Che cos’è il decibel?
Il secondo importante parametro per quantificare un suono è la dimensione o l’amplitudine delle variazioni della pressione. Il suono più debole che l’orecchio mano è in grado di rilevare è pari a 20 milionesimi di Pascal (20 Pa) – che è un fattore inferiore di 5 miliardi di volte alla normale pressione atmosferica.
Questa variazione di pressione di 20 Pa, è così piccola che la membrana del timpano subisce uno spostamento inferiore al diametro di un atomo. Sorprendentemente l’orecchio umano riesce a tollerare pressione sonore un milione di volte più elevate, perciò se dovessimo misurare il suono in Pascal, ci troveremmo a dovere lavorare con numeri enormi e difficilmente utilizzabili. Per evitare questo si è fatto ricorso alla scale dei decibel (dB).
Il decibel (dB) non è un’unità di misura assoluta, bensì il rapporto tra la misurata ed il livello di riferimento stabilito. La scala dei dB è logaritmica ed usa la soglia dell’udito di 20 Pa come livello di riferimento. Questo è definito come 0 dB.
Quando moltiplichiamo la pressione sonora per 10, non facciamo altro che aggiungere 20 dB al livello in Db, percui 200 Pa corrisponderanno a 20 Db (riferimento 20 Pa), 2000 Pa corrisponderanno a 40 Db, e così via. In altre parole, la scala in dB comprime una gamma di un milione di Pa in una gamma di 120 dB. La figura mostra il livello di pressione sonoro (Lp) dei rumori più comuni espressi sia in dB che in Pa.
Un altro aspetto utile della scala in dB è che questa dà un’approssimazione migliore per la percezione umana dell’intensità sonora relativa che la non la scala in pascal.
Questo perché l’orecchio reagisce alle variazione logaritmiche di livello che corrispondono alla scala in decibel, di cui un dD rappresenta la stessa variazione relativa in qualsiasi punto della scala.
Che cosa sentiamo?
Noi abbiamo già definito il suono come una variazione di pressione la quale può essere udita dall’orecchio umano, su una gamma di frequenza da 20 Hz fino a 20 kHz per una per una persona giovane ed in buona condizione di salute.
In termini di livello di pressione sonora dei suoni udibili si estende dalla soglia di udito di o dB alla soglia del dolore corrispondente a 130 dB.
Benché un aumento di 6 dB rappresenta un raddoppiamento della pressione sonora , un incremeto di circa 10 dB è necessario perché, soggettivamente, il suona risulti più elevato (i cambiamenti più piccoli che possono essere percepiti corrispondo a 3 dB).
L’intensità percepita di un suono è determina da parecchi e complessi fattori. Uni di tali fattori è rappresentato dal fatto che l’orecchi umano non è ugualmente sensibile a tutte le frequenze, ma è più sensibile nel campo compreso fra 2 kH e 5 kZ, ed è molto meno sensibile alle frequenze estremamente elevate o estremamente basse.
A complicare nuovamente le cose, questa differenza di sensibilità a frequenze differenti è più pronunciata ai bassi livelli di pressione sonora (lp) che non agli alti.
Questo può essere visto sulla figura la quale mostra una famiglia di curve di uguale sensazione sonora indicanti il livello di pressione sonora richiesto a qualsiasi frequenza per dare la stessa apparante sensazione soggettiva di un segnale ad esempio un kHz.
Ad esempio un segnale da 50 Hz deve avere un livello di 15 dB più elevato per dar luogo alla stessa sensazione soggettiva di un segnale di 70 dB ad un kHz.
I suoni impulsivi presentano un altro problema nella valutazione della sensazione. Se un suono è di breve durata, e cioè dura meno di un secondo, viene chiamato impulso sonoro.
Esempi pratici di suoni impulsivi possono essere il battito di una macchina da scrivere o il rumore di un martello, di conseguenza, più breve sarà la durata del suono e meno sensibile sarà l’orecchi nel percepirlo.
I ricercatori sono generalmente d’accordo sul fatto che i suoni più brevi di 70 millisecondi (70 millesimi di secondo) inducano una sensazione sonora inferiore a quella indotta da suoni di durata più lunga aventi lo stesso livello.
