Nota del editor: Nos hemos esforzado por mantener la accesibilidad en nuestras actividades de Trae la Ciencia a Casa limitando la tecnología necesaria. Reconocemos que la tecnología está ahora más disponible que cuando empezamos esta serie en 2011 y que puede añadir valor a la exploración científica. Esta es nuestra primera actividad que requiere el uso de un smartphone o una tableta. Por favor, ¡déjenos saber su opinión! Envíe un correo electrónico a [email protected] con sus comentarios sobre el uso de la tecnología en esta actividad -y en las futuras- de Trae la Ciencia a Casa.
Conceptos clave
Física
Sonido
Medición
Logarítmica
Introducción
¿Sabías que puedes utilizar un smartphone como instrumento científico para explorar el mundo que te rodea? Los teléfonos inteligentes contienen muchos sensores electrónicos incorporados que pueden medir fenómenos como el sonido, la luz, el movimiento y mucho más. En esta actividad utilizarás el micrófono del teléfono para examinar la intensidad de los diferentes sonidos de tu entorno. ¿Cómo de silenciosa es una biblioteca? ¿Qué volumen tiene ese camión que pasa rugiendo? Prueba esta actividad para averiguarlo
Contexto
Probablemente estés familiarizado con las unidades que utilizamos para medir cantidades cotidianas, como la longitud o la temperatura. No te importaría que alguien dijera que mide dos metros o que hace 70 grados en el exterior. ¿Pero cómo medimos el sonido? Puedes describir un sonido como «silencioso como un susurro» o «más fuerte que un motor a reacción», pero probablemente no utilizarías un número. El sonido se mide con una unidad llamada decibelios, abreviada dB. La escala de decibelios es un poco inusual porque es logarítmica en lugar de lineal. ¿Qué significa esto? Por cada aumento de 10 dB, la intensidad del sonido se duplica. Por ejemplo, un sonido de 30 dB es dos veces más fuerte que uno de 20 dB. Un sonido de 40 dB es dos veces más fuerte que uno de 30 dB, y cuatro veces más fuerte que uno de 20 dB, etc. Cero dB no significa que no haya ningún sonido. Más bien, se elige 0 dB como nivel de referencia en el umbral de la audición humana. ¿Suena confuso? No te preocupes: aquí tienes una lista de sonidos de referencia y sus niveles de decibelios aproximados:
0 dB: umbral de audición humano
20 dB: susurro de las hojas
40 dB: biblioteca tranquila
60 dB: conversación normal
80 dB: bebé gritando
100 dB: sierra de cadena
120 dB: concierto de rock en directo
140 dB: motor de avión
Los niveles de sonido superiores a 80 dB pueden causar daños auditivos durante largos periodos de tiempo, y los niveles de sonido superiores a 120 dB pueden causar daños inmediatos. Por eso se recomienda la protección auditiva para las personas que utilizan equipos como los cortacéspedes. Tenga en cuenta que la intensidad de un sonido también depende de la distancia a la que se encuentre de la fuente del sonido (será más silencioso a medida que se aleje), por lo que para hacer una comparación directa de diferentes sonidos, tiene que mantener esta distancia constante.
¿Qué tiene que ver todo esto con un smartphone? Si quisieras medir los niveles de sonido anteriormente, habrías tenido que comprar un decibelímetro independiente, un dispositivo con un micrófono y una pantalla que mostraría el nivel de sonido en dB. Sin embargo, los smartphones modernos (que ya llevan micrófonos incorporados) pueden ejecutar aplicaciones que muestran la lectura del sonido en dB directamente en la pantalla del teléfono. Así que si quieres explorar los sonidos del mundo que te rodea, ¡sólo necesitas un teléfono!
Materiales
- Smartphone o tablet con acceso a internet y permiso para descargar e instalar una app
- Adulto (para ayudar a verificar y descargar la app)
- Otras personas cuyas voces puedas medir (opcional)
- Múltiples ubicaciones para coger el teléfono (opcional)
- Pídele a un adulto que te ayude a buscar una app de «decibelímetro» o «medidor de sonido» en un smartphone o tablet. Hay muchas opciones gratuitas disponibles, pero algunas aplicaciones pueden tener anuncios o compras dentro de la aplicación.
- Conoce tu aplicación de medidor de decibelios. Algunas aplicaciones se limitan a mostrar un número en la pantalla, mientras que otras muestran un medidor o un gráfico. Algunas también te permitirán registrar datos. Asegúrate de que la aplicación funciona: Habla a un volumen normal y deberías ver cómo fluctúan los números.
- Determina el nivel de ruido de fondo. Deja el teléfono, siéntate perfectamente quieto y aguanta la respiración. Cuál es el nivel de decibelios? ¿Fluctúa con los ruidos de fondo, como el paso de un coche o el piar de un pájaro?
- Ahora explore su propia voz. Pruebe a susurrar, hablar e incluso gritar al teléfono. También puede probar otros sonidos como silbar o tararear. El susurro, ¿se registra o queda ahogado por el ruido de fondo? ¿Qué volumen tiene su grito?
- Si hay otras personas alrededor, intente medir también sus voces. ¿La voz «normal» de todos tiene el mismo nivel de decibelios? ¿Quién puede gritar más fuerte?
- Ahora prueba diferentes sonidos. Esto puede ser tan simple como aplaudir o llamar a una puerta. Hay muchos otros sonidos cotidianos que también puedes probar, por ejemplo, el funcionamiento de un grifo o el chasquido de un interruptor de la luz. También puedes probar a poner en marcha algunos aparatos, como el microondas o la aspiradora. ¿Cómo se comparan los diferentes sonidos? ¿Cuáles son los más fuertes?
- Averigua cómo afecta la distancia de la fuente de sonido al nivel de sonido. Intenta encontrar un sonido relativamente constante, como un grifo abierto o una persona tarareando. Comienza con el teléfono justo al lado de la fuente y luego aléjate lentamente. ¿Cómo cambia el nivel de decibelios a medida que te alejas?
- Trata de medir los niveles de ruido de fondo en diferentes lugares. Lleva el teléfono a diferentes habitaciones, a una biblioteca o a un patio de recreo o parque. Cuál es el lugar más silencioso que puedes encontrar? ¿El más ruidoso? ¿Los niveles de ruido son lo suficientemente altos en algún lugar como para que puedan suponer un peligro para tu audición?
- Extra: También puedes descargarte aplicaciones para medir la frecuencia, o el tono, de los sonidos. La frecuencia se mide en hercios (Hz). El rango de la audición humana es de unos 20 a 20.000 Hz. A medida que envejecemos, tendemos a perder la capacidad de oír sonidos en el extremo superior de ese rango. Algunos animales, como los perros, pueden oír hasta 45.000 Hz. ¿Cuál es el rango de frecuencia de tu voz? ¿Y los demás sonidos que has medido antes?
- Extra: Mide los sonidos producidos por varios instrumentos musicales. Si no tienes ningún instrumento a mano, puedes fabricar los tuyos propios (consulta la sección «Más para explorar»).
Preparación
Procedimiento
Observaciones y resultados
Usando artículos de uso cotidiano probablemente podrías medir sonidos en un rango de aproximadamente 20 a 80 dB. Incluso en una habitación perfectamente «silenciosa», los ruidos de fondo, como el zumbido de un ordenador o incluso tu propia respiración, podrían dificultar la obtención de menos de 10 dB. Si estás en un lugar más concurrido con mucha gente o estás cerca de una calle con mucho tráfico, el nivel de ruido de fondo probablemente será mucho más alto. Los aparatos ruidosos, como una aspiradora o herramientas eléctricas, podrían superar los 80 dB. Los gritos humanos pueden ser bastante fuertes, posiblemente superando los 100 dB (en marzo de 2019, ¡el récord mundial es de 129 dB!), pero probablemente quieras evitarlo porque los gritos tan fuertes pueden dañar tus oídos. También deberías haber comprobado que los niveles de sonido disminuyen rápidamente a medida que te alejas de la fuente. Las personas que van a estar muy cerca de un sonido fuerte y constante durante todo el día (como alguien que corta el césped o trabaja cerca de motores de avión para ganarse la vida) deberían usar protección auditiva.
Más para explorar
dB: ¿Qué es un decibelio?, de la Escuela de Física de la Universidad de Nueva Gales del Sur
¡Afina tu guitarra con banda elástica!, de Scientific American
Ciencia del sonido: Make Your Own Harmonica!, de Scientific American
Make Sprinkles Dance, de Scientific American
STEM Activities for Kids, de Science Buddies
Esta actividad se ha realizado en colaboración con Science Buddies
