Nivel de intensidad sonora

[gL.edu] Este artículo recoge contribuciones de José Manuel Tacero, Iván Gijón, Pablo Arrieta, elaboradas en el contexto de la Clarificación conceptual en torno a los Sistemas de transmisión, bajo la supervisión de J.M. Díaz Nafría.

Observaciones del docente: Este artículo requiere las mejoras indicadas a continuación: En el borrador Draft:Nivel de intensidad se ha añadido contenido que podría servir para completar este artículo, aunque debe articularse adecuadamente con el contenido ya existente.

Definiciones

Figura: Niveles ambientales de intensidad sonora (Fuente: La Patria)

El nivel de intensidad sonora expresa la intensidad sonora en forma decibélica, referida al umbral de audición de un oído estándar a 1 KHz:

$L_{i}=10\log _{10}\left({\frac {I}{10^{-12}{\text{W/m}}^{2}}}\right)$

Donde la intensidad sonora, I, se relaciona con la presión acústica a través de la impedancia acústica, que en condiciones normales de presión y temperatura es de 400 Rayls:

$I=P^{2}/Z$

Por tanto, en condiciones normales, la presión que corresponde al umbral estándar de audición a 1 KHz es de: $2\cdot 10^{-5}$ [Pa]. Y ésta es la referencia que se usa para el nivel de presión acústica, que, siempre que la impedancia acústica sea de 400 Rayls, coincidirá con el nivel de intensidad sonora.

$L_{p}=20\log _{10}\left({\frac {P}{2\cdot 10^{-5}{\text{Pa}}}}\right)$

Como se ha indicado en el artículo sobre sonoridad, no debe confundirse los niveles de intensidad sonora y de presión acústica, que reflejan medidas objetivas, con la sonoridad, que trata de reflejar la sensación de intensidad sonora de carácter subjetivo recurriendo a modelos estandarizados de respuesta psicoacústica.

Código

Las siguientes funciones permiten pasar de la intensidad sonora al nivel de intensidad sonora (int_a_nivel); de la presión acústica y la impedancia acústica del medio al nivel de intensidad sonora (pres_a_nivel); y de la presión acústica a la intensidad sonora (pres_a_int).

function Li = int_a_nivel (I)
% Esta función devuelve el valor del nivel de intensidad sonora en dB a partir del valor de intensidad sonora en W/m^2
% ENTRADAS
%     I:  valor de la intensidad sonora en un punto (W/m^2)
% SALIDAS
%     Li: Nivel decibélico de la intensidad sonora relativa a 10 W/m^2 (umbral de audición estándar a 1 KHz)
Li = 10*log10(I/10^(-12)); % Valores negativos en la entrada producirían error
end

function Li = pres_a_nivel (P, Z)
% Devuelve el valor de la intensidad sonora en dB a partir de los valores de la presión acústica y la impedancia acústica
% ENTRADAS
%     P:  valor de presión acústica (Pa)
%     Z:  valor de impedancia acústica (rayls)
% SALIDA
%     Li: Nivel decibélico de la intensidad sonora relativa a 10 W/m^2 (umbral de audición estándar a 1 KHz)
I = int_son (P,Z);
Li = 10log10(I/ 10^-12 W/m^2)
end

function I = pres_a_int (P, Z)
% Devuelve el valor de intensidad sonora a partir de la presión acústica y la impedancia acústica del medio en cuestión
% ENTRADAS
%     P:  valor de presión acústica (Pa)
%     Z:  valor de impedancia acústica (rayls)
% SALIDA
%     I:  valor de intensidad acústica en el medio (en W/m^2)
I = P^2 / Z;
end