El decibelio (dB) es la unidad más utilizada para medir niveles de sonido, potencia y presión acústica. Debido a la amplia gama de valores que puede abarcar el sonido, el decibelio se basa en una escala logarítmica, lo que permite representar de manera compacta grandes variaciones de amplitud o intensidad.
¿Qué es el decibelio?
El decibelio es una unidad relativa que mide la relación entre dos valores de potencia, presión o intensidad. No es una unidad de medida absoluta, sino que siempre se usa para comparar una magnitud con otra. El dB es útil porque el oído humano responde de manera no lineal a los cambios en la intensidad del sonido, y la escala logarítmica refleja esa percepción.
La fórmula para calcular el nivel en decibelios de una magnitud es:
\(L_{\text{dB}} = 10 \cdot \log_{10} \left( \frac{p}{p_{\text{ref}}} \right)\)
- \( L_{\text{dB}} \) es el nivel en decibelios.
- \( p \) es la magnitud medida (por ejemplo, potencia, presión acústica, etc.).
- \( p_{\text{ref}} \) es el valor de referencia con el que se compara (por ejemplo, 20 μPa20 \, \mu Pa20μPa para presión acústica en aire).
En el caso de la presión acústica, también se puede aplicar una fórmula similar para medir el nivel de presión sonora (Sound Pressure Level, SPL).
\( L_{\text{SPL}} = 20 \cdot \log_{10} \left( \frac{p}{p_{\text{ref}}} \right) \)
- \( p \) es la presión acústica medida (en pascales, Pa).
- \( p_{\text{ref}} \) es la presión de referencia, generalmente 20 μPa en el aire, correspondiente al umbral de audición humana.
Si la presión acústica se duplica, el nivel de presión sonora aumenta en 6 dB, lo que indica que la percepción del sonido se ha vuelto significativamente más fuerte.
Relación entre decibelios y potencia
Cuando se habla de potencia en el contexto del sonido, la relación en decibelios se expresa de la siguiente manera:
\(L_{\text{dB}} = 10 \cdot \log_{10} \left( \frac{p}{p_{\text{ref}}} \right)\)
Aquí, la potencia \( p \) es una cantidad relacionada con la cantidad de energía transportada por la onda sonora, y se mide en vatios (W). A mayor potencia, mayor será el nivel en decibelios, así que si la potencia se duplica, el nivel en decibelios aumentará en 3 dB.
Por ejemplo, si una fuente sonora tiene una potencia de 2 W y el valor de referencia es 1 W, el nivel de sonido sería:
\( L_{\text{dB}} = 10 \cdot \log_{10}(2) = 3.01 \, \text{dB} \)
Escala logarítmica
La escala logarítmica es fundamental en el uso del decibelio (dB) para medir el sonido porque nuestro sistema auditivo no responde de forma lineal a las variaciones de intensidad sonora.
Esto significa que una duplicación de la energía sonora no se percibe como el doble de volumen. En su lugar, el oído humano percibe los cambios en el sonido de manera proporcional, lo que hace que los incrementos en intensidad se sientan de manera más gradual.
En el caso de los decibelios:
-
Cada incremento de 10 dB representa un aumento 10 veces mayor en intensidad física (potencia sonora).
-
Cada incremento de 20 dB equivale a un aumento de 100 veces en intensidad.
Esto facilita la medición y la interpretación de grandes rangos de sonido, como las variaciones de volumen que se experimentan en entornos muy silenciosos y ruidosos.
Después de explorar cómo el decibelio nos ayuda a medir la intensidad del sonido, pasamos a un concepto diferente pero igualmente crucial: la fase. La fase describe el posicionamiento de las ondas sonoras en el tiempo, afectando cómo interactúan entre sí.