Loundness: características

Umbral absoluto de audición
El umbral absoluto de audición es el nivel más bajo de presión acústica requerido para producir una sensación auditiva en un entorno silencioso. Este umbral varía de persona a persona y para cada frecuencia de sonido.

Nivel de incomodidad
El nivel de incomodidad corresponde al nivel de presión acústica más bajo requerido para producir una sensación de incomodidad. Varía de persona a persona y para cada frecuencia de sonido.

Umbrales normales
Los umbrales absolutos y de incomodidad normales se determinan por los umbrales medios registrados de un gran número de personas con audición normal.

Campo auditivo

En frecuencias audibles, el área entre el umbral absoluto de audición y el umbral de incomodidad determina el campo auditivo de una persona. El rango dinámico de este campo es la distancia entre los dos umbrales.

El oído humano campo abarca desde un nivel de presión sonora de 0.02 mPa (0 dB SPL) a 20 Pa (120 dB SPL). Esto es cierto para frecuencias entre 0,5 y 8 kHz, a las que el oído es más sensible. Las frecuencias más bajas y más altas requieren un nivel de presión acústica mucho mayor para alcanzar el umbral auditivo, y las frecuencias más cercanas al borde del campo auditivo tienen menos rango dinámico.

Nota: Todas las frecuencias por debajo de 20 Hz se califican como ‘infrasonidos’, aunque algunos animales (como los lunares) pueden percibir ‘sonidos’ tan bajos como unos pocos Hertz: su rango auditivo se extiende una octava o dos más bajo que en los humanos. De manera similar, los sonidos que están por encima de los 20 kHz se llaman ‘ultrasonidos’, a pesar de que los perros pueden escuchar sonidos de hasta 40 kHz, y los murciélagos un impresionante 160 kHz, que corresponde a dos o tres octavas más altas que en los humanos.

Contornos de igual sonoridad

Un contorno de igual sonoridad representa todos los tonos puros que producen la misma sensación de sonoridad en función de la frecuencia (como se define en la norma internacional ISO 226:2003) .

Este gráfico representa el promedio de igual sonoridad contornos de 50 audición normal jóvenes, grabado en una cámara anecoica bilaterales freefield sonido de la presentación. La unidad de medida para estos contornos es el phon, que corresponde al nivel sonoro (en dB SPL) a 1 khz. Por ejemplo, un tono puro de 1 kHz presentado a 20 dB SPL será igual a 20 phons, al igual que un tono puro de 100 Hz presentado a 43 dB SPL.

Nota: El phon solo es igual al dB SPL para un sonido de 1 kHz.

Sones

El phon es una unidad de sensación igual, y no de sensación per se. Por lo tanto, también se utiliza una segunda unidad: el sone

Para niveles superiores a 40 phons, y para frecuencias medias, el sone está vinculado al phon por la ecuación:

Sone=2(phon-40)/10. Por lo tanto, a 1 kHz, un sonido de 40 phons vale 2(40-40)/10=1 sone.

Sonoridad evoluciona de manera diferente dependiendo de la frecuencia. La intensidad de un sonido de 0,1 kHz aumenta mucho más rápido que los sonidos de 1 y 8 kHz. Esto traduce la idea de que el rango dinámico a esta frecuencia es más pequeño que el de un sonido de 1 kHz u 8 kHz (ver arriba «Campo auditivo»).

El umbral diferencial o simplemente diferencia perceptible (jnd)

La jnd es la variación de intensidad física más pequeña que causa un cambio en el volumen. Depende tanto de la intensidad como de la frecuencia del sonido. A intensidades más altas, el oído es capaz de distinguir una diferencia de intensidad de 0,4 dB. Se estima que hay alrededor de 150 niveles de sonoridad.

Sonoridad y bandas críticas

Si un sonido complejo compuesto de dos tonos puros de frecuencias diferentes pero cercanas se presenta de forma monaural, la sonoridad permanece igual siempre y cuando el espacio entre estas frecuencias sea menor que el ancho de la banda crítica. Tan pronto como la brecha de frecuencia excede el ancho de la banda crítica, el volumen aumenta.

Las bandas críticas se pueden asimilar a una batería de filtros de paso de banda que tienen frecuencias de corte que son variables a lo largo de la cóclea, pero fijas en comparación con la composición de frecuencia del sonido.

Enmascaramiento

La percepción de diferentes componentes de un sonido complejo no ocurre de forma independiente. De hecho, por razones fisiológicas, la percepción de ciertas frecuencias dificulta la percepción de otro componente: esto se conoce como enmascaramiento.

Esta figura muestra los umbrales de audición obtenidos sin enmascarar en verde y con un ruido de banda ancha enmascarador (de 1100 a 1300 Hz) a través de diferentes niveles de intensidad.

El trazo rojo muestra la modificación de los umbrales auditivos obtenidos con un nivel de ruido de 60 dB SPL. Por ejemplo, un tono puro de 1000 Hz solo se escuchará desde 45 dB SPL, en lugar de 3 dB en ausencia de un enmascarador de ruido.

Este gráfico también muestra que el efecto de enmascaramiento del ruido aumenta con la intensidad, y tiene mayor efecto para frecuencias más altas. En otras palabras, las frecuencias bajas enmascaran las frecuencias más altas con más facilidad que al revés.

También existe otra forma de enmascaramiento. Conocido como ‘enmascaramiento informativo’, es la modificación de la percepción de la intensidad de un sonido a nivel central. Por ejemplo, cuando se presenta un tono puro a un oído y un enmascarador de ruido al otro, el efecto central del enmascarador de ruido altera la intensidad del tono puro. De esta manera, el enmascaramiento se produce incluso cuando el enmascarador se presenta al otro oído.

Otros factores que influyen en la sonoridad

Duración
La sonoridad aumenta a un valor crítico entre 50 y 400 ms antes de disminuir ligeramente.

Predictibilidad
Cuando un oyente espera un sonido fuerte, su volumen es menor que si no se espera el sonido.

Reflejo estapedial
Este reflejo ocurre principalmente para sonidos breves de frecuencia media presentados en más de 80 dB. Actúa rigidizando la cadena osicular, lo que resulta en una amortiguación de la vibración del sonido y, por lo tanto, en una disminución de la sonoridad. Sin embargo, este reflejo puede sufrir fatiga.

Fatiga
Después de que el oído se expone a un sonido demasiado intenso, puede producirse un aumento del umbral auditivo, debido a la fatiga de las fibras nerviosas. Esto es evidente al salir de un club nocturno o después de un uso prolongado de reproductores de MP3 personales.