El sonido es una vibración mecánica de las partículas del aire, que en contacto con el tímpano se transmite al oído. A través del oído interno y el nervio auditivo, nuestro cerebro interpreta dichas vibraciones, que es lo que oímos.
La vibración de una partícula significa que ésta se mueve en las proximidades de su posición original, y pasada dicha vibración vuelve a su posición original. Los movimientos de las partículas de aire son longitudinales, en la dirección de avance del sonido. Si tenemos una superficie que vibra, como puede ser un altavoz, la vibración se transmite a las partículas de aire que están en contacto con la superficie, empujándolas hacia adelante y hacia atrás, éstas a su vez empujan a las siguientes, y cuando las primeras se retraen (vuelven hacia atrás), las segundas también, de esta manera se va transmitiendo la onda por el aire.
Tomando la definición de sonido como aquello que el oído humano es capaz de percibir, habría que limitarlo a las vibraciones de frecuencias comprendidas entre los 20 y los 20.000 Hz (hertzios = ciclos completos en un segundo). De esta manera llamaríamos infrasonidos a los sonidos por debajo de este umbral, y ultrasonidos a los que están por encima.
Medición del sonido
Las perturbaciones creadas por las vibraciones sobre el estado de reposo inicial de las partículas de aire, se traducen en vibraciones muy pequeñas de presión. Las partículas de aire se acercan y alejan con las vibraciones, es decir, se comprimen y descomprimen. Esta variación de presión es lo que se mide.
La unidad de medida de presión es el Pascal (Pa), no obstante, trabajar con pascales obliga a tratar con unidades muy pequeñas, es por ello que se utiliza otra medida relativa denominada Nivel de Presión Sonora (NPS), la cual se mide en decibelios (dB). El NPS en dB es el resultado de la siguiente operación matemática.
20 x log10 (presión / pref)
Siendo pref la presión de referencia = 20 x 10-6 Pa. La presión de referencia es la misma que puede detectar el oído humano medio, con lo que si tenemos un NPS de 0dB, decimos que hay silencio. En términos de habla inglesa, las referencias NPS se encuentran como SPL (Sound Pressure Level), y por influencia, también en documentación de habla hispana se suelen encontrar datos en dB SPL.
Valores medios del SPL
Unos valores medios del SPL son los siguientes:
- 25 dB NPS en un dormitorio urbano
- 57 dB NPS en conversación normal
- 64 dB NPS en conversación de tono elevado
- 85 dB NPS durante un grito
- 115 dB NPS en una discoteca
- 130 dB NPS es el umbral de dolor