Para medir la intensidad del sonido usamos una unidad relativa llamada Bel o decibel; pero vamos a ver de lo que estamos hablando.
La referencia que se usa para, a partir de ésta, expresar la intensidad del sonido es una unidad de intensidad de 10-12 watts/metro cuadrado, es decir un punto seguido de 12 ceros y después un 1, es decir 0.0000000000001 watts/metro cuadrado que corresponde a la intensidad que produce una cuerda vibrando a 1,000 Hertz por segundo en el tímpano, a 25 grados centígrados y a nivel del mar.
Es decir la cuerda vibra 1,000 veces en un segundo y ejerce una intensidad de 10-12 watts/metro cuadrado en la membrana timpánica (tímpano) que es el sonido más bajito que, en promedio, puede escuchar una persona.
Por ejemplo, hablarle al oído a una persona (susurrarle) equivale a una intensidad de 10-8 w/m2 que resulta ser 10,000 veces más intensa que la intensidad de referencia que se cito en el párrafo inmediato anterior. La intensidad sonora de una conversación es más o menos 1,000,000 de veces mas intensa que la referencia de 10-12 w/ m2.
Estar trabajando con números tan pequeños y tan grandes nos obliga a encontrar una solución que resulta ser muy simple. Veamos la siguiente tabla y, si se fijan, estamos contando los ceros y los exponentes, como en la trampita que hicimos antes:
Por lo anterior el decibel dBNI (decibel nivel de intensidad) = 10 log10 (Im/Ir)
Pero las complicaciones no terminan aquí. Los decibeles que obtuvimos en la tabla anterior son decibeles de nivel de intensidad (NI) y valoran la intensidad del sonido y no la presión que ejerce la onda sonora. La presión es qué tanto empuja la onda sonora el tímpano.
El problema es que la Intensidad del Sonido es difícil de medir, no así la Presión del Sonido. Por ejemplo, los micrófonos son sensibles a la presión que el sonido ejerce sobre éstos y la presión es mucho más fácil de medir.
Ahora, dado que la Intensidad del sonido es proporcional al cuadrado de la presión del sonido, (es decir P x P = P2), podemos decir, haciendo una analogía lo siguiente:
dBNI = 10 log10Im/Ir (versión de intensidad de la fórmula)
dBSPL = 10 log10P2m/ P2r (versión de presión de la fórmula)
SPL quiere decir, en inglés, Sound Pressure Level (SPL) y, después de algunas manipulaciones de simple álgebra, podemos decir que:
dBSPL = 20 log10Pm/Pr
Lo importante es que ambas fórmulas son equivalentes y que, la segunda, se deriva del hecho de que la intensidad del sonido es proporcional al cuadrado de la presión del sonido. ¿qué es la presión? Lo volvemos a repetir: “La fuerza con la que empuja el estimulo sonoro a la membrana del tímpano (membrana timpánica).” y se expresa en decibeles SPL.
Pero aquí nos enfrentamos con otro problema: ¡la presión sonora (SPL) para que el oído humano pueda escuchar en cada frecuencia es diferente! En frecuencia bajas la presión sonora requerida para apenas escuchar es muy grande, mas o menos 55 SPL. Por eso los equipos de sonido tienen unos buffers muy grandes; se gasta mucha energía para producir un sonido grave como por ejemplo gritar “aaaaaaaaaaa”. En cambio para decir “sssssssssssss” empleo muy poca energía, no se oye muy fuerte y la SPL es de apenas 10 SPL. Por eso Tarzán grita ¡aaaaaaa! y se oye por toda la selva, pero cuando se llevaba serenata apenas se escuchaba un ¡pst!, ¡pst!, para que el suegro no saliera con la pistola.!
Por lo anterior se inventó una escala artificial para poder medir el nivel de audición en una persona llamada escala HL (en inglés Hearing Loss) y estos son los decibeles que le entregan en su audiometría y, por todo lo que hemos dicho y lo que vamos a decir a continuación, los decibeles no se pueden expresar como un porcentaje. Es un despropósito hacerlo y quiere decir que el que lo dice, podría no saber lo que está diciendo.
Recuerde que el SPL (Sound Pressure Level = Nivel de presión sonora) mínimo para escuchar un sonido en cada frecuencia es diferente. Es decir en 125 Hertz la presión mínima para escuchar son 45 SPL, en 1,000 Hertz, es decir un 1 KHz, es de 7 SPL y en 1,500 Hertz es de 6.5. Para frecuencias más altas el SPL empieza a subir; por ejemplo, la mínima SPL en 6,000 Hertz, es de 15.5 SPL.
La siguiente es la Curva de Audibilidad:
Nótese que en 125 Hertz, tenemos 0 dBHL, que equivalen a 45 SPL; pero a esa presión sonora el estímulo en 125 Hz apenas es audible para el promedio de la población; y así para todas las frecuencias. El oído es más sensible al estímulo sonoro en unas frecuencias que en otras; eso es lo importante que se destaca de esta gráfica.
Ahora, ¿porque en 125Hz tenemos O dBHL?, pues por definición; porque si; porque así se determinó; así se acordó. Lo mismo pasa en las otras frecuencias: Cero (O) dBHL es la SPL (Nivel de Presión Sonora) mínima necesaria para percibir un sonido en cada frecuencia.
En la gráfica anterior, la línea inferior (en azul) es la curva de audibilidad en la que una persona promedio de la población apenas escucharía el sonido en cada frecuencia.
La gráfica superior (en rojo) muestra niveles de audición 30 dBHL arriba de la curva de audibilidad (azul), es decir un factor de 3 ceros más en intensidad, es decir 30 dBHL arriba de la curva de audibilidad.
Lo que a usted le entregan es una gráfica como esta: una audiometría en dBHL (decibeles dHL)
Nuevamente, las audiometrías están expresadas en decibeles HL y la línea de 0 dB HL está relacionada con la curva azul de la gráfica anterior que, parar efectos de claridad, corresponde a la presión SPL en cada frecuencia en la que apenas oye el promedio de la población y que por definición (porque si) se expresa como O dBHL en cada frecuencia.
Para cualquier aclaración me puede contactar a mi correo personal: informes@otofon.com.mx
