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Uma escala que multiplica
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O som mais baixo que um ouvido jovem e saudável consegue ouvir e o som de um motor a jato de perto diferem na pressão por um fator de milhões e na intensidade por um fator de um milhão de milhões de milhões. Escrever números assim é complicado, então os compactamos com um logaritmo. O resultado é o decibel (dB).
Para a intensidade I (potência por metro quadrado): L = 10 × log₁₀(I / I₀), com a referência I₀ = 10⁻¹² W/m².
Para a pressão p: L = 20 × log₁₀(p / p₀), com a referência p₀ = 20 micropascals (20 µPa). Compare isso com a pressão do ar ao seu redor, de cerca de 101.325 Pa: o som audível mais baixo corresponde a apenas cerca de duas partes em dez bilhões disso. Um som de 1 pascal equivale a cerca de 94 dB, e 20 Pa equivalem a cerca de 120 dB.
Você só precisa de duas regras práticas:
0 dB não significa silêncio. É a referência próxima do limiar da audição. Salas muito silenciosas podem ter níveis negativos.
Níveis típicos (arredondados, ponderados em A, com base em fontes de saúde pública; os valores reais variam bastante):
dB(A). O ouvido não é igualmente sensível a todas as frequências, então os medidores de ruído podem aplicar uma ponderação A, que reduz as frequências baixas e as muito altas da mesma forma que o ouvido. Um número escrito como dBA ou dB(A) foi ponderado dessa maneira. Os limites de saúde para ruído são dados em dBA.
Qual é a sensação de volume? Nossa percepção de volume também é aproximadamente logarítmica. Como regra geral, +10 dB parece ter o dobro do volume, embora a intensidade seja 10 vezes maior. Um show a 100 dB tem uma intensidade um milhão de vezes maior que a de uma sala a 40 dB e, pela regra geral, parece ter cerca de 64 vezes o volume (seis duplicações).
Somando decibéis. Decibéis não são somados como números comuns, porque são logaritmos. Some as intensidades e depois converta o resultado de volta. Dois sons iguais de 60 dB cada resultam em 63 dB, não 120 dB: o dobro da intensidade representa apenas +3 dB. Dez fontes iguais acrescentam 10 dB. Um som de 60 dB ao lado de um som de 70 dB resulta em cerca de 70,4 dB: o som mais alto encobre o mais baixo.
Segurança auditiva. Sons altos podem danificar as minúsculas células ciliadas do ouvido interno, e o dano é permanente. O que importa é o nível e o tempo juntos. O instituto americano NIOSH recomenda um limite de 85 dBA em média ao longo de 8 horas. Para cada 3 dB a mais, o tempo seguro é reduzido pela metade (isso é chamado de taxa de troca de 3 dB; a Organização Mundial da Saúde dá a mesma orientação de 85 dB por 8 horas para escuta segura):
Estes são limites máximos para um dia inteiro, não metas: quanto mais silencioso, melhor, e os sons que você ouve ao longo do dia vão se acumulando. Muitos fones de ouvido e celulares podem reproduzir sons acima de 100 dB, então o volume é importante. Uma verificação simples: se você não consegue ouvir alguém falando à distância de um braço, ou precisa gritar para ser ouvido, o som provavelmente está acima de 85 dB. Protetores auriculares feitos para música reduzem o nível sem abafá-la.
Um som passa de 70 dB para 80 dB. Quantas vezes maior fica a intensidade?
Dois alto-falantes produzem 60 dB cada um na sua posição e não são correlacionados (não estão em fase). Qual é o nível total?
O NIOSH recomenda 85 dBA por 8 horas. Por quanto tempo a mesma pessoa pode ficar exposta a 91 dBA?
Por que a escala de decibéis é útil para o som?