Decibel, Escala Logarítmica e Intensidade Sonora

Existem dois modos principais de percepção, logarítmico e linear. Dizemos que a percepção é logarítmica quando é baseada em uma razão de valores. Neste caso, por exemplo, a variação de 1 para 2 é percebida como a mesma que 2 para 4, ou 4 para 8, pois é baseada em uma razão 1:2. Da mesma forma as intensidades são percebidas logaritmicamente, pois a variação de .001Wm-2 para .01 Wm-2, é percebida como a mesma que acontece entre .1 e 1.0 Wm-2. Além da intensidade, a frequência também é percebida logaritmicamente, pois os intervalos entre notas são baseados em razões entre valores de frequência. Por exemplo, um salto de oitava equivale a razão 2:1. Já a percepção linear é baseada na diferença entre valores, a variação de 1 para 2 é percebida com a mesma que de 7 para 8, por exemplo. A variação de distância é algo que percebemos linearmente.

A escala logarítmica usada aqui é baseada na razão entre a densidade de potência real e uma intensidade de referência (1 picowatt por metro quadrado, 10-12Wm-2 ):

O fator de 10 aparece pois faz do resultado um número em que uma variação de número inteiro produz uma mudança que é aproximada à menor variação que o ouvido humano pode perceber.

Uma mudança de fator 10 na razão da densidade de potência é denominado bel. Em função da extensão das variações entre as intensidades mínima e máxima que podemos ouvir é conveniente que se utilize uma escala logarítmica, a escala de Decibéis (dB).

Decibel é a razão logarítmica entre duas potências ou intensidades e é dado pela expressão:  dB = 10 x log10 (Ix/Iy)

Sendo assim, uma escala logarítmica, como o decibel, é mais adequada para medida dessas grandezas físicas.

A percepção do volume está relacionada à variação de pressão gerada por uma onda sonora e, portanto, à sua intensidade.

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Limite de Audibilidade, fonte: LAZZARINI, 1998

Intensidade é o fluxo de energia por unidade de área. Refere-se ao produto da pressão pela velocidade das partículas em um meio fluido, o que é equivalente à potência recebida por unidade de área.

Em termos acústicos a intensidade é o valor médio do fluxo de energia por unidade de área perpendicular à direção de propagação, medida em Watt por metro quadrado (W/m2).

O Nível de Intensidade Sonora é expresso em decibéis tomando-se como referência I0=10-12 W/m2.

A intensidade é proporcional ao quadrado da média de variação de pressão.

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