La propagación de la onda de sonido se ve afectada por la naturaleza del medio en que se transmite. El sonido, igual que la luz, forma una onda esférica en el aire en reposo. A medida que el sonido se aleja de la fuente que lo produce su energía se reparte en volúmenes mayores y, por tanto, se atenúa. La teoría aplicada considera una fuente sonora puntual que genera una onda de superficie esférica cuyo nivel de presión sonora es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia.
Para calcular la atenuación de la presión acústica, entre un punto a la distancia Da y otro a la distancia Db es:
Cada vez que se dobla la distancia la presión sonora disminuye en 6 dB SPL
Ejercicio
El siguiente dibujo muestra la SPL conseguida con un altavoz exponencial de 109 dB de sensibilidad (1 W, 1 m, 1 kHz):
Si el nivel de ruido es de unos 70 dB SPL, por ejemplo, las tres lo escucharán bien con 1 W aplicado al altavoz. Si el ruido es mayor será necesario aplicar una potencia mayor o los oyentes más alejados perderán inteligibilidad.
Además de lo comentado anteriormente respecto la atenuación y la potencia aplicada, podemos introducir otro tema, el de la uniformidad de la cobertura acústica. Observamos que a la altura del oído de las personas hay una diferencia de 13,3 dB SPL de la más cercana a la más alejada. Es muy difícil que un solo altavoz cubra grandes distancias de forma homogénea. Una diferencia de 13,3 dB es excesiva, un buen diseño procura que la variación de presión acústica sea menor (de 1 a 5 dB SPL). Para ello habitualmente se distribuyen altavoces, se agrupan, se orientan para aprovechar su directividad, se aplican potencias diferentes, se utilizan formatos específicos…
En instalaciones con varios altavoces distribuidos por la instalación el cálculo de la SPL resultante se complica bastante. Depende de si la distancia entre ellos es inferior a la longitud de onda y la señal emitida es la misma en fase y amplitud. Si es así, las señales son coherentes y el aumento al doblar potencia (supongamos dos subwoofer apilados) es de 6 dB para cierto rango de frecuencias (recordemos que la longitud de onda de una señal de audio va de 1,7 cm a 17 m) . Si no es así, hablamos de señales no coherentes y se suman en lineal.
Ejercicio
A un punto de la sala llegan las señales de tres altavoces, una de 94 dB, otra de 90 dB y otra de 92 dB. ¿Qué presión acústica recibe un oyente situado en ese punto?.
Solución
Para pasar de dB SPL a W
Por tanto
