Niveles de sensación

La intensidad del sonido audible va desde aquel que produce sobre la membrana del tímpano una presión de 2.10-5 Newton/m2 (sonido mínimo audible; I = 10-12 Watt/m2) hasta el que produce presiones de 28 Newton/m2 (sonido máximo tolerable; I = 102 Watt/m2) (ver cuadro sgte).

- Lo anterior es válido para una frecuencia de 1.000 ciclos/segundo. Por debajo del mínimo audible no hay sensación alguna. Por encima del máximo tolerable la sensación auditiva da paso a la sensación dolorosa.

- Esta gran amplitud del rango audible no se refleja en la respuesta del mecanismo de la audición, lo que se debe a la no linealidad del oído. La sensación que se percibe ante un sonido depende del nivel previo de estimulación: el tic-tac de un reloj es perfectamente audible en un ambiente silencioso pero pasa completamente desapercibido si el ruido de fondo es elevado.

Tabla 6.2:Niveles de intensidad sonora de algunas fuentes:

Física - Biofísica, sonido, Niveles de intensidad sonora de algunas fuentes

La sensación percibida ante la variación de la intensidad de un sonido sigue aproximadamente la relación:

Nivel de sensación = h1- h2 = log I1 - log I2 = log(I1/I2)

Donde:

h1: Sensación producida por I1

h2: Sensación producida por I2

Debido a ello se ha creado una unidad relativa de intensidad que se define con respecto a la intensidad del sonido mínimo audible, en promedio, a 1000 ciclos/segundo. La intensidad relativa de un sonido en decibeles está dada entonces por:

h (en decibeles) = 10 . log (I1 / I0)

Donde:

I: Intensidad del sonido considerado (Watts/m2)

I0= 10-12 Watts/m2

Del mismo modo se puede determinar la diferencia en decibeles entre dos sonidos cualquiera. La intensidad relativa h en decibeles se puede asimismo calcular a partir de las relaciones en las presiones aplicadas (presiones acústicas). En este caso:

h (en decibeles) = 20 log (P1 / P0)

Donde:

P1: Presión del sonido considerado (N/m2)

P2: 2 . 10-5 N/m2

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- Analizaremos aquí la utilización de los ultrasonidos por su capacidad de liberar en los tejidos.  Se denomina ultrasonido a las vibraciones mecánicas propagadas en los medios elásticos que tienen una frecuencia mayor al límite audible (20.000 c/s).

- El sonido, onda mecánica transmitida por vía aérea, hace vibrar la membrana timpánica. Este movimiento oscilatorio se transmite a la ventana oval por la cadena ósea situada en el oído medio.

- La palanca formada por los huesillos aumenta la fuerza del movimiento transmitido al tímpano en un 30%.

La audiometría consiste en la determinación de los umbrales de sensibilidad auditiva de un individuo para las distintas frecuencias (espectro audible). Para ello se considera un sonido como cero decibel cuando tiene la intensidad del mínimo audible para la mayoría de la población a 1000 c/s (10-12 Watt/m2).

Las intensidades que puede captar el oído humano varían entre I0-12 W/m2 y 1 W/m2 (un factor enorme de 1012). El oído humano percibe la intensidad de un sonido como una sensación subjetiva de sonoridad. Sin embargo, si la intensidad se duplica, la sonoridad no se incrementa por un factor de 2. Experimentos realizados por vez primera por A. G. Bell mostraron que para duplicar la sonoridad, la intensidad del sonido debe aumentarse aproximadamente en un factor de 10.

- La distancia a la que se puede oír un sonido depende de su intensidad, que es el flujo medio de energía por unidad de área perpendicular a la dirección de propagación.

- La amplitud de una onda de sonido es el grado de movimiento de las moléculas de aire en la onda, que corresponde a la intensidad del enrarecimiento y compresión que la acompañan.  Cuanto mayor es la amplitud de la onda, más intensamente golpean las moléculas el tímpano y más fuerte es el sonido percibido, (ver Figura 6.3.).

- Existen distintos métodos para producir sonido de una frecuencia deseada. Por ejemplo, un sonido de 440 Hz puede crearse alimentando un altavoz con un oscilador sintonizado a esa frecuencia. También puede interrumpirse un chorro de aire mediante una rueda dentada con 44 dientes que gire a 10 revoluciones por segundo; este método se emplea en las sirenas, (ver Figura 6.2.).