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Una escala que multiplica
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El sonido más suave que puede oír un oído joven y sano y un motor de avión de cerca difieren en presión por un factor de millones y en intensidad por un factor de un millón de millones de millones. Escribir números así es incómodo, así que los comprimimos con un logaritmo. El resultado es el decibelio (dB).
Para la intensidad I (potencia por metro cuadrado): L = 10 × log₁₀(I / I₀), con la referencia I₀ = 10⁻¹² W/m².
Para la presión p: L = 20 × log₁₀(p / p₀), con la referencia p₀ = 20 micropascales (20 µPa). Compara eso con la presión del aire a tu alrededor, unos 101.325 Pa: el sonido audible más suave es solo unas dos partes en diez mil millones de eso. Un sonido de 1 pascal es unos 94 dB, y 20 Pa es unos 120 dB.
Solo necesitas dos reglas generales:
0 dB no es silencio. Es la referencia cerca del umbral de audición. Las salas muy silenciosas pueden tener niveles negativos.
Niveles típicos (redondeados, ponderación A, de fuentes de salud pública; los valores reales varían mucho):
dB(A). El oído no es igualmente sensible a todas las frecuencias, por lo que los medidores de ruido pueden aplicar una ponderación A que reduce las frecuencias bajas y muy altas de la manera en que lo hace el oído. Un número escrito como dBA o dB(A) está ponderado de esa manera. Los límites de salud para el ruido se dan en dBA.
¿Qué tan fuerte suena? Nuestra sensación de volumen también es aproximadamente logarítmica. Como regla general, +10 dB suena aproximadamente el doble de fuerte, aunque la intensidad sea 10 veces mayor. Un concierto a 100 dB tiene un millón de veces la intensidad de una sala a 40 dB, y según la regla general suena unas 64 veces más fuerte (seis duplicaciones).
Suma de decibelios. Los decibelios no se suman como números ordinarios, porque son logaritmos. Suma las intensidades y luego convierte de vuelta. Dos sonidos iguales de 60 dB cada uno dan 63 dB, no 120 dB: el doble de intensidad es solo +3 dB. Diez fuentes iguales suman 10 dB. Un sonido de 60 dB junto a uno de 70 dB da aproximadamente 70.4 dB: el más fuerte enmascara al más débil.
Seguridad auditiva. El sonido fuerte puede dañar las pequeñas células ciliadas del oído interno, y el daño es permanente. Lo importante es el nivel y el tiempo juntos. El instituto estadounidense NIOSH recomienda un límite de 85 dBA promediado sobre 8 horas. Por cada 3 dB más, el tiempo seguro se reduce a la mitad (esto se llama tasa de intercambio de 3 dB; la Organización Mundial de la Salud da la misma orientación de 85 dB, 8 horas para una escucha segura):
Estos son límites superiores para todo el día, no objetivos: cuanto más bajo, mejor, y los sonidos que escuchas a lo largo del día se acumulan. Muchos auriculares y teléfonos pueden reproducir por encima de 100 dB, por lo que el volumen importa. Una comprobación sencilla: si no puedes oír a alguien hablando a un brazo de distancia, o si tienes que gritar para ser oído, el sonido probablemente supera los 85 dB. Los tapones para oídos diseñados para música reducen el nivel sin amortiguarlo.
Un sonido pasa de 70 dB a 80 dB. ¿Cuántas veces es mayor su intensidad?
Dos altavoces producen cada uno 60 dB en tu asiento y no están relacionados (no están en fase). ¿Cuál es el nivel total?
NIOSH recomienda 85 dBA durante 8 horas. ¿Durante cuánto tiempo puede exponerse la misma persona a 91 dBA?
¿Por qué es útil la escala de decibelios para el sonido?