domingo, 14 de julio de 2013

¿Cómo medimos el sonido? El decibel.


Las palabras claves que vamos a utilizar de aquí en adelante son: relación y referencia.

La unidad que utilizamos para medir el sonido es el DB. El principio del DB es prácticamente filosófico, el DB tiene su valor únicamente como relación entre dos cosas, el DB no tiene un valor absoluto sino que únicamente sirve para comparar dos magnitudes o sonidos. Sabemos que un sistema de sonido de un gran estadio suena “más fuerte” que nuestro equipo de música, pero ¿exactamente cuánto?.

El DB es la respuesta a esa pregunta.


Hay muchos tipos de Decibeles, DBspl, DBu, DbV, DB a secas, y una larga lista de etc. La diferencia entre todos estos “dbs” son los valores de referencia que utilizan.

Vayamos de a poco y no se asusten con esto que les voy a decir, pero probablemente necesiten una calculadora, chan!!!

El oído humano tiene una sensibilidad, digamos, no lineal, no aritmética, sino exponencial. Para percibir ascensos o descensos sensitivos iguales (en porteño, cambios en el volumen de lo que escuchamos), necesita un aumento exponencial en el nivel de la fuente sonora (como veremos en próximas entregas, esto se aplica tanto al nivel de presión sonora como al timbre).

Pongamos un ejemplo: supongamos que estamos escuchando música en MONO por 1 parlante. Muy bien, ahora supongamos que encendemos otro parlante igual y que reproduce la misma música al mismo nivel que el anterior. Sin ningún tipo de dudas podríamos afirmar que sentimos un aumento en el volumen de la música, y si lo llevamos un poco más allá, podríamos arriesgar que ahora escuchamosel doble de fuerte” que antes. Ahora vamos a suponer que encendemos un tercer parlante con las mismas características. ¿Sentimos que el nivel del audio cambió tanto como cuando pasamos de 1 parlante a 2?.

Lo cierto es que no, y esto es por esa “sensibilidad exponencial” que tienen nuestros oídos.
Para igualar la sensación de aumento de volumen que tuvimos cuando pasamos de 1 parlante a 2, tendríamos que encender siempre el doble de cantidad de parlantes. O sea que si tenemos 2 parlantes, tendríamos que encender otros 2, pero si ahora que tenemos  4 queremos tener una sensación de aumento de volumen similar, tendríamos que encender 4 parlantes más y luego 8 y luego 16!! Y así podemos llegar hasta que los tímpanos nos estallen.

La relación entre el nivel de presión sonora más débil que podemos escuchar y la del umbral de dolor de nuestro oído es de 5 millones!!!!

Debido a estos saltos en el nivel de presión sonora que necesitan nuestros oídos para experimentar aumentos o descensos de volumen y la necesidad de tener referencias es que se utiliza la herramienta del Decibel.

La referencia es lo que se utiliza para comparar un sonido con otro.

Otro ejemplo: es posible encontrar  muchas consolas mezcladoras (mixer) que usen para su escala el valor +4 DBu como referencia. Aquí el nivel es eléctrico y está expresado en Volts  (aproximadamente 0.775v). El nivel de referencia siempre es considerado 0 DB.  Esto quiere decir que cuando una señal de 0.775 volts entra a la consola (o lo que es lo mismo +4DBu), ésta marcará 0DB.

O sea, que si ven que una consola dice 0 DB, no es que no hay sonido, sino que la señal y el nivel de referencia son el mismo!!!!.
0 DB es equivalente a decir que la señal a medir tiene el mismo valor  que el valor de referencia.

Cuando se suman dos señales del mismo valor, o sea, cuando decimos que se escucha el doble de fuerte, se dice que la señal aumentó 3 DB.
Pero ojo! que si lo que se está sumando son niveles eléctricos o de presión sonora expresados en DB (dbu, dbV, dbspl) el resultado de sumar 2 señales iguales será 6 DB!

O sea que la suma de 0db + 0 db no es 0db!!!!!!!!!!!!!!


MATEMÁTICAS!!!!!!!!!!!!!!!!!!

Y si, lo siento mucho, la única forma de comparar volúmenes y señales es a través de los decibeles, y eso sólo se puede hacer con los logaritmos.
La cuenta no es difícil:
    •     Si el nivel es de presión sonora o niveles eléctricos será: 20 log (nivel a comparar/ nivel de referencia).
    •     Y si es de potencia (o sea Watts) la fórmula es 10 log (nivel a comparar/nivel de referencia).

Pasado al castellano, lo que quiere decir todo esto es que, debido a las cualidades de nuestro oído, no importa si estamos con 1 parlante o 10.000, si queremos tener un aumento en la sensación de volumen siempre equivalente, tendremos que mantener constante la relación entre las magnitudes. En el caso de los parlantes, para mantener la sensación de aumento del doble de volumen, debemos mantener el resultado de nuestra relación siempre en 2. Siendo que el logaritmo de 2 es 0.3, que multiplicado por 10 nos da como resultado los bien amados 3 DB.

Pero si decimos que un nivel es 3 DB, 20 DB o 20.000 DB más grande o más chico que otro, eso nos da una idea de las proporciones pero no nos dice nada si no tenemos una referencia, si no sabemos con qué lo estamos comparando.

CURIOSIDADES

  • ¿Se dieron cuenta de que los faders, en su nivel más bajo, dicen -? Esto es porque el logaritmo de 0 no existe!!! Sería algo así como que matemáticamente no existe el silencio absoluto (siempre y cuando el sonido tenga un medio).
  •  En los programas de audio el 0 DB no es la referencia sino que se le dice “full scale” (0 DBfs) y es el límite de nivel que permite el audio digital. No hay nada por encima del 0 DBfs.
  • Tradicionalmente se dice que el  nivel óptimo de trabajo de una mixer es su 0 DB.         
  • Cuando sumamos DBs existe una regla muy simple para tener el resultado: si los valores difieren por 1 DB, se le  suma 3 DB al número más alto. Si los valores difieren por 2 o 3 DB, se le suma 2 DB al valor más alto. Si los valores difieren de 4 a 8 DBs, se le suma 1 DB al valor más alto. Y si difieren en 9 DBs o más, el resultado de la suma es el valor más alto. El mismo método se le aplica a la resta, pero obviamente, restando.
  • El nivel de una conversación normal es aproximadamente 50 DB menor que el volumen de la música que suena en las discotecas!!! Algo así como tener 6359114098,21 personas diciéndote lo mismo al mismo tiempo.
  • El zumbido que escuchás cuando salís de un recital o una discoteca se llama acúfeno y son las frecuencias que tu oído perdió debido a los altos niveles sonoros.
  • La pérdida de audición es permanente.
  • Los acúfenos pueden ser permanentes.


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