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LECCIÓN 13

¿Qué es un decibel?

Explicamos por qué expresamos en decibeles el enorme rango de presiones del oído. Con ejemplos resueltos, aprendemos la lógica de las proporciones y los logaritmos, la fórmula de 10 log para la intensidad y la de 20 log para la presión, la referencia de 20 micropascales y la diferencia entre dB SPL, dB HL y dB SL.

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Hola, y bienvenidos a la Academia de Audiología AIHEAR.
En audiología, casi todos los números vienen con la misma unidad: el decibel.
En esta lección veremos por qué el decibel es logarítmico, cómo se calcula y qué significa cero decibeles.
El oído humano puede detectar un rango de presiones increíblemente amplio.
El sonido más débil que podemos oír cerca de mil hertz corresponde a un cambio de presión de unos veinte micropascales.
Los sonidos muy fuertes y molestos están en unos veinte pascales o más.
Así, entre el sonido más débil y uno muy fuerte, la presión varía en un factor de alrededor de un millón.
En términos de intensidad, es decir, de energía, esta diferencia llega a un factor de alrededor de un billón.
Si dibujáramos este rango en una regla con el sonido más débil como un milímetro, el más fuerte mediría un kilómetro.
Trabajar con números tan grandes no es práctico en la clínica; el decibel resuelve este problema.
Recordemos: la amplitud de una onda sonora es el tamaño del cambio de presión en el aire.
Estos diminutos cambios de presión son los que mueven la membrana timpánica, o tímpano.
La presión sonora se mide en pascales.
La intensidad sonora es la potencia que atraviesa una unidad de área y se expresa en vatios por metro cuadrado.
Hay una relación importante: la intensidad es proporcional al cuadrado de la presión sonora.
Si la presión se duplica, la intensidad se cuadruplica; enseguida esto explicará por qué las fórmulas son distintas.
El decibel se basa en dos ideas: el logaritmo y la proporción.
El logaritmo en base diez indica cuántos dieces debemos multiplicar entre sí para llegar a un número: dos para cien, tres para mil.
En otras palabras, el logaritmo reduce un número grande a la cantidad de ceros que contiene.
Así, una proporción de un millón se convierte en un número de solo seis unidades.
Los logaritmos también convierten la multiplicación en suma, lo que facilita los cálculos con decibeles.
La segunda idea es la proporción: un decibel no es una cantidad absoluta, sino la razón entre un valor medido y un valor de referencia.
El logaritmo de una proporción de intensidad se llama bel; la unidad lleva el nombre de Alexander Graham Bell.
Sin embargo, el bel es una unidad demasiado grande para el uso diario.
Por eso usamos el decibel, que es la décima parte de un bel.
El decibel se abrevia dB: una d minúscula y una B mayúscula.
Un bel corresponde a una proporción de diez en intensidad.
Un bel equivale a diez decibeles; de aquí viene el factor diez de la fórmula de intensidad.
El nivel de intensidad es diez veces el logaritmo de la razón entre la intensidad medida y la intensidad de referencia.
Esto se llama nivel de intensidad, o IL por su sigla en inglés.
La intensidad de referencia es diez elevado a menos doce vatios por metro cuadrado, que corresponde más o menos al umbral auditivo.
Cuando la intensidad se duplica, el nivel sube unos tres decibeles.
Cuando la intensidad aumenta diez veces, el nivel sube exactamente diez decibeles.
Por ejemplo, cien veces la intensidad significa veinte decibeles, y mil veces significa treinta decibeles.
Los micrófonos miden presión, no intensidad; por eso en la clínica se usa sobre todo el nivel de presión sonora.
El nivel de presión sonora, o SPL, se calcula a partir de la razón entre la presión medida y veinte micropascales.
Aquí el factor es veinte, porque la intensidad es proporcional a la presión al cuadrado, y el logaritmo de un cuadrado es el doble del logaritmo.
Así, cuando la presión se duplica, el nivel sube unos seis decibeles.
Cuando la presión aumenta diez veces, el nivel sube veinte decibeles.
Aunque las fórmulas de intensidad y de presión se ven distintas, dan el mismo valor en decibeles para un mismo sonido.
Si la presión es igual a la referencia, la razón es uno y su logaritmo es cero; así, veinte micropascales son cero dB SPL.
Si la presión aumenta diez veces, a doscientos micropascales, el logaritmo es uno y el nivel es de veinte dB SPL.
Cero coma cero dos pascales es mil veces la referencia; el logaritmo es tres y el resultado, sesenta dB SPL.
Dos pascales es cien mil veces la referencia; el logaritmo es cinco y el resultado, cien dB SPL.
Veinte pascales es un millón de veces la referencia y equivale a ciento veinte dB SPL.
Como ven, un rango de un millón cabe en una escala cómoda de cero a ciento veinte.
A veces necesitamos ir al revés: averiguar cuántos pascales representa un valor en decibeles.
Por ejemplo, para cuarenta dB SPL, primero dividimos cuarenta por veinte y obtenemos dos.
Luego elevamos diez a la potencia dos, que da cien; así, la presión es cien veces la referencia.
Al multiplicar cien por veinte micropascales obtenemos dos mil micropascales, o cero coma cero cero dos pascales.
Para el nivel de intensidad hacemos lo mismo, pero dividimos por diez en lugar de veinte.
Este cálculo inverso es útil para interpretar valores de calibración y salidas de los equipos.
Cero dB SPL no significa que no haya sonido; solo indica que la presión es igual al valor de referencia.
La referencia se eligió para coincidir con el umbral aproximado de oídos jóvenes y sanos cerca de mil hertz.
Las presiones por debajo de la referencia dan valores negativos en decibeles; por ejemplo, menos cinco dB SPL es una medición con sentido.
De hecho, los oídos jóvenes y sanos pueden responder en algunas frecuencias incluso a sonidos por debajo de la referencia.
Por eso, un valor en decibeles por sí solo no significa nada; siempre debe indicarse la referencia con la que se midió.
Por esta razón, la audiología usa distintas escalas, como dB SPL, dB HL y dB SL.
El dB SPL es una escala física, y su referencia son veinte micropascales.
El dB HL es el nivel de audición; su referencia es el umbral promedio de adultos jóvenes con audición normal en cada frecuencia.
Como el oído no es igual de sensible en todas las frecuencias, cero dB HL corresponde a un valor distinto de dB SPL en cada frecuencia.
Esta diferencia es mayor en las frecuencias graves, y es lo que mantiene plana la línea de cero del audiograma.
El dB SL es el nivel de sensación; nos dice cuánto por encima del umbral propio de la persona estamos.
Por ejemplo, si el umbral de una persona es de treinta dB HL y presentamos un sonido de setenta dB HL, eso es cuarenta dB SL.
En audiología, los decibeles están en todas partes; los umbrales del audiograma se escriben en dB HL.
La calibración del audiómetro y las mediciones de otoemisiones acústicas, u OEA, se expresan en dB SPL.
En algunas pruebas supraumbrales, el nivel del estímulo se fija respecto del umbral de la persona, en dB SL.
Las mediciones de ruido usan la ponderación A, que imita la sensibilidad del oído según la frecuencia, y se escriben en dBA.
Es un buen hábito revisar en qué escala está escrito cada valor en decibeles de un informe.
Ubiquemos ahora sonidos cotidianos en esta escala; los valores son aproximados y dependen de la distancia de medición.
Un susurro ronda los treinta dB SPL.
El habla normal a un metro de distancia ronda los sesenta dB SPL.
El tráfico intenso ronda los ochenta y cinco, y un concierto de rock puede llegar a entre cien y ciento diez dB SPL.
Los sonidos de unos ciento treinta dB SPL o más pueden causar sensación de dolor en el oído.
Una diferencia de ochenta decibeles, como entre un susurro y un concierto, es una diferencia de diez mil veces en presión.
Nuestra percepción de la sonoridad también funciona en una escala comprimida, por eso el decibel es una escala cercana a la percepción.
Como regla general, un aumento de unos diez decibeles hace que un sonido parezca más o menos el doble de fuerte.
Sin embargo, diez decibeles significan un aumento de diez veces en la intensidad.
Los cambios de alrededor de un decibel son difíciles de notar en la mayoría de las condiciones.
Un aumento de tres decibeles puede parecer pequeño, pero significa que la energía sonora se duplicó.
Volviendo a la regla de la sonoridad: para que un sonido parezca la mitad de fuerte, hace falta una caída de unos diez decibeles.
Un dato muy útil en la clínica y en la orientación: los decibeles no se suman directamente.
Dos fuentes sonoras iguales de sesenta decibeles juntas dan unos sesenta y tres decibeles, no ciento veinte.
Por eso, según muchos criterios de salud ocupacional, tres decibeles más de ruido reducen a la mitad el tiempo de exposición seguro.
Usar esta regla simple es muy eficaz cuando se explica a alguien el riesgo del ruido.
El decibel es la expresión logarítmica de la razón entre un valor medido y un valor de referencia.
Usamos diez log para la intensidad y veinte log para la presión; las dos fórmulas dan el mismo resultado.
Cero dB SPL no es silencio; es la presión de referencia de veinte micropascales.
El dB SPL, el dB HL y el dB SL se basan en referencias distintas, y siempre debe indicarse cuál se usó.
Pon a prueba lo aprendido: si la presión sonora aumenta diez veces, ¿cuántos decibeles sube el nivel de presión sonora?
La respuesta correcta es la D, veinte decibeles. Para la presión usamos veinte log, y el logaritmo de diez es uno.
En la próxima lección practicaremos cómo sumar decibeles y cómo la distancia cambia el nivel sonoro.
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