingeniería acústica) es la rama de la ingeniería que se ocupa del sonido y las vibraciones. Incluye la aplicación de la acústica, la ciencia del sonido y la vibración, en la tecnología. Los ingenieros acústicos suelen preocuparse por el diseño, el análisis y el control del sonido.

Uno de los objetivos de la ingeniería acústica puede ser la reducción del ruido no deseado, lo que se conoce como control del ruido. El ruido no deseado puede tener impactos significativos en la salud y el bienestar animal y humano, reducir el rendimiento de los estudiantes en las escuelas y causar pérdida de audición. Los principios de control del ruido se implementan en la tecnología y el diseño de diversas maneras, incluido el control mediante el rediseño de las fuentes de sonido, el diseño de barreras acústicas, absorbentes de sonido, supresores y zonas de amortiguación, y el uso de protección auditiva (orejeras o tapones para los oídos).

Además del control del ruido, la ingeniería acústica también cubre los usos positivos del sonido, como el uso de ultrasonido en medicina, la programación de sintetizadores digitales, el diseño de salas de conciertos para mejorar el sonido de las orquestas y la especificación de sistemas de sonido de estaciones de tren para que los anuncios sean inteligibles.

Ingeniero acústico (profesional)

Los ingenieros acústicos suelen poseer una licenciatura o una calificación superior en acústica, física u otra disciplina de la ingeniería. Practicar como ingeniero acústico generalmente requiere una licenciatura con un contenido científico y matemático significativo. Los ingenieros acústicos pueden trabajar en consultoría acústica, especializándose en campos particulares, como la acústica arquitectónica, el ruido ambiental o el control de vibraciones. En otras industrias, los ingenieros acústicos podrían: diseñar sistemas de sonido para automóviles; investigar la respuesta humana a los sonidos, como los paisajes sonoros urbanos y los electrodomésticos; desarrollar software de procesamiento de señales de audio para mesas de mezclas y diseñar altavoces y micrófonos para teléfonos móviles.Los acústicos también están involucrados en la investigación y la comprensión científica del sonido. Algunas posiciones, como la facultad, requieren un Doctor en Filosofía.

En la mayoría de los países, un título en acústica puede representar el primer paso hacia la certificación profesional y el programa de grado puede ser certificado por un organismo profesional. Después de completar un programa de grado certificado, el ingeniero debe cumplir una serie de requisitos antes de obtener la certificación. Una vez certificado, el ingeniero recibe el título de Ingeniero Colegiado (en la mayoría de los países de la Commonwealth).

Subdisciplinas

Las subdisciplinas enumeradas se basan libremente en la codificación PACS (Esquema de clasificación de física y astronomía) utilizada por la Acoustical Society of America.

Aeroacústica

La aeroacústica se ocupa de cómo se genera el ruido por el movimiento del aire, por ejemplo a través de la turbulencia, y cómo se propaga el sonido a través del aire fluido. La aeroacústica juega un papel importante en la comprensión de cómo los aviones y las turbinas eólicas generan ruido, así como en la exploración de cómo funcionan los instrumentos de viento.

Procesamiento de señales de audio

El procesamiento de señales de audio es la manipulación electrónica de señales de audio mediante el procesamiento de señales analógicas y digitales. Se hace por una variedad de razones, que incluyen:

• para mejorar un sonido, por ejemplo, aplicando un efecto de audio como la reverberación;
• para eliminar ruidos no deseados de una señal, por ejemplo, cancelación de eco en llamadas de voz por Internet;
• para comprimir una señal de audio para permitir una transmisión eficiente, por ejemplo, codificación perceptual en MP3 y Opus
• para comprender el contenido de la señal, por ejemplo, identificación de pistas de música a través de la recuperación de información musical.

Los ingenieros de audio desarrollan y utilizan algoritmos de procesamiento de señales de audio.

Acústica arquitectónica

La acústica arquitectónica (también conocida como acústica de edificios) es la ciencia y la ingeniería para lograr un buen sonido dentro de un edificio. La acústica arquitectónica puede tratarse de lograr una buena inteligibilidad del habla en un teatro, restaurante o estación de tren, mejorar la calidad de la música en una sala de conciertos o estudio de grabación, o suprimir el ruido para hacer que las oficinas y los hogares sean lugares más productivos y agradables para trabajar y vivir. El diseño acústico arquitectónico generalmente lo realizan consultores acústicos.

Bioacústica

La bioacústica se refiere al estudio científico de la producción de sonido y la audición en animales. Puede incluir: comunicación acústica y comportamiento animal asociado y evolución de las especies; cómo los animales producen el sonido; los mecanismos auditivos y neurofisiología de los animales; el uso del sonido para monitorear poblaciones de animales y el efecto del ruido artificial en los animales.

Electroacústica

Esta rama de la ingeniería acústica se ocupa del diseño de auriculares, micrófonos, altavoces, sistemas de sonido, reproducción y grabación de sonido. Ha habido un rápido aumento en el uso de dispositivos electrónicos portátiles que pueden reproducir sonido y dependen de la ingeniería electroacústica, por ejemplo, teléfonos móviles, reproductores multimedia portátiles y tabletas.

El término "electroacústica" también se usa para describir un conjunto de efectos electrocinéticos que ocurren en líquidos heterogéneos bajo la influencia del ultrasonido.

Ruido ambiental

La acústica ambiental se ocupa del control del ruido y las vibraciones causadas por el tráfico, las aeronaves, los equipos industriales, las actividades recreativas y cualquier otra cosa que pueda considerarse una molestia. Los ingenieros acústicos interesados ​​en la acústica ambiental enfrentan el desafío de medir o predecir los niveles de ruido probables, determinar un nivel aceptable para ese ruido y determinar cómo se puede controlar el ruido. El trabajo de acústica ambiental generalmente lo realizan consultores acústicos o aquellos que trabajan en salud ambiental. El trabajo de investigación reciente ha puesto un fuerte énfasis en los paisajes sonoros, el uso positivo del sonido (por ejemplo, fuentes, canto de pájaros) y la preservación de la tranquilidad.

Acústica musical

La acústica musical se ocupa de investigar y describir la física de la música y su percepción: cómo funcionan los sonidos empleados como música. Esto incluye: la función y el diseño de instrumentos musicales, incluidos los sintetizadores electrónicos; la voz humana (la física y neurofisiología del canto); análisis informático de música y composición; el uso clínico de la música en musicoterapia, y la percepción y cognición de la música.

Control de ruido

El control del ruido es un conjunto de estrategias para reducir la contaminación acústica mediante la reducción del ruido en su origen, mediante la inhibición de la propagación del sonido mediante barreras acústicas o similares, o mediante el uso de protección auditiva (orejeras o tapones para los oídos). El control en la fuente es la forma más rentable de controlar el ruido. La ingeniería de control de ruido aplicada a automóviles y camiones se conoce como ruido, vibración y aspereza (NVH). Otras técnicas para reducir el ruido del producto incluyen el aislamiento de vibraciones, la aplicación de absorbentes acústicos y recintos acústicos. La ingeniería acústica puede ir más allá del control del ruido para ver cuál es el mejor sonido para un producto, por ejemplo, manipular el sonido de las puertas al cerrarse en los automóviles.

Psicoacústica

La psicoacústica trata de explicar cómo responden los humanos a lo que escuchan, ya sea un ruido molesto o una música hermosa. En muchas ramas de la ingeniería acústica, un oyente humano es el árbitro final en cuanto a si un diseño tiene éxito, por ejemplo, si la localización del sonido funciona en un sistema de sonido envolvente. "La psicoacústica busca reconciliar los estímulos acústicos y todas las propiedades científicas, objetivas y físicas que los rodean, con las respuestas fisiológicas y psicológicas que provocan".

Discurso

El habla es un área importante de estudio para la ingeniería acústica, incluida la producción, el procesamiento y la percepción del habla. Esto puede incluir física, fisiología, psicología, procesamiento de señales de audio y lingüística. El reconocimiento de voz y la síntesis de voz son dos aspectos importantes del procesamiento automático del habla. Asegurar que el habla se transmita de manera inteligible, eficiente y con alta calidad; en habitaciones, a través de megafonía ya través de sistemas telefónicos son otras importantes áreas de estudio.

Ultrasonidos

Los ultrasonidos se ocupan de las ondas de sonido en sólidos, líquidos y gases a frecuencias demasiado altas para ser escuchadas por una persona promedio. Las áreas de especialización incluyen ultrasonido médico (incluida la ultrasonografía médica), sonoquímica, pruebas no destructivas, caracterización de materiales y acústica subacuática (sonar).

Acústica submarina

La acústica submarina es el estudio científico del sonido en el agua. Se ocupa del sonido tanto natural como artificial y su generación bajo el agua; cómo se propaga, y la percepción del sonido por parte de los animales. Las aplicaciones incluyen sonar para ubicar objetos sumergidos como submarinos, comunicación submarina por parte de animales, observación de la temperatura del mar para monitorear el cambio climático y biología marina.

Vibración y dinámica

Los ingenieros acústicos que trabajan en vibraciones estudian los movimientos y las interacciones de los sistemas mecánicos con sus entornos, incluida la medición, el análisis y el control. Esto podría incluir: vibraciones del suelo de los ferrocarriles y la construcción; aislamiento de vibraciones para reducir el ruido que ingresa a los estudios de grabación; estudiar los efectos de la vibración en los humanos (vibración dedo blanco); control de vibraciones para proteger un puente de terremotos, o modelar la propagación del sonido transmitido por estructuras a través de los edificios.

Ciencia fundamental

Aunque la forma en que el sonido interactúa con su entorno suele ser extremadamente compleja, existen algunos comportamientos de ondas de sonido ideales que son fundamentales para comprender el diseño acústico. Los comportamientos complejos de ondas de sonido incluyen absorción, reverberación, difracción y refracción. La absorción es la pérdida de energía que se produce cuando una onda de sonido se refleja en una superficie y se refiere tanto a la energía del sonido transmitida como a la disipada por el material de la superficie.La reverberación es la persistencia del sonido causada por repetidos reflejos de los límites después de que se detiene la fuente del sonido. Este principio es particularmente importante en espacios cerrados. La difracción es la flexión de las ondas de sonido alrededor de las superficies en el camino de la onda. La refracción es la curvatura de las ondas de sonido causada por cambios en el medio a través del cual pasa la onda. Por ejemplo, los gradientes de temperatura pueden provocar la refracción de las ondas sonoras. Los ingenieros acústicos aplican estos conceptos fundamentales, junto con el análisis matemático, para controlar el sonido en una variedad de aplicaciones.

Asociaciones

• Comité técnico de ingeniería acústica de la Acoustical Society of America
• Sociedad de ingeniería de audio
• Sociedad Acústica Australiana
• Asociación Acústica Canadiense
• Instituto de Acústica, Academia de Ciencias de China
• Instituto de Acústica (Reino Unido)