La unidad de medida del sonido es una herramienta fundamental en diversos campos, incluyendo la física, la ingeniería de audio, la acústica y la medicina, entre otros. El sonido, una forma de energía que se propaga a través de ondas longitudinales, requiere de una unidad de medida precisa para poder cuantificar su intensidad, frecuencia y otras características relevantes.
En el Sistema Internacional de Unidades (SI), la unidad básica para medir la intensidad del sonido es el belio (B), nombrado en honor al inventor del teléfono, Alexander Graham Bell. Sin embargo, en la práctica, el belio es una unidad bastante grande para la mayoría de las aplicaciones, por lo que se utiliza comúnmente su submúltiplo, el decibelio (dB), que es una décima parte de un belio. Así, el decibelio se convierte en la unidad estándar para expresar la relación entre dos cantidades de potencia, intensidad o presión acústica.
El decibelio se define mediante una fórmula logarítmica que compara la magnitud de dos señales acústicas. Específicamente, se calcula como la relación entre la magnitud de la señal que se está midiendo y la magnitud de una referencia predefinida. Esta referencia puede variar según el contexto, pero con mayor frecuencia se utiliza la presión sonora de referencia estándar, que es de 20 microvatios por metro cuadrado (μPa) para el aire a una frecuencia de 1000 hertz (Hz).
La fórmula para calcular el nivel de intensidad sonora en decibelios (L) es:
Donde:
- es el nivel de intensidad sonora en decibelios (dB).
- es la intensidad sonora que se está midiendo.
- es la intensidad de referencia (en este caso, 20 μPa).
Es importante tener en cuenta que el decibelio no es una unidad absoluta de medida, sino una medida relativa. Esto significa que el valor en decibelios indica la relación entre dos niveles de intensidad sonora, en lugar de una medida directa de la intensidad en sí misma. Por ejemplo, un sonido de 40 dB es diez veces más intenso que un sonido de 30 dB, y cien veces más intenso que un sonido de 20 dB.
El rango de valores en decibelios puede ser bastante amplio, abarcando desde niveles extremadamente bajos hasta niveles muy altos. Para proporcionar una referencia práctica, aquí hay algunos ejemplos de niveles de sonido comunes y sus equivalentes en decibelios:
- 0 dB: Umbral de audición humana normal.
- 20-30 dB: Susurro suave.
- 60-70 dB: Conversación normal.
- 90-100 dB: Tráfico de una calle concurrida.
- 120 dB: Umbral del dolor auditivo.
- 140 dB: Avión a reacción despegando cercano.
Es importante destacar que los niveles de sonido por encima de los 85 dB pueden causar daño auditivo si se están expuestos durante períodos prolongados. Por lo tanto, la medición precisa y la gestión del ruido son aspectos importantes en entornos donde la exposición a sonidos fuertes es común, como en la industria, la música en vivo y la ingeniería de audio.
Además del decibelio, existen otras unidades de medida del sonido que se utilizan en diferentes contextos. Por ejemplo, en la ingeniería de audio y la música, es común utilizar el decibelio de nivel de presión sonora ponderado A (dBA), que tiene en cuenta la sensibilidad del oído humano a diferentes frecuencias. Esto se logra aplicando un filtro de ponderación A a la señal de sonido antes de calcular su nivel en decibelios.
Otra unidad importante es el sone, que se utiliza para medir la sensación subjetiva de la intensidad del sonido. Un sone es una medida de la intensidad percibida de un sonido en relación con un sonido de 1000 Hz a 40 dB. Esta unidad tiene en cuenta tanto la intensidad como la frecuencia del sonido, proporcionando una medida más directa de cómo percibe el oído humano la fuerza relativa de los sonidos.
En resumen, la unidad de medida del sonido es una herramienta fundamental en diversas disciplinas, permitiendo la cuantificación precisa de la intensidad, la frecuencia y otras características del sonido. El decibelio es la unidad estándar para medir la intensidad del sonido en el SI, utilizando una escala logarítmica para comparar la magnitud de las señales acústicas. Sin embargo, también existen otras unidades, como el dBA y el sone, que se utilizan en contextos específicos para tener en cuenta la sensibilidad del oído humano y la percepción subjetiva del sonido.
Más Informaciones
Por supuesto, profundicemos más en el fascinante mundo de la medición del sonido y sus unidades asociadas.
Como mencioné anteriormente, el decibelio (dB) es la unidad estándar utilizada para medir la intensidad del sonido. Sin embargo, es importante comprender que el sonido es una forma de energía que se transmite a través de ondas longitudinales, y su percepción por parte del oído humano puede variar significativamente según la frecuencia y la intensidad.
La percepción del sonido por parte del oído humano no es lineal, lo que significa que no percibimos un aumento en la intensidad del sonido de la misma manera en todo el rango de frecuencias. Para abordar esta discrepancia entre la física del sonido y la percepción auditiva, se introdujo la ponderación de frecuencia en la medición del sonido.
Una de las ponderaciones más comunes es la ponderación A, representada por la sigla «A» y denotada como dBA. Esta ponderación se basa en la curva de sensibilidad auditiva humana a diferentes frecuencias y se utiliza para ajustar las mediciones de nivel de presión sonora (Lp) para que coincidan más estrechamente con la percepción humana del sonido.
La curva de ponderación A atenúa las frecuencias más bajas y más altas en comparación con las frecuencias medias. Esto refleja el hecho de que el oído humano es menos sensible a los sonidos de baja y alta frecuencia en comparación con los sonidos de frecuencias medias. La ponderación A es particularmente útil en entornos donde se desea evaluar el impacto del ruido en la audición humana, ya que proporciona una medida más precisa de la exposición auditiva real.
Otra consideración importante al medir el sonido es la dirección desde la cual proviene. El sonido puede ser omnidireccional, es decir, se propaga uniformemente en todas las direcciones, o direccional, enfocándose en una dirección particular. En aplicaciones donde es crucial tener en cuenta la dirección del sonido, se utilizan micrófonos direccionales o se aplican correcciones específicas en el análisis de los datos de sonido.
Además del decibelio y el dBA, otra unidad importante en la medición del sonido es el sone. El sone es una medida de la sensación subjetiva de la intensidad del sonido percibido. A diferencia del decibelio, que es una medida objetiva de la intensidad del sonido, el sone tiene en cuenta la percepción humana del sonido y proporciona una medida más directa de cómo se percibe la fuerza relativa del sonido.
La escala de sones se basa en experimentos psicoacústicos que evalúan la relación entre la intensidad del sonido y la sensación subjetiva de los individuos. Un sone se define como la intensidad de un sonido de 1000 Hz a 40 dB que se percibe con la misma fuerza que el sonido que se está midiendo. Por ejemplo, un sonido de 2 sones se percibe como el doble de fuerte que un sonido de 1 sone.
El uso del sone es especialmente relevante en aplicaciones donde la percepción subjetiva del sonido es crucial, como en el diseño de espacios arquitectónicos, la ingeniería de audio y la psicoacústica. Al tener en cuenta la percepción humana del sonido, el sone proporciona una herramienta valiosa para evaluar la calidad del sonido y diseñar entornos acústicos óptimos.
En resumen, la medición del sonido es un campo multidisciplinario que combina principios de física, psicología y ingeniería para cuantificar y entender esta forma de energía. El decibelio es la unidad estándar para medir la intensidad del sonido, mientras que el dBA y el sone se utilizan para ajustar las mediciones según la sensibilidad auditiva humana y la percepción subjetiva del sonido, respectivamente. Estas unidades proporcionan herramientas poderosas para evaluar y gestionar el sonido en una amplia gama de aplicaciones, desde la ingeniería de audio hasta la protección auditiva y el diseño arquitectónico.
