Percepción sonora o sonoridad: Las curvas isofónicas de Fletcher-Munson

Cualquier persona conoce de forma intuitiva que una señal acústica posee una cierta presión sonora la cual determina su intensidad. Sin embargo, pocos conocerán que la sonoridad, la cual se define como la intensidad a la que un sonido es percibido por el oído humano, que esa señal desencadena en el sujeto depende de las características de la señal acústica. Mas concretamente, la percepción sonora o sonoridad a un mismo nivel de presión sonora depende del espectro de la señal acústica. Sonidos muy graves o muy agudos necesitan un mayor nivel de intensidad sonora para desencadenar la misma percepción sonora o sonoridad que sonidos de frecuencias intermedias. Si la presión sonora se mide en pascales o dB SPL, la unidad de medida que se utiliza para establecer la sonoridad es el fonio o fon. El fonio fue definido de forma arbitraria como la sonoridad de un tono puro de 1000Hz con un nivel de presión sonora de 0dB SPL. De manera que para un tono puro de 1000Hz de frecuencia, 0 fonios corresponden a 0dB SPL, 20 fonios a 20dB SPL, 60 fonios a 60dB SPL, y así sucesivamente.

La sonoridad fue estudiada en profundidad por Fletcher y Munson mientras trabajaban para los laboratorios Bell (EEUU) en los años 30 del siglo pasado. Estos investigadores se encargaron de recoger y anotar de forma pormenorizada la percepción sonora que generaban tonos puros de distinta frecuencia a un mismo nivel de presión sonora (medido en dB SPL) en un grupo amplio de individuos con audición normal. Los resultados los reflejaron en las llamadas curvas de igual sonoridad o curvas isofónicas (gráfico 1).

Gráfico 1. Curvas isofónicas de Fletcher y Munson

En el gráfico se representa la intensidad o presión sonora medida en dB SPL en el eje de ordenadas y la frecuencia de los tonos puros presentados a los sujetos en el eje abscisas. Cada una de las curvas (resaltadas en negrita) corresponden a un nivel de sonoridad (medido en fonios) distinto. Resaltados con la línea vertical roja podemos ver los valores que toman las curvas isofónicas a 1000Hz. Tal y como decíamos anteriormente, en el gráfico se ve claramente como a 1000Hz el valor de sonoridad corresponde al mismo valor de presión sonora (0 fonios – 0dB SPL, 20 fonios – 20dB SPL, 60 fonios – 60dB SPL etc.). Sin embargo, a medida que nos alejamos del valor que toma la curva isofónica a 1000Hz el nivel de presión sonora varía. Además en esta gráfica podemos ubicar el umbral de audibilidad en la curva de 0 fonios (curva detallada en el gráfico con la línea discontinua) y el umbral de discomfort en la curva de 120 fonios.

Observando la gráfica de las curvas isofónicas de Fletcher y Munson podemos extraer algunas conclusiones interesantes:

  • Los sonidos muy graves (<600Hz) y muy agudos (>6000Hz) requieren de mayor presión sonora para desencadenar la misma sonoridad que sonidos de frecuencias medias. Es decir, el humano tiene menos sensibilidad a sonidos de esas frecuencias extremas.
  • Entre 1500 y 6000Hz aproximadamente, el humano tiene una mayor sensibilidad al sonido, siendo 3000Hz la frecuencia mas sensible. Es decir, en esa franja de frecuencias se requiere de menor presión sonora para desencadenar la misma sonoridad.
  • A niveles altos de sonoridad, las curvas son relativamente “mas planas” que en niveles bajos o medios de sonoridad. Esto indica que a niveles altos de presión sonora, la sonoridad es mas pareja entre las distintas frecuencias de tonos puros.

Para terminar cabe destacar que estas curvas isofónicas fueron establecidas por Fletcher y Munson en individuos jóvenes con audición normal. Es evidente, que en presencia de pérdida de audición estas curvas variarían de forma drástica. Además, cabe decir que Fletcher y Munson fueron los primeros en desarrollar las curvas isofónicas. Sin embargo, otros investigadores a la lo largo e la historia han desarrollado sus propias curvas isofónicas difiriendo éstas de las originales en algunos aspectos, aunque no de forma radical. Este es el ejemplo de las curvas de Robinson and Danson.

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