Intensidad del sonido

LA INTESIDAD DEL SONIDO
La intensidad del sonido se define como la cantidad de energía (potencia acústica) que
atraviesa por segundo una superficie que contiene un sonido.
La intensidad del sonido corresponde al flujo de energía sonora por unidad de tiempo,
definición que nos puede recordar la definición de intensidad de corriente eléctrica.
Dicho de otro modo la intensidad del sonido es una medida de la amplitud de la
vibración.
Pero nuestro oído es un instrumento de medida con serias limitaciones fisiológicas, no
es capaz de escuchar por debajo de un determinado nivel, variables entre distintas
personas y con la edad, y a partir de un nivel demasiado alto, igualmente variable,
recibe sensación de dolor imposibilitando la audición.
Figura 2: Rango audible.
El nivel mínimo de sonido que una persona joven puede oír es de 10 -12 w/m 2,
aunque ya veremos que esta no será nuestra unidad de medida habitual.
Nuestro oído presenta otras "anomalías":
La respuesta a la intensidad sonora es de tipo logarítmico, para multiplicar por dos la
sensación no basta con doblar la potencia.
La respuesta a distintas frecuencias será igual con intensidades distintas.
Todo esto nos lo resume la siguiente gráfica:
Figura 3: Contornos de igual sonoridad.
Factores que determinan la intensidad del sonido
1.
La intensidad de un sonido depende de la amplitud del movimiento
vibratorio de la fuente que lo produce, pues cuanto mayor sea la amplitud de la
onda, mayor es la cantidad de energía (potencia acústica) que genera y, por
tanto, mayor es la intensidad del sonido.
2.
También depende de la superficie de dicha fuente sonora. El sonido
producido por un diapasón se refuerza cuando éste se coloca sobre una mesa
o sobre una caja de paredes delgadas que entran en vibración. El aumento de
la amplitud de la fuente y el de la superficie vibrante hacen que aumente
simultáneamente la energía cinética de la masa de aire que está en contacto
con ella; esta energía cinética aumenta, en efecto, con la masa de aire que se
pone en vibración y con su velocidad media (que es proporcional al cuadrado
de la amplitud).
3.
La intensidad de percepción de un sonido por el oído depende también
de su distancia a la fuente sonora. La energía vibratoria emitida por la fuente
se distribuye uniformemente en ondas esféricas cuya superficie aumenta
proporcionalmente al cuadrado de sus radios; la energía que recibe el oído es,
por consiguiente, una fracción de la energía total emitida por la fuente, tanto
menor cuanto más alejado está el oído. Esta intensidad disminuye 3dB cada
vez que se duplica la distancia a la que se encuentra la fuente sonora (ley de
la inversa del cuadrado). Para evitar este debilitamiento, se canalizan las
ondas por medio de un "tubo acústico" (portavoz) y se aumenta la superficie
receptora aplicando al oído una "trompeta acústica".
4.
Finalmente, la intensidad depende también de la naturaleza del medio
elástico interpuesto entre la fuente y el oído. Los medios no elásticos, como la
lana, el fieltro, etc., debilitan considerablemente los sonidos.
La intensidad del sonido que se percibe subjetivamente que es lo que se denomina
sonoridad y permite ordenar sonidos en una escala del más fuerte al más débil.
La intensidad de un sonido se mide en decibeles (dB). La escala corre entre el mínimo
sonido que el oído humano pueda detectar (que es denominado 0 dB), y el sonido más
fuerte (más de 180 dB), el ruido de un cohete durante el lanzamiento.
Los decibeles se miden logarítmicamente. Esto significa que la intensidad se
incrementa en unidades de 10; cada incremento es 10 veces mayor que el anterior.
Entonces, 20 decibeles es 10 veces la intensidad de 10 dB, y 30 dB es 100 veces más
intenso que 10 dB.
Un estudio reciente (año 2005) de la OMS arrojó que España es uno de los países con
mayor porcentaje de población expuesta a elevados niveles de ruido ambiental: uno de
cada cuatro españoles soporta niveles superiores a los 65 decibeles.
En la Unión Europea 80 millones de personas están expuestos diariamente a niveles
de ruido ambiental superiores a 65 dB y otros 170 millones lo están a niveles ente 5565 dB.
LOS DAÑOS
Los resultados de la misma investigación señalan que la contaminación acústica
constituye una seria amenaza para la salud y la calidad de vida de la población.
El ruido ocasiona enormes gastos sanitarios, sociales e industriales, y es el
responsable directo de miles de accidentes, del 1,5% de la pérdida de jornadas de
trabajo y de hasta el 20% de las consultas psiquiátricas.
Específicamente respecto de los efectos auditivos, una exposición prolongada a una
fuente de ruido puede producir sordera, perforaciones en el tímpano, desplazamiento
temporal del umbral de audición y el desplazamiento permanente del umbral de
audición.
Además del efecto sobre la audición, la exposición continuada a elevados niveles de
ruido puede provocar otros muchos efectos fisiológicos que afectan en particular al
sistema cardiovascular, respiratorio y digestivo.
Se ha observado que las madres embarazadas que han estado desde comienzos de
su embarazo en zonas muy ruidosas, tienen niños que no sufren alteraciones, pero si
la exposición ocurre después de los 5 meses de gestación, después del parto los niños
no soportan el ruido, lloran cuando lo sienten y al nacer tienen un tamaño inferior al
normal.
A más de 60 dB se produce dilatación de las pupilas y parpadeo acelerado, agitación
respiratoria, aceleración del pulso y taquicardias, aumento de la presión arterial, dolor
de cabeza, menor irrigación sanguínea y mayor actividad muscular (los músculos se
ponen tensos y dolorosos, sobre todo los del cuello y espalda).
A más de 85 dB se produce secreción gástrica, gastritis o colitis; aumento del
colesterol y de los triglicéridos, con el consiguiente riesgo cardiovascular. En enfermos
con problemas cardiovasculares, arteriosclerosis, problemas coronarios e incluso
infartos. Aumenta la glucosa en la sangre, y en los enfermos de diabetes esto puede
ocasionar estados de coma y hasta la muerte.
Respecto a los efectos psicológicos derivados de la exposición al ruido, el más común
es el de molestia. Esta reacción psicológica tiene su origen, entre otras causas, en las
múltiples interferencias que provoca el ruido en las diversas actividades del hombre,
como la comunicación y el sueño (insomnio), lo que a su vez puede provocar
accidentes causados por la incapacidad de oír llamados de advertencia u otras
indicaciones.
Además de impedir el descanso adecuado, el ruido puede afectar negativamente a la
capacidad de atención y concentración, dificultando el aprendizaje y disminuyendo el
rendimiento. Asimismo, puede producir alteraciones en la conducta que,
momentáneamente, puede hacerse más irritable e incluso agresiva.
Otros efectos: fatiga, estrés, depresión, ansiedad, histeria y neurosis, aislamiento
social. Y todos los efectos psicológicos están íntimamente relacionados, por ejemplo:
el aislamiento conduce a la depresión. El insomnio produce fatiga. La fatiga, falta de
concentración. La falta de concentración conduce a la poca productividad, y la falta de
productividad al estrés.
Tabla de intensidades sonoras
Escala
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Umbral de la audición
Respiración normal
Hojas arrastradas por la brisa
Cinematógrafo vacío
Barrio residencial de noche
Restauran tranquilo
Conversación entre dos personas
Tráfico intenso
Aspirador de polvo
Agua al pie de la Cataratas de Niagara
Tren subterráneo
120
130
140
160
175
Avión de hélice al despegar
Ametralladora de cerca
Jet Militar al despegar
Túnel aerodinámico
Futuros cohetes espaciales