Nivel de intensidad del sonido

Para el oído humano el umbral de audición, para una frecuencia de 1.000 Hz, es 10-12 W/m2, y el umbral de dolor es de aproximadamente 1 W/m2.
Es decir solo es capaz de percibir sonidos cuya intensidad es superior a 10-12 W/m2  y no soporta sonidos de intensidad superior a 1 W/m2.

Debido al enorme margen de intensidades audibles y a que la sensación sonora varía con la intensidad de modo no lineal, sino casi de modo logarítmico, se usa la escala logarítmica para describir el nivel de intensidad sonora. El nivel de intensidad b se mide en decibelios (dB) y se define:

b = 10 log ( I / Io )

donde I es la intensidad e I0 es un nivel arbitrario de referencia que se considera como el umbral de audición. I0 = 10-12 W/m2.

Nivel de intensidad de algunos sonidos comunes

 

b (dB)

 

b (dB)

Umbral de audición

0

Tráfico pesado

70

Respiración normal

10

Fábrica

80

Rumor de hojas

20

Camión pesado

90

Murmullo a 5 m

30

Tren suburbano

100

Biblioteca

40

Ruido de construcción

110

Oficina tranquila

50

Concierto de rock

120 (umbral de dolor)

Conversación normal

60

Martillo neumático

130

 

 

Sin embargo no es todo tan sencillo, la intensidad umbral depende de la frecuencia y por ello la sensación de volumen que produce un sonido de 100 dB no es la misma si el sonido es de 50Hz que si es de 2000Hz. Para corregir esto existe otro tipo de escala que en lugar de utilizar siempre el valor Io = 10-12 W/m2   utiliza el valor de intensidad umbral que corresponde a la frecuencia del sonido.

 

 S = 10 log ( I / I´o )   (este nivel de intensidad se mide en fon)

Donde la frecuencia umbral I´o depende de la frecuencia:

Frecuencia

40 Hz

100 Hz

1000 Hz

10000 Hz

I´o

 6.  10-7 W/m2

7.  10-9 W/m2

10-12 W/m2

8.  10-12 W/m2

 

 

No obstante, si no nos dicen nada y nos piden el nivel de intensidad entenderemos que nos lo piden en decibelios.

 

La dependencia del umbral de dolor y el umbral de audición de la frecuencia queda perfectamente reflejado en la siguiente gráfica:

 

 

Vemos como tanto el umbral de dolor como el umbral de audibilidad dependen de la frecuencia de la onda. No hay que fijarse demasiado en los valores numéricos exactos puesto que distintos autores dan valores distintos de intensidad umbral.

 

Muchas veces el sonido que percibimos es una mezcla de ondas sonoras de distintas frecuencias y distintas amplitudes, que sumadas unas con otras da lugar a lo que llamamos ruido, cuya representación gráfica es la de una onda sin forma: