Livelli di pressione sonora
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Il livello di pressione sonora (SPL = sound pressure level) è la misura in dB della deviazione dalla pressione ambientale dell'aria provocata da un'onda sonora.
Un'onda sonora produce variazioni di pressione che cambiano da luogo a luogo, e di istante in istante. Per questo motivo, più spesso ci si riferisce alla pressione efficace, cioè lo scarto quadratico medio della pressione in un certo intervallo di tempo.
Si ricordi comunque che le variazioni di pressione indotte anche dal suono più forte che è possibile tollerare sono mille volte inferiori al valore della pressione atmosferica al livello del mare. Le variazioni di pressione sonora sono quindi da considerarsi delle piccole "increspature" rispetto al valore della pressione atmosferica.
Il livello di pressione sonora è definito come
dove p è lo scarto quadratico medio della pressione, e p0 è un valore di riferimento per la pressione sonora, che, in aria, assume il valore standard di 20 µPa.
| Sorgente sonora | Pressione sonora | Livello di pressione sonora |
|---|---|---|
| Pa | dB(SPL) | |
| Soglia del dolore | 100 | 134 |
| Danni all'udito per breve esposizione | 20 | ca. 120 |
| Jet a 100 m | 6 - 200 | 110 - 140 |
| Martello pneumatico a 1 m / Discoteca | 2 | ca. 100 |
| Danni all'udito per lunga esposizione | 6×10−1 | ca. 90 |
| strada trafficata a 10 m | 2×10−1 - 6×10−1 | 80 - 90 |
| automobile a 10 m | 2×10−2 - 2×10−1 | 60 - 80 |
| TV ad 1 m | 2×10−2 | ca. 60 |
| Parlato a 1 m | 2×10−3 - 2×10−2 | 40 - 60 |
| Stanza molto silenziosa | 2×10−4 - 6×10−4 | 20 - 30 |
| Respiro | 6×10−5 | 10 |
| Soglia di udibilità a 2 kHz | 2×10−5 | 0 |
- Per una tabella di conversione tra le molte unità di misura della pressione vedi pressione e sue unità di misura.
- Per una discussione della scala logaritmica per misurare l'intensità sonora vedi anche Percezione dell'intensità
- Per le proprietà della funzione logaritmo vedi La funzione logaritmo
Verifica la comprensione
Problema. Un fonometro misura una pressione efficace di 2 Pa. Qual è il livello di pressione sonora? E se la pressione efficace è 1 Pa, come quella prodotta dai calibratori per fonometri?
Soluzione. 2 Pa: 20 log10(2/(2·10−5)) dB = 20 log10(105) dB = 100 dB. 1 Pa: 20 log10(5·104) dB ≈ 94 dB. Dimezzando la pressione il livello scende di circa 6 dB.Problema. Due sorgenti uguali e indipendenti producono ciascuna 70 dB in un certo punto. Quanto vale il livello quando suonano insieme?
Soluzione. Per sorgenti indipendenti (non coerenti) si sommano i quadrati delle pressioni efficaci, cioè le intensità: il quadrato raddoppia e il livello aumenta di 10 log102 dB ≈ 3 dB, cioè diventa circa 73 dB, non 140 dB. Solo se le due onde fossero esattamente in fase si sommerebbero le pressioni, con un aumento di 6 dB.Problema. Di quanto aumenta il livello di pressione sonora se la pressione efficace diventa 10 volte maggiore? E se diventa 1000 volte maggiore?
Soluzione. 20 log1010 dB = 20 dB e 20 log101000 dB = 60 dB. Nella tabella, dalla TV a 1 m (60 dB) alla soglia del dolore (134 dB) la pressione aumenta di 5000 volte.Approfondimenti e collegamenti
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