Acústica en la Medicina

Presentación del tema: "Acústica en la Medicina"— Transcripción de la presentación:

1 Acústica en la Medicina
Dr. Willy H. Gerber Instituto de Física Universidad Austral Valdivia, Chile Objetivos: Comprender como funciona nuestro sistema de adición y generación de sonido. Como el sonido se propaga, efectos que percibimos y uso que le damos. – UACH-Fisica-en-la-Mediciona-04-Acustica-Version-04.09

2 Que es sonido? Sonido es una variación de densidad en el aire que se propaga a la velocidad c: – UACH-Fisica-en-la-Mediciona-04-Acustica-Version-04.09

3 Como se genera? Si un objeto oscila su superficie comprime o expande el aire en su cercanía. Alta presión Si la membrana oscina con una frecuencia el aire lo hará de la misma forma. Baja presión – UACH-Fisica-en-la-Mediciona-04-Acustica-Version-04.09

4 Definición de largo de onda, frecuencia y relaciones
La distancia entre dos máximos o mínimos de presión se denomina largo de onda λ [m]: Si el tiempo que tarda una oscilación completa es T [s], la frecuencia es las veces que ocurre la oscilación en un segundo lo que se calcula de: [1/s = Hz (Hertz)] [m/s] – UACH-Fisica-en-la-Mediciona-04-Acustica-Version-04.09

5 Como generamos sonido Creando cambios de presión por control de flujo:
Cambio de diámetro = variación de presión + Modulación vía cavidad bucal y nasal Laringe – UACH-Fisica-en-la-Mediciona-04-Acustica-Version-04.09

6 Como escuchamos sonido
La estructura del oído: Canales semicirculares (equilibrio) Tímpano Cóclea Canal auditivo 23500 receptores 30000 nervios 40% dañando al llegar a los 65 años Membrana Basilar – UACH-Fisica-en-la-Mediciona-04-Acustica-Version-04.09

7 Parámetros de la onda acústica
Amplitud máxima del movimiento de una partícula del gas [m] Velocidad máxima del movimiento de una partícula del gas [m/s] Si observamos una pared de tamaño A, veremos que hay un flujo de partículas que impacta. Estas dependerán de la densidad n de partículas y será: – UACH-Fisica-en-la-Mediciona-04-Acustica-Version-04.09

8 Parámetros de la onda acústica
La presión que origina la onda de ruido es: La Presión acústica (presión máxima) de una onda en función de la densidad ρ [kg/m3] (ejemplo aire 1.29 kg/m3) es [Pa] Capacidad del ser humano de detectar 2x10-5 Pa – UACH-Fisica-en-la-Mediciona-04-Acustica-Version-04.09

9 Parámetros de la onda acústica
Densidad de energía acústica de una onda en función de la densidad ρ [kg/m3] (ejemplo aire 1.29 kg/m3) [J/m3] (energía cinética) Intensidad acústica (flujo de energía – análogo al calculo del flujo de momento) [W/m2] Reducción por distancia r – UACH-Fisica-en-la-Mediciona-04-Acustica-Version-04.09

10 Relación entre intensidades
Relación entre intensidades acústicas [dB (SPL) = Decibel] (Sound Pressure Level) Referencia de presión mínima (p0 = 2x10-5 Pa) (mosquito a 3 metros) Fuente Distancia [m] dB Respiración 10 Sala silenciosa 20-30 Conversación calmada 1 50-60 Auto 60-80 Calle con mucho trafico 80-90 Martillo de percusión 100 Avión jet Rifle 140 30 150 Daño por exposición Continua (85 dB) Puntual (120 dB) – UACH-Fisica-en-la-Mediciona-04-Acustica-Version-04.09

11 Capacidad auditiva Si definimos I0 como la intensidad que escuchamos mejor Reducción de la capacidad auditiva [dB] Frecuencia [Hz] – UACH-Fisica-en-la-Mediciona-04-Acustica-Version-04.09

12 Notas Cada nota tiene una frecuencia. Las notas fundamentales se establecen Como relaciones. Cada nota base tiene sus harmónicas. Frecuencias [Hz] – UACH-Fisica-en-la-Mediciona-04-Acustica-Version-04.09

13 El eco Cuando escuchamos decepcionamos el sonido original y múltiples reflexiones: Si Δt > 0.07 – 0.1 s se percibe como eco. Esto equivale a una diferencia de a m. – UACH-Fisica-en-la-Mediciona-04-Acustica-Version-04.09

14 La resonancia Amplificación por medio de resonancias de objetos de largo L Impulso mediante impulso oportuno. 2L L L Todos somos tenores bajo la ducha, resonancia bajo la ducha. 2L/3 2L/3 2L/3 – UACH-Fisica-en-la-Mediciona-04-Acustica-Version-04.09

15 La resonancia Amplificación por medio de resonancias
– UACH-Fisica-en-la-Mediciona-04-Acustica-Version-04.09

16 Ondas y espacio Las ondas acústicas no generan “sombra”, son capaces de rodear objetos Capacidad de orientarse por comprensión del patrón acústico. – UACH-Fisica-en-la-Mediciona-04-Acustica-Version-04.09

17 Efecto Doppler La frecuencia varia según la velocidad relativa entre dos cuerpos – UACH-Fisica-en-la-Mediciona-04-Acustica-Version-04.09

18 Contacto Dr. Willy H. Gerber wgerber@gphysics.net Instituto de Fisica
Universidad Austral de Chile Campus Isla Teja Casilla 567, Valdivia, Chile – UACH-Fisica-en-la-Mediciona-04-Acustica-Version-04.09