ACÚSTICA V

PSICOACÚSTICA

APUNTES

Capítulo 1

Sistema Auditivo Humano

Fisiología del sistema auditivo humano

El oído humano puede percibir una extensa serie de frecuencias (aproximadamente de 16 Hz hasta 20,000 Hz). Sin embargo, las variaciones individuales son enormes. Por regla general, la percepción de las altas frecuencias es mejor en la infancia y disminuye gradualmente con el tiempo, de manera que al adulto normal se le dificulta oír las frecuencias que pasan de 10,000 Hz o 12,000 Hz.

En la vejez aparece una afección llamada PRESBIACUSIA, en la que la percepción del oído por conducción aérea u ósea disminuye a medida que las frecuencias son más altas.

La intensidad sonora se expresa por decibeles cuyo símbolo es dB; 0 dB corresponde a una intensidad apenas perceptible, 20 dB indica un sonido 100 veces más intenso, mientras que un sonido de 60 dB es un millón de veces más intenso. A una distancia entre 1 y 2 metros, un susurro produce 20 dB y una conversación normal produce unos 60 dB. A 10 m de distancia un martillo neumático produce un sonido de 100 dB, es decir 10, 000 millones de veces más intenso que el escasamente audible. Esta es la enorme serie de intensidades que podemos percibir.

El pabellón de la oreja

Aunque fijo y adosado a la cabeza, el oído externo (O.E.) tiende a concentrar las ondas sonoras, especialmente las de alta frecuencia, y llevarlas al conducto auditivo externo, como muestra la lámina 1.1.

Así como los dos ojos nos proporcionan visión estereoscópica, permitiéndonos calcular distancias; los dos oídos nos proporcionan una audición estereofónica, con lo que podemos determinar con exactitud, la dirección del sonido y la posición de la fuente que le da origen. Esto se logra por diferencias en la fase de vibración al llegar a cada oído y además por diferencias de intensidad y calidad o timbre, ya que en el oído más alejado el sonido tiene que seguir una trayectoria angular. La forma de los pabellones (los diversos pliegues) nos ayuda a diferenciar el sonido procedente directamente de atrás del que nos llega directamente de frente.

Conducto auditivo externo, C.A.E.

El C.A.E. protege a la membrana timpánica y mantiene relativamente constantes las condiciones de temperatura y humedad necesarias para conservar las características elásticas de dicha membrana. Además actúa como elemento resonante, de manera que en la membrana timpánica las vibraciones sonoras tienen un NIVEL DE PRESIÓN considerablemente mayor que en el pabellón del oído. Esto es particularmente cierto en las frecuencias 2,000 Hz a 5,500 Hz, en las que el aumento de presión varía de 5 dB a 10 dB.

El tímpano o membrana timpánica M.T.

La M.T. esta formada por una serie de fibras circulares y radiales; debe mantenerse tensa para ser más sensibles a las vibraciones, sobre todo las de frecuencias elevadas, lo que se consigue mediante el MÚSCULO TENSOR DEL TÍMPANO. En la M.T. los cambios de presión en las ondas sonoras se transforman en vibraciones mecánicas de longitud de onda sumamente pequeña; por ejemplo, durante una conversación normal, el desplazamiento de la M.T. es del orden del diámetro de una molécula de hidrógeno.

La M.T. no sólo actúa como receptor de vibraciones, sino también como barrera protectora del contenido del OIDO MEDIO (O.M.). Constituye, además, un espacio acústico de elevada absorción para que las vibraciones aéreas en el O.M. se fraccionen y dispersen por las paredes, el EPITÍMPANO y las CELDAS MASTOIDEAS, y así no se ejerza presión contra la VENTANA REDONDA (V.R.) evitándose la neutralización de las vibraciones que desde la cóclea o caracol vienen en dirección contraria a la VENTANA OVAL (V.O.).

La cadena oscicular

Las láminas 1.2 y 1.4 muestran las relaciones anatómicas de los tres huesillos del oído. A más de 800 Hz funciona como uno solo y transmiten las vibraciones del tímpano (al que están unidas las apófisis larga y externa del MARTILLO) a la ventana oval, sobre la que descansa la base del ESTRIBO.

Estos huesillos, con una suspensión perfecta, no solo transmiten vibraciones casi sin distorsión, sino que suministran parte de la energía adicional necesaria al pasar la vibración de un medio de conducción poco denso, el aire, a otro más denso, la PERILINFA. Esto se logra, en parte, por el sistema de palancas que constituyen los huesillos. Como el YUNQUE es más corto que la apófisis larga del martillo, se reduce la amplitud de las vibraciones al llegar a la ventana oval, pero se aumenta su potencia en una proporción aproximada de 2 a 1.

Un factor aún más importante para aumentar la energía de las vibraciones transmitidas al oído interno es la diferencia en las áreas relativas de la M.T. y la V.O. La presión sonora recibida por el área mucho más extensa de la M.T., aumenta aproximadamente en proporción de 10 a 1 cuando se transmite al área mucho menor de la V.O.

Oído interno

Las vibraciones que la base del estribo transmite a la V.O., inducen vibraciones en la perilinfa que rodea y baña el laberinto membranoso, en el que se alojan los órganos terminales del oído y del equilibrio. Macroscópicamente el laberinto membranoso esta constituido por dos partes: la porción COCLEOSACULAR y la porción UTRICULOVESTIBULAR. Estas dos porciones se encuentran comunicadas por el CONDUCTO DE HENSEN, que proporciona la continuidad fisiológica de todas las partes del laberinto membranoso.

La CÓCLEA tiene forma de caracol; en la lámina 1.3 se muestra un corte transversal. En el interior de sus espiras existe una división horizontal que forma dos rampas espirales paralelas (SCALAS o escalas): una superior, la SCALA VESTIBULI (escala vestibular), y una inferior, la SCALA TYMPANI (escala timpánica). Ambas contienen perilinfa.

La división esta formada por tres estructuras. A partir del interior de la espiral se extiende un borde óseo (lámina espiral) que sé continúa hacia fuera por un ligamento grueso, denominado ligamento espiral: estas dos estructuras están conectadas por la relativamente delgada MEMBRANA BASILAR, sobre la cual descansa el ÓRGANO DE CORTI.

Entre las escalas se encuentra un tercer compartimento cuneiforme llamado CONDUCTO COCLEAR. Está separado de la escala vestibular por la MEMBRANA DE REISSNER y de la escala timpánica por la membrana basilar. El conducto coclear contiene un líquido llamado ENDOLINFA, semejante al LÍQUIDO INTRACELULAR. (la PERILINFA, que llena las escalas o rampas vestibular y timpánica es semejante al LÍQUIDO EXTRACELULAR O CEFALORAQUIDEO). Probablemente la función de la endolinfa es nutrir al órgano de Corti, aislándolo de cualquier vibración o ruido producido por su RIEGO SANGUÍNEO INTRÍNSECO. Ya que el conducto coclear se encuentra cerrado en el HELICOTREMA, no existe una comunicación directa entre la endolinfa y la perilinfa. Sin embargo, a través del conducto de Hensen hay comunicación con los CONDUCTOS SEMICIRCULARES, lo que explica la diversidad de manifestaciones (síntomas) observadas en el síndrome de Menière.

El órgano de Corti, como se ha indicado antes, se encuentra sobre la membrana basilar. Está formado por una gran diversidad de células de sostén intercaladas, y descansado sobre ellas se encuentran las células ciliadas, que constituyen los órganos sensoriales terminales. Estas células se encuentran dispuestas por segmentos de hileras bien definidas, una sola hilera interna y varias externas (tres hileras en la espira más baja, cuatro en la media y cinco en la apical). El número total aproximado de células es de 7,000 internas y 24,000 externas.

En su superficie libre, las células ciliadas presentan unas prolongaciones cortas y rígidas, semejantes a cerdas llamadas CILIOS, 40 por célula en la espira inferior y hasta 100 por célula en la apical. Sobre las células ciliadas apoya una estructura de aspecto gelatinoso llamada MEMBRANA TECTORIAL O TECTORIA, en la que se encuentran incrustados los extremos de los cilios.

Transmisión de las vibraciones sonoras al oído interno

Las vibraciones del estribo en la ventana oval se transmiten hacia la perilinfa por la escala vestibular (ver láminas 1.3 y 1.4). La membrana de Reissner transmite estas vibraciones a la endolinfa y de allí, a través de la membrana basilar, a la escala timpánica por donde desciende hacia la ventana redonda. Así las vibraciones de la ventana redonda corresponden con las de la ventana oval, aunque una fracción de segundo más tarde y en oposición de fase; esto ocurre cuando la base del estribo penetra en la ventana oval y entonces la ventana redonda cede hacia la caja del tímpano.

Transformación de la energía mecánica en potencial bioeléctrico

Como se puede observar en la lámina 1.5, las vibraciones de la membrana basilar producen una tracción sobre las células ciliadas unidas a la membrana tectoria. Por esta acción la energía hasta entonces mecánica se transforma en impulsos eléctricos que estimulan las fibras del VIII par craneal y dan lugar así a los potenciales de acción que hacen posible la transmisión a través de las líneas nerviosas.

En general, se acepta la hipótesis de que las células ciliadas están agrupadas en segmentos, según la frecuencia que transmiten; por ejemplo, las de frecuencias altas se encuentran en el extremo inferior de la cóclea y las de frecuencias bajas en la región cercana al ápice (lámina 1.4). En la actualidad se acepta que esta activación segmentária es producida por ONDAS PERMANENTES EN LA ENDOLINFA, cuyas acciones específicas se analizarán más adelante.

Transmisión de impulsos al cerebro

En el órgano de Corti cada célula ciliada es conectada cuando menos con una fibra nerviosa. Además, cada fibra nerviosa tiene sinapsis con una célula ciliada y algunas con varias. En general, las células ciliadas internas tienen sinapsis con una sola neurona y las externas con muchas. Esta superposición de conexiones nerviosas se cree que es para proporcionar FLEXIBILIDAD FUNCIONAL y la capacidad de compensar lesiones en alguna célula ciliada o en ciertas neuronas.

El nervio auditivo consta de 30,000 neuronas (la misma que se calcula de células ciliadas, no obstante la superposición mencionada). En las láminas 1.3 y 1.5 se muestra el ganglio espiral, en el que se encuentran las neuronas bipolares, cuyas prolongaciones centrípetas forman el nervio coclear, que se dirige a los núcleos cocleares dorsales y ventrales, situados en la protuberancia.

De estas estaciones de relevo, las fibras pasan a la OLIVA SUPERIOR del mismo lado, aunque algunas pasan y cruzan al lado opuesto. Pueden también pasar hacia arriba al cuerpo geniculado interno con o sin sinapsis intermedias, con neuronas localizadas en los lemniscos laterales y en los tubérculos cuadrigéminos posteriores. Entre estos núcleos localizados en el mesencéfalo existe una segunda vía de decusación más pequeña, de modo que los estímulos recibidos en ambos oídos pueden ser sincronizados en uno de los dos niveles o en ambos. Al llegar a la corteza se perciben los diversos tonos como se indica en la lámina 1.6. En general, a medida que los impulsos nerviosos ascienden por las vías auditivas, existe entre los dos oídos una creciente interacción y sincronización. Por esta razón las lesiones por encima del nivel del pedúnculo cerebral inferior necesitan métodos diagnósticos audiológicos muy complicados, así como estudios radiológicos.

Las vías nerviosas y el cerebro

El complejo mecanismo neuroacústico se muestra en las láminas 1.6 y 1.7, un análisis superficial indica que: a) el nervio coclear esta constituido por neuronas de primer orden que pasan del órgano de Corti al pedúnculo cerebral sin hacer sinapsis (conexión) y b) después hacen sinapsis con las neuronas de orden superior que pasan a través de los núcleos (puntos de unión) dentro del cerebro, llevando así las señales de los dos oídos a los lados de la corteza cerebral.

1.- Parten más fibras nerviosas del extremo basal de la cóclea que del extremo apical; unas fibras se conectan con solo una o dos fibras, otras con varias. Estas neuronas de primer orden se agrupan ordenadamente dentro del nervio auditivo; las fibras de la cóclea central con los de la parte central y las fibras basales y apicales se entrelazan alrededor de la parte central en direcciones opuestas, como las hembras de una cuerda.

2.-Las neuronas de primer orden pasan a los núcleos cocleares dorsales o ventrales dentro del pedúnculo cerebral, haciéndose sinapsis con las neuronas de segundo orden, que pasan a los complejos olivares superiores izquierdo y derecho, haciendo sinapsis con las neuronas de tercer orden, que pasan al colículo inferior. (los colículos izquierdo y derecho tienen conexiones nerviosas cruzadas independientes), haciendo sinapsis con las neuronas de cuarto orden que pasan al cuerpo geniculado medio en el tálamo, donde hacen sinapsis, finalmente, con las neuronas de quinto orden que pasan al área temporal auditiva de la corteza cerebral. Las señales que se originan en cualquiera de las dos cócleas llegan por último a ambas áreas auditivas, la izquierda y la derecha; por lo tanto, una lesión del lado izquierdo de la corteza puede causar la pérdida de la audición en el oído derecho.

Los neuroanatomistas, aun incapaces de rastrear ni una sola de las laberínticas vías nerviosas que van de la célula ciliada al área auditiva, recurren a una técnica reciente, la estimulación eléctrica de las zonas cocleares y el registro simultáneo de la actividad eléctrica en la corteza cerebral.

C.M. Woosley y E.M. Walsl expusieron la cóclea y el encéfalo de un gato anestesiado, estimularon sistemáticamente 31 puntos en la cóclea del gato mientras exploraban sus superficies corticales con electrodos sensibles. La estimulación de una sola de sus cócleas provocó actividad eléctrica en ambas áreas auditivas, la izquierda y la derecha; por supuesto, este era el resultado esperado dada la anatomía del mecanismo neuroacústico. Se originaron respuestas corticales relativamente restringidas del extremo basal de la cóclea y respuestas corticales relativamente difusas del extremo apical. Cuando se representaron los puntos focales de actividad cortical, para cada punto de estimulación de la cóclea, se obtuvo una estructura. Zonas diferentes de la cóclea tienen conexiones neuronales con zonas diferentes de las áreas auditivas.

La audición

Hipótesis básicas de la función coclear

El aspecto más interesante de la acústica fisiológica es el mecanismo coclear que convierte la energía sonora que recibe la ventana oval, transmitida por la cadena oscicular del oído medio, en impulsos nerviosos que pasan a lo largo del nervio auditivo (VIII) hasta el cerebro; en realidad los mecanismos propuestos distinguen una teoría auditiva de la otra.

Hay dos hipótesis acerca del mecanismo coclear del oído, que fueron precursoras de las teorías auditivas modernas.

1. A mediados del siglo XIX, Hermann Von Helmholtz, fisiólogo y físico alemán, escribió un trabajo definitivo sobre psicoacústica, DIE LEHRE VON DEN TONEMPFINDUNGEN (sobre las sensaciones del tono), y bosquejó su TEORÍA DEL LUGAR DE RESONANCIA DE LA AUDICIÓN. Helmholtz dijo que la característica más distintiva del oído se expresaba por la LEY ACÚSTICA DE OHM, que expresa que el aparato auditivo distingue la fundamental y los armónicos de los sonidos en ondas de forma senoidal (esto es, hizo un análisis de Fourier de los sonidos complejos). Así Helmholtz buscó el sistema mecánico que analiza los sonidos dentro del oído interno y describió: Cuando buscamos en la naturaleza un término análogo para el análisis del movimiento periódico, encontramos solamente el fenómeno de la resonancia. Examinó la cóclea e identificó primero los resonadores como arcos de Corti, las fibras rígidas que sostienen los cilios en el órgano de Corti, pero como los pájaros, quienes indudablemente oían los sonidos musicales, no tenían arcos, sé decidió finalmente por las fibras transversales de la membrana basilar, cada una de las cuales modulaba supuestamente a una frecuencia particular. Para Helmholtz la membrana basilar y el piano eran análogos, ya qué todas las fibras de la membrana basilar estaban en tensión y las fibras apicales eran mucho más largas que las basales. Las vibraciones sonoras, después de pasar a través del oído externo y del oído medio, ponían en movimiento varias cuerdas (fibras) de la membrana basilar, las cuerdas eran complemento de la fundamental y de las armónicas, tal como las vibraciones sonoras pueden poner en movimiento varias cuerdas del piano no amortiguadas. Cada fibra de la membrana basilar estimulaba a un nervio diferente para enviar impulsos a lo largo del nervio auditivo a áreas discretas del cerebro. Los sonidos intensos provocaban una descarga nerviosa más rápida que daba lugar a sensaciones más fuertes. La teoría del lugar de resonancia de Helmholtz fue considerada durante mucho tiempo como una descripción de las funciones del oído interno, pero los anatomistas al inspeccionar la membrana basilar, encontraron que el número de fibras nerviosas era insuficiente para asignar una a cada altura tonal discriminable. Lo que se refiere a la respuesta, en la teoría del lugar de resonancia, era insostenible, pero el concepto del lugar de la cóclea (cada frecuencia única esta asociada a un lugar) ha subsistido en la teoría moderna.

2. Afines del siglo XIX, William Rutherford, fisiólogo inglés, bosquejó su TEORÍA DEL TELÉFONO, opuesta a la anterior. Rutherford adujo que el OÍDO INTERNO NO ERA MÁS QUE UN MECANISMO DE RELEVO PARA EL ESTÍMULO SONORO. El oído interno traducía la energía sonora en energía eléctrica conducida por las líneas telefónicas, según la teoría de Rutherford cada célula ciliada en el órgano de Corti respondía a cada estimulo sonoro (la teoría del lugar de resonancia indicaba que algunas células respondían a algunas frecuencias), al transducir el sonido a vibraciones eléctricas equivalentes (en amplitud, frecuencia y timbre), al estimulo sonoro. Las ondas eléctricas llegaban al cerebro y la corteza cerebral llevaba acabo el análisis de Fourier. Rutherford sostenía que el análisis del sonido era aprendido y que, por lo tanto, se localizaba en aquellas porciones del cerebro relacionadas con el aprendizaje. La teoría del teléfono de Rutherford fue considerada meritoria hasta que los fisiólogos encontraron que el nervio auditivo es incapaz de responder con rapidez suficiente para transmitir las ondas eléctricas de, por lo menos, 15,000 Hz y es un echo experimental que no trasmite la onda del estimulo. La transmisión telefónica de un estímulo sonoro duplicado o analógico era insostenible pero el concepto de la TRANSMISIÓN EN CÓDIGO a lo largo del nervio auditivo ha subsistido en la teoría moderna. En principio, la teoría del teléfono ha sido rechazada por la mayoría de los investigadores de la acústica. La teoría simplemente se ocupa del problema central de la audición desde el oído hasta el cerebro y no explica la ley acústica de OHM.

Mecánica coclear de Bekesy

Las fibras de la membrana basilar no resuenan, como afirmaba Helmholtz, sino que la membrana basilar entera vibra y da un EFECTO DE RESONANCIA. La investigación ha demostrado que los sonidos de frecuencias medias y altas producen ondas viajeras a lo largo de la membrana basilar con periodos máximos en lugares diferentes; un fenómeno de PSEUDO FRECUENCIA.

Georg Von Bekesy estableció este principio de la teoría moderna de la audición con sus experimentos por estos trabajos recibió el premio novel en 1961. Bekesy empezó su trabajo experimental con un modelo coclear mecánico, basado en ecuaciones sin dimensión independientes del tamaño absoluto de las cócleas vivas; técnica semejante a la que utilizan los ingenieros náuticos que predice la conducta del barco a partir de modelos experimentales. La cóclea artificial estaba desenrollada para simplificar su forma en espira no esencial, se acanalo un tubo de latón con un extremo cerrado que representaba a la membrana basilar, el extremo ancho el helicotrema y se le lleno con agua que representaba a la perilinfa; Bekesy había extraído una gota de perilinfa de un oído humano y en experimentos de caída libre había determinado su viscosidad casi idéntica a la del agua. El experimento de Bekesy se muestra en la lámina 1.8, figura 1. Un pistón, que representaba al estribo, era movido por medio de un diapasón eléctrico para duplicar el movimiento de onda senoidal, que sé hacia vibrar contra una membrana que representaba la ventana oval, adaptada al extremo abierto del tubo para generar ondas de presión hidráulica dentro del tubo.

Cuando Bekesy coloco el antebrazo a lo largo de la tira de plástico. Sintió levantarse una vibración en un lugar único a lo largo de la tira; el lugar dependía de la frecuencia del diapasón; las frecuencias altas movían la elevación hacia el extremo cerrado del tubo (ver lámina 1.8, figura 2).

Un modelo transparente de Bekesy con su fluido lleno de partículas finas de carbón y lámina de plástico intercalada cubierta con polvo de oro reveló la operación de la cóclea.

Cuando el diapasón vibraba para generar ondas de presión hidráulica, el polvo descendía hacia la lamina intercalada desde el estribo hasta el helicotrema reflejando así una onda viajera a lo largo de la membrana basilar en dirección hacia fuera. Poco después se detuvo el movimiento del polvo y la perilinfa pareció estar en reposo, con excepción de dos remolinos o vórtices en miniatura en un lugar especifico que dependía de la frecuencia de las vibraciones del músculo del estribo. Los vórtices se localizaban hacia el estribo en las frecuencias bajas y hacia el helicotrema en 1as frecuencias altas. (ver lámina 1.8, figura 3).

El examen microscópico de otro modelo más semejante a la cóclea, reveló las propiedades de las ondas viajeras inducidas en la membrana basilar por ondas de presión hidráulica en la perilinfa. La membrana basilar entera vibraba en forma de eventos ondulares sucesivos. La amplitud máxima de las ondas tenía importancia crítica; los sonidos de frecuencia alta producían ondas de amplitud máxima hacía el estribo y los de frecuencia baja producían ondas de amplitud máxima hacía el helicotrema. El lugar de la amplitud máxima, circundado por remolinos, determinaba EL LUGAR, (la célula) a lo largo de la membrana basilar encargado de las señales enviadas a lo largo del nervio coclear. Cuando Bekesy coloco el antebrazo a lo largo de la lámina intercalada de plástico de su primer modelo para sentir el punto de presión que se movía con el cambio de frecuencia, el punto de presión fue el punto de amplitud máxima.

Bekesy hizo observaciones directas de las ondas que viajan a lo largo de la membrana basilar en el hombre. Desarrollando una técnica que emplea instrumentos quirúrgicos en miniatura, extrajo el oído interno de un cadáver fresco con un taladro circular hueco, dejo al descubierto la cóclea al cortar el hueso circundante, simuló el movimiento del estribo haciendo vibrar la ventana oval con una rueda electromagnética, y observo la membrana basilar a través de un microscopio calibrado. Un estímulo de forma de onda senoidal produjo, de hecho, una sucesión de ondas que descendían hacia la membrana basilar. Cuando él estímulo estaba por debajo de 28 Hz, la membrana vibraba uniformemente a lo largo de su longitud. Cuando el estímulo estaba por encima de 28 Hz, la onda viajera se elevaba a la amplitud máxima en un lugar especifico a lo largo de la membrana: las frecuencias bajas cerca del helicotrema y las frecuencias altas cerca del estribo, tal como lo habían predicho sus modelos.

Pruebas de localización de la frecuencia coclear

Muchas investigaciones sostienen que lugares cocleares deferentes responden a frecuencias diferentes. Los animales de laboratorio ensordecidos por estimulación artificial mostraron un deterioro coclear localizado. E. G. Weber y K. R. Smith sometieron a caballos a estímulos puros muy intensos durante varios minutos, sacrificaron los animales, y los examinaron sus cócleas al microscopio. Los tonos puros altos dañaron los lugares cocleares basales y los tonos de frecuencia media dañaron los lugares cocleares apicales. La cóclea es un verdadero transductor. Aunque su mecánica fue explicada por el modelo de ondas viajeras de Bekesy y confirmada en parte por la evidencia de la localización de frecuencias en la membrana basilar, la capacidad traductora de la cóclea y la conversión de las ondas viajeras de Bekesy en los potenciales electrónicos enviados al cerebro, sigue siendo un enigma. Por esto, la actividad eléctrica de la cóclea ha sido estudiada de modo intensivo.

Electrofisiología del sistema auditivo

en 1930 Ernest Gleen Weber y Charles W. Bray llevaron a cabo una investigación que pareció confirmar la teoría del teléfono de Rutherford; Weber y Bray declararon que el experimento fue planeado para encontrar la respuesta a ciertas preguntas fundamentales de la teoría auditiva, a través de la determinación de la relación que existe entre la frecuencia y la intensidad del sonido que afecta al oído, y el carácter de la respuesta del nervio auditivo. Se utilizó un gato como animal experimental, se le abrió el cráneo lo suficiente para tener acceso al nervio auditivo derecho. Se colocó un electrodo alrededor del nervio y un segundo electrodo en otra parte del cuerpo. Un cable forrado de 18.3 m de longitud conducía las corrientes recibidas hasta un amplificador de tubos de vacío situado en un cuarto a prueba de ruidos y, después de la amplificación, llegaba a un receptor telefónico.

Se estimuló el oído del animal y los impulsos nerviosos resultantes fueron apreciados como sonidos por un observador que escuchaba al receptor en el cuarto de prueba de ruidos.

Los estímulos sonoros aplicados al oído del animal produjeron en el nervio auditivo corrientes de acción de frecuencias que correspondían alas de las ondas sonoras. Después de la amplificación, estas corrientes de acción se oyeron en el receptor como sonidos, hasta donde el observador pudo determinarlo, idénticos al estímulo original. Las palabras fueron transmitidas con gran fidelidad. Ordenes simples, contéos, etc., se oyeron con facilidad. Realmente, en buenas condiciones, este sistema fue empleado como medio de comunicación entre cuartos de operaciones y cuartos a prueba de ruidos. En vista de trabajos recientes con otros nervios sensoriales, estos resultados fueron inesperados. Las terminaciones nerviosas de la presión, el dolor y la visión han demostrado siempre que la frecuencia de los impulsos nerviosos esta correlacionada con la intensidad de la estimulación. Aquí por lo contrario, hemos encontrado que la frecuencia del impulso esta correlacionada con la frecuencia de estimulación.

Este presunto hallazgo de que el estímulo se transmite en forma de ondas a lo largo del nervio auditivo llamado efecto Weber-Bray exigía demasiadas cosas al nervio auditivo: AHORA SE SABE QUE NO OCURRE TAL COSA.

La frecuencia superior de la descarga es limitada. Un nervio no emitirá una descarga a menos que el estímulo este por encima de una intensidad mínima denominada UMBRAL. Cuando se aplica continuamente el estímulo umbral, el nervio emite la descarga una vez. No se observan descargas posteriores durante el PERIODO DEFRACTARIO ABSOLUTO, (o tiempo de recuperación para cualquier estímulo de cualquier intensidad ).

Weber y Bray decían que el nervio auditivo emitía una descarga a los 5,000 Hz, pero se ha visto que otros nervios emiten una descarga a frecuencias no mayores de 1,000 Hz. Weber y Bray resolvieron este problema imaginándose el PRINCIPIO DE LA SALVA DE LA DESCARGA NERVIOSA. Según esta teoría, no todas las fibras del nervio auditivo emiten la descarga simultáneamente sino en salvas sucesivas; el primer grupo de fibras dispara y descansa, luego dispara y descansa un segundo grupo; después un tercero, y así sucesivamente hasta que el primer grupo, habiendo descansado durante el periodo refractario, dispara de nuevo y se repite una y otra vez la secuencia de descargas sucesivas. Weber y Bray compararon el principio de la ráfaga o salva a un tambor con dos baquetas. Cuando el tambor golpea con las dos baquetas sincronizadamente, la frecuencia de sus redobles es limitada; sin embargo, cuando alterna sus golpes para producir andanadas o ráfagas, de tal modo que un brazo descansa mientras el otro descarga, se duplica la frecuencia de su redoble. El principio de la ráfaga no explica el efecto Weber-Bray (explicación conjetural de la microfonía coclear), pero puede explicar otros fenómenos de conducción nerviosa.

Dado lo anterior se podría concluir entonces que las señales que se obtenían en la experiencia de Weber y Bray, en realidad no provenían del nervio auditivo como pensaron, sino de la propia cóclea. Fue E. D. Adrián quien hizo este descubrimiento y estableció que no hubo dificultad para reproducir el efecto, pero es casi seguro que las descargas nerviosas se generan en la cóclea y no se deben a impulsos nerviosos. Los efectos se obtienen con electrodos colocados tan lejos del nervio que los potenciales de acción usuales tendrían pocas posibilidades de alcanzarlos, y estos no son alterados por condiciones que estorban seriamente la conducción nerviosa. El efecto no se debe a algún tipo de microfonía en el oído interno. Estas ondas eléctricas que se originan en la cóclea se denominan MICROFONÍA COCLEAR y se demuestran fácilmente.

Investigadores en psicoacústica estudiaron las microfonías cocleares y sus propiedades:

• Las microfonías cocleares se registran con un electrodo sensible que se coloca en la vecindad del oído y un electrodo indiferente en la parte posterior del cuello. Las microfonías máximas emergen con el electrodo de registro en la ventana redonda, la ventana oval, el conducto auditivo interno, la cubierta ósea de la cóclea y, por supuesto, el nervio auditivo.

• La forma de onda de la microfonía coclear en la ventana redonda es casi idéntica a la del estimulo sonoro.

• Las microfonías cocleares son generadas por mecanismos biofísicos (y no neurológicos) dentro de la cóclea. Las microfonías aparecen después de haber extraído la membrana timpánica y/o los huesillos cuando el sonido estimula la ventana oval por conducción ósea. Las microfonías aparecen también después de seccionar el nervio auditivo (dejando intacto el aporte sanguíneo), y continúan por varias horas después de la muerte. La energía microfónica es casi equivalente a la energía sonora que llega a la ventana oval, lo cual sugiere una transformación y no una descarga nerviosa de energía.

• Las microfonías cocleares no tienen latencia (el tiempo que transcurre entre la estimulación sonora y la aparición de la respuesta, tal como las fibras nerviosas) ni umbral (no requieren de un estímulo sonoro mínimo para emitir la respuesta, como las fibras nerviosas).

• Las microfonías cocleares tienen polaridad opuesta en las ventanas oval y redonda; los picos en la ventana redonda corresponden a los valles en la ventana oval. Por lo tanto, el transductor microfónico debe estar sobre o junto a la membrana basilar.

• La intensidad de la microfonía coclear es más o menos proporcional a la presión del estímulo sonoro. Weber y Lawrence demostraron esta relación para un tono puro de 1,000 Hz.

• Las microfonías cocleares están relacionadas con las ondas viajeras basilares, son generadas desde la cóclea, como lo predijo el modelo de Bekesy.

• Las microfonías cocleares se convierten, por medios no del todo conocidos en la actualidad, en potenciales nerviosos auditivos que son conducidos por el VIII nervio craneal y por último a las áreas auditivas del cerebro.

• La teoría del teléfono de Rutherford era correcta en parte: es cierto que el oído transduce la energía sonora a energía eléctrica con la misma forma de onda (la microfonía coclear), pero no envía ondas eléctricas al cerebro. Los potenciales son señales nerviosas codificadas similares a las de otros nervios. Los psicofisiólogos contemporáneos buscan en la actualidad el mecanismo que transforma la microfonía coclear en potenciales nerviosos auditivos y tratan de descifrar el complejo código de las potencialidades, el cual contiene necesariamente toda la información de las sensaciones auditivas.

El código auditivo, frontera última de la audición, podrá revelarse finalmente al estimular directamente al nervio auditivo. El Doctor Blair Simmons y colaboradores han obtenido ideas preliminares con sus experimentos en un solo sujeto, un hombre de 60 años, sordo del oído derecho. Estos investigadores colocaron cierto numero de electrodos dentro de la porción del modelo del VIII nervio craneal del oído sordo, muy probablemente entere las fibras nerviosas de la parte basal de la cóclea. Se aplicaron varias corrientes eléctricas a los electrodos al mismo tiempo que el sujeto describía las sensaciones que las acompañaban, y los hallazgos más importantes fueron:

• Cada SUPRAUMBRAL (por arriba de cierta intensidad mínima) provoco sensaciones de tono, y no las sensaciones de ruido al azar.

• La sensación de sonoridad estuvo más o menos correlacionada con un solo parámetro. La amplitud del estímulo: las corrientes eléctricas más fuertes, provocaron sensaciones más sonoras.

• La sensación de altura tonal estuvo más o menos correlacionada con dos parámetros, el lugar de la estimulación y la frecuencia de la estimulación. Electrodos diferentes, colocados en fibras nerviosas diferentes, provocaron sensaciones de altura tonal diferentes, el sujeto fue capaz de ordenarlas de altas a bajas. Las frecuencias de estímulo diferentes provocaron también sensaciones de altura tonal diferentes (y probablemente de timbre); las pulsaciones de una por segundo se describieron como un tañer de campana, las de 3 a 4 por un segundo como CLIC, las de 10 por segundo como un zumbido, las de 30 por segundo como un timbre telefónico y las de 100 a 400 por segundo como un silbido.

• Dos estímulos eléctricos simultáneos, cada uno aplicado a electrodos diferentes, provocan las mismas sensaciones simultaneas identificadas como las sensaciones provocadas por cada estímulo por sí solo.

• El código auditivo es un código verdadero. Cuando las ondas sonoras de la voz se amplificaron a los electrodos, el sujeto tuvo sensaciones auditivas no relacionadas con las palabras.

Capítulo 2

Fenómenos Psicoacústicos

El oído y el sistema nervioso auditivo como receptor final de las ondas sonoras, determinan las características que deben satisfacer los propios sonidos. En la evaluación de las condiciones acústicas ambientales se requiere conocer el significado que puede tener a través del sistema auditivo cualquier variación de las características; las cuales están condicionadas, entre otras, por las finalidades de buscar información y protección o comodidad que se persigan. Al respecto deben considerarse que puede provocar daño al sistema auditivo en forma localizada o al sistema nervioso en general y de las cuales no se tiene necesariamente conciencia mediante la percepción.

Como ya se estableció antes, la percepción auditiva es extraordinariamente compleja y aún cuando existen teorías comprobadas, existen también muchas hipótesis basadas en la observación empírica que no han sido comprobadas. Entre otros problemas, el comportamiento no lineal del oído impide la aplicación del principió de la superposición lineal, dificultando su análisis. La percepción subjetiva de las variables acústicas, siendo de naturaleza psicológica está determinada por condiciones ambientales, por la actitud del oyente y por el orden; la duración y la repetición de los estímulos, factores que como respuestas resultan ser interdependientes por lo que algunos interrelacionan entre sí. Dado que en las mediciones es difícil conocer todos los factores que intervienen y mantener constantes los que se requieran, los resultados pueden diferir notablemente entre los diversos experimentadores si no se establecen condiciones normalizadas.

Puede concluirse entonces que los resultados de las mediciones de la percepción auditiva son necesariamente estadísticos y en su mayoría representados gráficamente por comodidad para su uso, y debido a que , aunque pueden expresarse matemáticamente, tales expresiones son muy complejas y tienen poco significado analítico.

Regresando nuevamente a la teoría de la mecánica de la membrana basilar, la onda viajera es debida principalmente al gran amortiguamiento introducido por el liquido endolaberíntico (perilinfa y endolinfa), sin embargo dicha selectividad se agudiza posteriormente en el sistema nervioso auditivo. Esta selectividad establece anchos de banda que permiten analizar subjetivamente los sonidos.

El proceso correspondiente que ocurre en la corteza cerebral no ha sido aun comprendido. El cerebro puede discernir entre la multitud de las señales que llegan simultáneamente y nos permite, si lo deseamos, escuchar y entender una conversación cuando muchas otras se escuchan simultáneamente. Continuamente se encuentra consciente de lo que ocurre alrededor y cualquier señal de alerta ante el peligro cambia su atención instantáneamente.

El sistema nervioso auditivo que transmite las señales eléctricas del oído interno al cerebro emplea un sistema codificado de pulsos de información que no ha podido ser descifrado hasta el momento.

Es decir, al cerebro llega la información sobre las formas de onda, sin recibir directamente dichas ondas. Aunque, como ya sabemos, existe también un efecto microfónico que reproduce las ondas acústicas como ondas eléctricas, es poco probable que estas ondas influyan apreciablemente en la percepción auditiva. En general, estamos acostumbrados a interpretar las ondas sonoras que aunque conozcamos sus características no estamos conscientes de que en algunos aspectos la percepción no corresponde al fenómeno original. Así por ejemplo, el sistema auditivo no percibe las incursiones o fluctuaciones instantáneas individuales de la presión de una onda senoidal de amplitud constante, si no su magnitud raíz cuadrática media (rms) en forma de intensidad subjetiva, y la repetición de los ciclos de la onda producen una sensación continua de tono.

Umbrales de audibilidad

Una de las mediciones más simples que pueden hacerse del proceso auditivo es la del nivel de presión sonora que se requiere en función de la frecuencia para producir la mínima sensación de sonido.

Se define umbral de audibilidad para una frecuencia específica a la mínima presión sonora efectiva capaz de provocar una sensación auditiva en ausencia de ruido. Se expresa usualmente en decibeles referidos a 20 Pa (ó dBSPL).

El umbral de audibilidad se ha medido en diversas formas. Puede medirse a la entrada del conducto auditivo externo o en un campo libre progresivo plano o difuso en ausencia de la cabeza del oyente. Su valor depende también de sí el estímulo se presenta a un solo oído (monoaural) o a los dos oídos simultáneamente (binaural) véase la lámina 2.1. Las pruebas se hacen normalmente con grupos de individuos jóvenes masculinos entre 10 y 25 años de edad, ontológicamente normales (sanos).

La curva 1 de la lámina 2.1 muestra los umbrales de audibilidad cuando el sonido se presenta a un oído mediante audífonos, midiendo la presión a la entrada del C.A.E. Para obtener la curva 2 de la lámina 2.1, se coloca una fuente de sonido a una distancia mayor de un metro directamente frente al oyente en un recito muy absorbente y sin ruido.

La presión se mide en la posición correspondiente al centro de la cabeza del oyente en ausencia de este. La diferencia entre las curvas 1 y 2 se debe en gran medida a que la curva 2 corresponde a la percepción binaural y a efectos de difracción.

El umbral de audibilidad varía con muchos factores. Es diferente de persona a persona y aún para una misma persona varía día a día y de hora a hora (esto es, es una cantidad un-quantas). Después de la exposición a un ruido de nivel moderado, ocurre una ligera reducción temporal de la sensibilidad que desplaza el umbral de audibilidad hacia arriba. Las mediciones del umbral por debajo de 30 Hz son inseguras debido a que la intensidad requerida es alta, por lo que es difícil evitar la presencia de algo de distorsión en la fuente del sonido. Debido a esto, las armónicas pueden llegar a confundirse con la fundamental. Aún cuando no exista distorsión en la fuente, la no linealidad del oído puede percibir la percepción irreal de la fuente.

El límite superior de frecuencias audibles es muy variable de persona a persona, particularmente en las mayores de 30 años. La frecuencia más alta que puede percibir una persona joven masculina o femenina puede ser tan alta como 20,000 Hz o incluso, 25,000 Hz. La lámina 2.2 muestra las pérdidas promedio típicas de 500 Hz a 4,000 Hz en hombres y mujeres. Como puede observarse, es mayor la pérdida de agudeza auditiva con la edad en los hombres, debido entre otras causas, probablemente a que están más expuestos a ruidos intensos.

En el rango de 1,000 Hz a 5,000 Hz; el oído humano es extremadamente sensible, muy cercano al nivel de agitación térmica de las moléculas del aire, por lo que es poco probable que algún animal tenga mayor sensibilidad en ese rango. En cambio, existen muchos animales que perciben frecuencias mucho más altas que las que son posibles para el oído humano, así por ejemplo, el perro es capaz de percibir sonidos entre 15 Hz y 25,000 Hz; el gato entre 60 Hz y 65,000 Hz y el murciélago entre 1,000 Hz y 12,000 Hz.

En el otro extremo del rango dinámico del oído, se encuentra que los sonidos son suministrados por medio de audífonos que producen incomodidad cuando se alcanza el nivel de presión de 120 dB o 20 Pa y dolor definido entre 140 dB o menos. La exposición prolongada a sonidos de alto nivel causa la degradación progresiva permanente de la sensibilidad del oído.

El umbral de audibilidad tal como se ha definido corresponde a la percepción de tonos puros. Es posible también establecer umbrales para sonidos complejos dentro de bandas de un ancho específico, tales como 1/3 de octava, una banda crítica, ½ de octava o una octava. En este caso el umbral cambiará conforme cambie la frecuencia central del tipo de banda escogida y la curva de umbrales resultante se observa que adquiere una forma similar a la correspondiente con tonos puros.

Efecto de enmascaramiento.

El umbral de audibilidad adquiere los valores de la gráfica de la lámina 2.1 sólo si no existe ruido a la entrada del C.A.E. al hacer la medición. Hay ocasiones en la práctica en que resulta necesario reducir un sonido específico molesto hasta que se pierda su percepción en presencia de un ruido ambiente que pueda ser tolerable. Por otra parte, hay también ocasiones en que se pierde la inteligibilidad de la voz en momentos cruciales o la audibilidad de pasajes importantes de la música debido a la presencia de un ruido de fondo inconveniente. El ruido tiene el efecto de reducir la agudeza del oído, es decir, eleva el umbral de audibilidad. El desplazamiento del umbral de audibilidad se denomina ENMASCARAMIENTO. Cuantitativamente el enmascaramiento es la cantidad en dB que se eleva el umbral de audibilidad por la presencia de un ruido. A menos que el nivel de ruido de fondo sea suficientemente bajo, la voz no podrá ser completamente inteligible, ni la música adecuadamente apreciada.

El enmascaramiento se debe a la competencia establecida por los sonidos en la excitación de los nervios del sistema auditivo.

El enmascaramiento puede ser producido tanto por tonos puros como por ruidos de espectro contínuo. Los experimentos en este campo indican que los tonos de baja frecuencia, especialmente si son de considerable intensidad, producen un marcado efecto de enmascaramiento en los tonos de alta frecuencia, mientras que los tonos de alta frecuencia producen poco enmascaramiento de los tonos graves. Una banda angosta de ruido de 1/3 de octava produce aproximadamente el mismo enmascaramiento general que un tono puro si tiene su mismo nivel, pero un enmascaramiento mayor a frecuencias específicas próximas a su centro. Esto se muestra en las figuras 1 y 2 de la lámina 2.3. La figura muestra el efecto de enmascaramiento de un tono puro de 1,000 Hz a diferentes niveles en función de la frecuencia.

Como puede observarse en la figura 1 de la lámina 2.3, un tono puro de 400 Hz a 80 dB produce un corrimiento de umbral de unos 5 dB a un tono aislado de 200 Hz, que se quisiera escuchar en presencia de él, de 38 dB a unos 500 Hz de 18 dB a uno de 2000 Hz, en tanto que un ruido de banda angosta con frecuencia central de 410 Hz y el mismo nivel de 80 dB produce cerca de 60 dB de corrimiento de umbral de 500 Hz.

Los patrones característicos del enmascaramiento originado por tonos puros se atribuyen a diversas causas individuales o combinaciones de ellas: patrones de la actividad NEURAL de la cóclea establecidos por la señal que produce enmascaramiento, pulsaciones entre la señal y el tono interferente, armónicas generadas por el sistema auditivo y supresión de la respuesta de la cóclea a la señal. Aún en la actualidad no parece haber una respuesta concluyente con respecto a las irregularidades de estos patrones.

Para que un tono puro pueda escucharse en presencia de un ruido de banda ancha, se requiere que tenga un nivel de presión mayor al nivel espectral del ruido a su frecuencia en un cierto número de decibeles, el cual resulta ser la cantidad mínima en dB que debe exceder un tono puro el nivel el nivel espectral de un ruido de banda ancha. Esta cantidad mínima se le define como RELACIÓN CRÍTICA.

En la lámina 2.5 las coordenadas representan la RELACIÓN CRÍTICA entre los niveles mencionados y es FUNCIÓN DE LA FRECUENCIA. La relación crítica se aplica solo cuando la curva de niveles espectrales del ruido irregularidades muy acentuados ni discontinuados.

En forma de ecuación puede entonces expresarse:

2.1

En donde:

Es el nivel mínimo que debe tener el tono puro para ser perceptible es decir, es el UMBRAL DEL TONO EN PRESENCIA UN RUIDO.

Es el nivel espectral medio del ruido en la frecuencia del tono puro.

Es la relación crítica en dB.

El enmascaramiento producido por un ruido de banda ancha en un tono estará entonces dado por la diferencia entre el umbral en presencia de ruido y el umbral en ausencia de ruido, esto es:

2.2

En donde:

Es el enmascaramiento en dB.

Es el umbral en ausencia de ruido dado por la curva de umbral de audibilidad.

Adicionalmente, debe mencionarse que los patrones de enmascaramiento nos dan una idea muy clara de la selectividad de la excitación de los nervios auditivos por un sonido puro o por una banda angosta de ruido. Esto es de suma importancia para comprender la forma en que se incrementa la sensación de intensidad de los sonidos complejos de banda ancha.

Bandas críticas

El proceso de la percepción auditiva parece manifestar una característica muy importante en varios aspectos: el efecto de la generación de bandas críticas. Las bandas críticas se han relacionado con la forma en que se incrementa la intensidad aparente de los sonidos complejos, con el efecto de enmascaramiento, con la forma en que varia la frecuencia real, con la posición de las áreas de sensibilidad selectiva a la frecuencia en el órgano de Corti, con el umbral de sonidos complejos y con la detección auditiva de los efectos de fase. Esta relación múltiple permite la medición de dichas bandas en diversas formas.

En los temas subsiguientes, sé ira describiendo el efecto de las bandas criticas en la intensidad aparente de los sonidos complejos y con la frecuencia aparente o subjetiva las cuales son manifestaciones de una sola característica esencial del proceso auditivo.

Para el oído humano, los sonidos complejos de banda ancha parecen más intensos que los tonos puros o bandas angostas de ruido que tengan el mismo nivel de presión. Esta situación se ilustra en la figura 1 de la lámina 2.6, al comparar la intensidad de una banda de sonido complejo con un tono puro de 1,000 Hz. Puede observarse que si la banda de sonido complejo centrado en 1,000 Hz se conserva en un nivel total de presión constante al modificar su ancho, su intensidad aparente o sonoridad no varia mientras el ancho de banda inferior a 160 Hz, pero cuando el ancho de banda sobrepasa 160 Hz, su intensidad aparente aumenta rápidamente.

El ancho de banda crítica es de 160 Hz a 1,000 Hz, pero tiene distinto valor a otras frecuencias. La figura 2 de la lámina 2.6, muestra la forma en que varia el ancho de banda critica con la frecuencia.

Estimación subjetiva de la intensidad

En muchas ocasiones es conveniente estimar auditivamente la intensidad de los sonidos. También con frecuencia se requiere expresar la variación aparente de intensidad que puede tener un sonido cuyas características se conocen por mediciones objetivas. Desafortunadamente, la relación entre las variables reales y las aparentes o subjetivas de un sonido no son simples y depende de diversos factores.

El medio más simple y consistente para cuantificar la intensidad subjetiva de un sonido es compararlo con un sonido de norma o referencia. El sonido establecido como referencia es un tono puro de 1,000 Hz.

El nivel de intensidad subjetiva o nivel de sonoridad de cualquier sonido puro o complejo, es numéricamente idéntico al nivel de presión de un tono puro de 1,000 Hz que parezca igualmente intenso. La unidad subjetiva del nivel de sonoridad se denomina FONO. Por ejemplo, si un sonido complejo con muchas componentes, parece igualmente intenso que un tono puro de 1,000 Hz con un nivel de presión de 80 dBSPL, aquel tendrá un nivel de sonoridad de 80 fonos, independientemente del nivel de presión real que tenga.

Con un numero de personas estadísticamente significativo se pueden comparar sonidos puros en tono de norma o referencia y promediar sus opiniones. En esta forma se pueden construir gráficas continuas que representen el nivel necesario que deben tener los tonos puros a cada frecuencia para que parezcan igualmente intensos que el tono de referencia a 10 dB, 20 dB, etc., es decir, para que tengan un nivel de sonoridad de 10 fonos, 80 fonos, etc.

El resultado de una gran cantidad de mediciones de este tipo ha sido normalizado por la ISO (Organización Internacional para la Normalización), en la recomendación 226. En familia de curvas isófonas o de intensidad subjetiva constante para percepción binaural en un campo libre frontal de la figura. Esta basada en dicha norma.

Se puede observar como característica de esta familia de curvas que no son paralelas, estando más próximas entre sí. Las bajas frecuencias que en otros rangos. Por lo tanto, a bajas frecuencias se requiere una variación menor de niveles de presión. Se requiere una variación de solo 5 dB para producir una variación del orden de 10 fonos. Esta característica es de suma importancia y se considera en el diseño de amplificadores de audiofrecuencias, ya que la música se reproduce a un nivel más bajo que la interpretación original, se perciben más atenuadas las frecuencias graves, excepto que exista una compensación adecuada.

Además de los efectos de variación del nivel, se puede observar que a niveles bajos y medios, los sonidos graves requieren teñir un nivel de presión mucho mayor para que su nivel de sonoridad sea igual el de los sonidos de frecuencias medias. Un tono de 30 HZ necesita casi 75 dB para tener la misma intensidad aparente de 40 fonos que un tono de 50 HZ o uno de 1,000 HZ a 40 dB. Esto significa que si se están escuchando simultáneamente diversos tonos puros de nivel similar, al reducir en la misma proporción su nivel, eventualmente se perderá la percepción de los tonos graves.

Debe hacerse hincapié en que la familia de curvas isófonas citada corresponde a un CAMPO FRONTAL DE SONIDO. Las mediciones en CAMPO DIFUSO sólo pueden hacerse MODULANDO LOS TONOS EN FRECUENCIA O CON BANDAS ANGOSTAS DE SONIDO, para evitar el establecimiento de ondas estacionarias.

Capítulo 3

Evaluación Subjetiva del Sonido y del Ruido

Intensidad subjetiva de tonos puros (SONORIDAD)

La escala de fonos permite principalmente, para los tonos puros, objetivar las diferencias de percepción de intensidad en relación con la frecuencia. Un tono puro de 60 fonos produce la misma impresión de intensidad cualquiera que sea su frecuencia. Sin embargo, esta escala no nos permite establecer en que proporción es más intenso un sonido que otro, aun de la misma frecuencia, según lo juzga el oído.

La generación voluntaria de los sonidos y la reducción de ruido están supeditadas a la impresión subjetiva que producen estas ondas, y las relaciones de intensidad juegan en esto un papel importante. Por lo anterior, es necesaria una escala que nos permita expresar en forma directa las intensidades relativas aparentes. Ignorando las propiedades del sistema auditivo esta escala parecería corresponder a relaciones reales de intensidad. Así mismo, en la reducción de ruido ambiente, por ejemplo, lo que nos interesa es que la reducción parezca efectiva juzgada subjetivamente.

Evidentemente, la escala de fonos tiene propiedades similares a la escala de decibeles y no puede manejarse de otra forma. Una duplicación de la cantidad de fonos no corresponde a una duplicación de la intensidad subjetiva. Empíricamente se ha comprobado que UN INCREMENTO DE 10 FONOS CORRESPONDE A UNA DUPLICACIÓN DE LA SONORIDAD.

Con sólo esta evidencia se puede construir una escala de intensidades aparentes o sonoridades, fijamos además un punto de referencia o unidad. Dicha escala se basa en una unidad de intensidad subjetiva o sonoridad denominada SONO que corresponde a un nivel de sonoridad de 40 fonos. Así, a 50 fonos corresponderán 2 sonos, a 30 fonos corresponderán 0.5 sonos, etc. Es fácil comprobar que la siguiente ecuación o FUNCION DE TRANSFERENCIA satisface la definición de esta escala:

3.1

o bien:

o:

3.2

Las tablas 3.1 se obtuvieron de la función de transferencia 2.4. Donde F corresponde a los márgenes de las tablas y S al cuerpo.

La ausencia de fundamental

En un tema anterior en este libro se describió la relación entre la frecuencia real y la frecuencia subjetiva. La frecuencia aparente de los sonidos complejos periódicos formados por una frecuencia fundamental y sobretonos armónicos, obedece a la misma relación, pero existe un caso especial de sonidos complejos que produce una impresión subjetiva muy singular.

Si un sonido complejo esta formado por componentes de 100 Hz, 200 Hz, 300 Hz, 400 Hz y 500 Hz de igual amplitud, su frecuencia aparente corresponde a la fundamental de 100 Hz, y si se suprime la fundamenta, sorprendentemente la frecuencia aparente será la misma. En forma similar la frecuencia subjetiva de un conjunto de sonidos de igual nivel de 400 Hz, 600 Hz y 800 Hz, corresponde a la de un tono de 200 Hz, pero si se agregan componentes de 500 Hz, 700 Hz y 900 Hz, la frecuencia aparente bajara, correspondiendo a la de un tono de 100 Hz, a pesar de no estar presentes ni este tono ni sus armónicas de 200 y 300 Hz. LA FRECUENCIA APARENTE de una combinación de tonos IGUALMENTE ESPACIADOS EN FRECUENCIA, NO ES NORMALMENTE LA DE SU COMPONENTE MÁS BAJA EN FRECUENCIA, SINO LA DE DICHA DIFERENCIA CONSTANTE.

El mismo fenómeno se observa, aunque en menor grado en un tono musical cuyas armónicas tienen amplitudes de distinto nivel.

Este efecto se aprovecha en el diseño de radiorreceptores y explica por que el sonido emitido por pequeños altavoces es razonablemente bueno, a pesar de que por sus pequeñas dimensiones en si no pueden radiar a bajas frecuencias.

Estimación subjetiva de la frecuencia

La respuesta correlativa al estímulo frecuencial de un sonido se denomina TONO O ALTURA TONAL. El tono de un sonido depende fundamentalmente de su frecuencia. Sin embargo; la relación entre la frecuencia subjetiva o tono y la frecuencia real no es lineal y depende también en cierto grado de la intensidad física. Adicionalmente se presentan algunas peculiaridades de su percepción en los sonidos complejos que ya mencionamos anteriormente. En este caso nos limitaremos a la percepción del tono de los sonidos de una sola frecuencia o tonos puros.

Si a un observador medio sin entrenamiento auditivo musical se le hace escuchar alternadamente dos tonos, uno de muy baja frecuencia y otro de 4,000 Hz; y se le pide después que ajuste un oscilador hasta que su frecuencia parezca estar a la mitad entre los dos primeros tonos, se observa que no se seleccionara una frecuencia de 2,000 Hz, sino una alrededor de 1,000 Hz. Esto significa que subjetivamente 1,000 Hz. está aproximadamente a la mitad entre 0 Hz y 4,000 Hz. La unidad de frecuencia subjetiva se denomina MEL, DE LA PALABRA MELODIA y 0 mels a 2,400 mels cubren en el rango de frecuencia de 0 Hz a 16,000 Hz. La lámina 3.1 muestra la curva que relaciona la frecuencia real y la aparente subjetiva.

Es muy notable que UN INTERVALO DE TONO DE APROXIMADAMENTE 100 MELS LOCALIZADO EN CUALQUIER PARTE DEL RANGO DE FRECUENCIAS CORRESPONDE A UNA BANDA CRITICA EN ESE PUNTO. Es casi seguro que el mismo mecanismo del oído sea responsable tanto de las bandas críticas como de la frecuencia subjetiva.

Para la medición de la frecuencia subjetiva, la escala de frecuencias más usada es lineal en tono subjetivo. Sin embargo en lugar de usar el mel, actualmente se usa el ancho de banda crítica definida como un BARK (100 mel). En esta forma, el rango de frecuencias audibles cubre 24 BARKS.

Resulta interesante comprobar que existe una relación aproximadamente lineal entre la frecuencia subjetiva y las posiciones de los nervios que son excitados por una onda en el órgano de Corti. Lo anterior nos conduce a creer que la determinación de la altura tonal es un juicio subjetivo que se basa en la localización del punto de máximo a lo largo de la membrana basilar.

Tono y sonoridad

Existe, como ya se indicó antes, una cierta dependencia entre la sonoridad y el tono percibido. Cuando la intensidad física de un sonido puro aumenta, el tono percibido puede aumentar o disminuir dependiendo de la frecuencia física. Se encuentra experimentalmente que para un aumento de la intensidad física:

El tono percibido decrece para todas las frecuencias por debajo de 1,000 Hz,

El tono resulta independiente de la intensidad física para frecuencias entre 1,000 Hz y 3,000 Hz y

El tono percibido se eleva para frecuencias por arriba de 4,000 Hz.

Esto sólo es válido para tonos puros ya que para sonidos complejos como la música los resultados son diferentes.

Análisis en frecuencia

Frecuentemente la lectura de energía total de un sonido efectuada con un medidor de nivel, no es suficiente como es el caso de la lectura del SPL o cualquiera de las medidas en las escalas de ponderación A, B, C y D cuando tenemos dos sonidos producidos por diferentes fuentes acústicas, las cuales dan un mismo nivel de presión sonora en dB ya sea en una escala lineal o en su escala C, donde subjetivamente una de estas dos fuentes puede resultar más indeseable que la otra.

Este hecho se presenta cuando se mide el ruido producido por una sierra circular y el ruido producido por un ferrocarril con la escala de ponderación A del medidor de sonido. Así se observa que la lectura del ruido del ferrocarril resulta más baja, y se puede predecir en forma correcta que la mayor parte de su energía se encuentra en las bajas frecuencias para las cuales el oído es muy sensible. En el caso del ruido producido por una sierra circular, la energía estará concentrada en las altas frecuencias.

Sin embrago, el sonido debe analizarse con detalle desde el punto de vista de sus consideraciones mecánicas, como es el caso de la indeseabilidad, molestias o daños potenciales a la audibilidad. En tales casos se requiere llevar a cabo un examen de distribución de la intensidad en el espectro de frecuencias. El procedimiento de medición de la presión sonora en diferentes partes del espectro de frecuencias se conoce como ANÁLISIS DE FRECUENCIAS.

Para el análisis de frecuencias se inserta un sistema de filtros, los cuales sólo dejaran pasar ciertas bandas de frecuencia que están normalizadas internacionalmente en los detalles cualitativos.

Internacionalmente se acordó que las bandas preferidas serán las siguientes:

Frecuencia central de la banda (Hz)	Limites de banda (Hz)
		Infe. Sup.
63	45 90
125	90 180
250	180 355
500	355 710
1000	710 1,400
2000	1,400 2,800
4000	2,800 5,600
8000	5,600 11,200
Tabla 3.2 Definición normalizada de las bandas de octava.

Ruido percibido (P.N.)

Al aparecer las máquinas pesadas de pistón dentro de la transportación después de la Segunda Guerra Mundial, el ruido de los aviones se convirtió en un fastidio y el fono que había sido utilizado como una medida para corregirlos o anularlos no cumplía ya con este propósito resultando insuficiente.

En 1940 el avión trajo como consecuencia una nueva fuente de disturbios para la comunidad. Por esta misma época Karl D. Kriter creó una nueva escala de medición en la cual el juicio de sonoridad fue sustituido por el de ruido percibido en dB (ó PNdB), y el valor resultante se denominó NIVEL DE RUIDO PERCIBIDO.

Este concepto básico ha sido modificado en diferentes ocasiones debido al cambio del ruido producido por las fuentes (máquinas) y también al refinamiento en las técnicas de medición del mismo. Sin embargo, no existen diferencias fundamentales entre el cálculo del nivel de ruido percibido y sus variantes con el proceso de S. Stevens para el cálculo de la sonoridad, el cual se apoya en las mismas bases.

Se denomina ruido percibido (ruidosidad) a la impresión subjetiva de un medio ambiente sonoro ya esperado, no doloroso y que no provoque miedo o terror (Kriter 1959).

La medición o estimación del ruido percibido (P.N.) como atributo subjetivo es de importancia central en la evaluación de sonidos o ruidos ambientales con la estimación de su contenido físico. Puede observarse que el concepto de ruido percibido como atributo subjetivo y su desarrollo histórico dentro de la clasificación de unidades escalares, se ha definido de una clara distinción entre sonoridad y ruido (ruidosidad). En forma paralela al uso del sono para la sonoridad, establece el NOY para la unidad subjetiva del ruido.

Como definición del noy se establece un sonido, el cual se juzga ser igualmente ruidoso que una banda de octava de ruido aleatorio, centrada en 1,000 Hz y con un nivel de presión sonora de 40 dBSPL.

En estas condiciones; los sonidos que se juzgan deben ser dos o tres veces más ruidosos, se designan como dos noy y tres noy respectivamente.

Cuando hacemos referencia a la expresión: igual de ruidoso que..., tratamos de decir que una persona deberá ser capaz de comparar sonidos que pudieran existir en una casa o habitación durante la noche o durante el día, tan pronto los escuche o los deje de escuchar.

Así mismo; existe también en este caso una función de transferencia para pasar de escala subjetiva de noys a una escala de tipo dB. Así un incremento de 10 dBSPL en un sonido, equivale a duplicar su valor en noy.

Se puede interpretar al PNdB como indeseabilidad de un ruido.

Cálculo del nivel de ruido percibido (o nivel de ruidosidad) en PNdB.

La tabla 3.3, ruido percibido que se da a continuación se emplea para calcular el nivel de ruidos percibidos a partir de los niveles de bandas de octava de las series escogidas en forma normalizada.

Procédase como se indica a continuación:

De la tabla 3.3 hállese en valor de ruidosidad en noys para cada nivel de banda.

Multiplíquese el resultado anterior por el factor de corrección

para bandas de octava

Sumase el producto anterior a 0.7 del valor en noys de la banda que resulte más ruidosa

Esto es:

En donde
es la ruidosidad total.

Conviértase la suma de valores en noys a PNdB relacionando el valor obtenido por la NT en la columna de 1,000 Hz, con la columna nivel de banda en dB de la tabla 3.3.

Otro procedimiento consiste en recurrir a la función de transferencia fonos-sonos modificada en relación con noy-PNdB a la cual se puede expresar por:

3.3

o bien:

3.4

Obsérvese que esta función de transferencia también se puede determinar a partir de la tabla de Stevens (tabla 3.1) para la relación entre fonos y sonos, modificada en base a PNdB-noys.

Ejemplo de aplicación.

El ruido producido por cierto taladro de mano reporta los siguientes valores de nivel de banda al ser analizados por bandas de octava con un sonómetro normalizado.

Banda de octava (Hz).	Nivel de banda (dB).	Ruido percibido (noys).
31.5	78	1.3
63.0	76	4.5
125.0	78	9.0
250.0	82	16.0
500.0	81	17.1
1000.0	80	16.0
2000.0	80	27.9 NMÁX
4000.0	73	21.2
8000.0	63	8.7
Tabla 3.4 Ejemplo de aplicación

Determinar la ruidosidad y el nivel de ruidosidad total que produce dicha herramienta.

En el cuerpo de la tabla 3.3 se observa que 56 noys a 1,000 Hz corresponde a 98 dB. por lo tanto el nivel de ruido correspondiente es 98 PNdB.

Molestia auditiva.

Si hacemos referencia a la definición dada por Borsky, el cual expresa que: la molestia es un sentimiento de insatisfacción asociado a un medio ambiente o labor realizada, la cual afecta adversamente a un individuo; podemos considerar esta como un punto de vista analítico enfocando la atención a ese medio ambiente tan singular como es el ruido, el cual debe reconocerse en la vida real como un agente ambiental muy complejo que produce gran tensión (stress).

La respuesta a la molestia está determinada tanto por la exposición física como por las variables psicosociales, las cuales deben controlarse o medirse en estudios experimentales de la molestia producida por el ruido. Por lo tanto, la molestia puede incluir no solamente las características físicas del ruido, sino también variables psicosociales manifiestas en la actividad y las influencias ambientales del observador.

En resumen, podemos decir que la molestia esta determinada por los siguientes parámetros:

Molestia = Tiempo de exposición + respuesta psicológica + ruido percibido

Puesto que no existe un método objetivo para medir la molestia como tal, es posible obtener alguna indicación de la molestia preguntando a un número suficiente de personas sobre sus reacciones a este. En base a las respuestas dadas a preguntas especificas, junto con un conocimiento del medio ambiente existente, puede obtenerse alguna indicación cuantitativa de la forma en que el ruido interfiere con la vida de la gente.

A continuación se describe la forma en que algunos investigadores han tratado a la molestia.

Según Wells. Este investigador define por molestia al ruido no aceptado y sugiere un método de prueba para determinar la relativa aceptación o molestia producida por diferentes tipos de aeronaves.

Según Clark y Kryter. Estos investigadores hacen el estudio por medio de un aprueba consistente en estimar la magnitud de diferentes ruidos. Esta prueba se efectúa en la siguiente forma: A un grupo de personas se les somete a diversos ruidos, pidiéndoles cuan ruidosos, molestos o no deseados resultan ser cuando son oídos por ellos.

Según Sorensen. Este investigador emplea la técnica de los cuestionarios para valorar la molestia. Uno de los objetivos de esta prueba es que las personas traten de ponerse en la situación o en el lugar de los residentes de una comunidad y estimen el grado de disturbio producido por el ruido al elevar su dBSPL. Se hace especial énfasis en que debe estimarse el disturbio producido. El resultado de estas estimaciones se emplea como base para decidir cuál nivel de ruido deberá o no ser aceptable.

Según Sternfeld. El método de este investigador consiste en una evaluación categórica sucesiva usando un instrumento graduado del 1 al 9, el numero 1 es el menos molesto y el 9 el más molesto.

Uno de los problemas que pueden presentarse es la actitud que adopte el individuo con respecto a la prueba que se está haciendo; claro está que esta actitud estará en función de los problemas neuropsíquicos del sujeto. Así que algunas veces tratará de exagerar los ruidos percibidos o bien ser inmune a ellos. Es por esto que las instrucciones que se les dan a los sujetos bajo prueba no deben inclinarlos a tomar este tipo de actitudes.

Analizando los métodos expuestos, para nuestro estudio aplicaremos el método de Sternfeld, por considerarlo como el más abocado a nuestros propósitos dadas las características que se enuncian en el siguiente tema.

A continuación se da la tabla 3.5, que da idea de la relación física del sonido con respecto a la respuesta subjetiva de la sonoridad, tanto para la noche como para el día.

Impresión subjetiva	Noche		Día
		Fonos	Sonos	Sonos
Calmado	55	3	6
Moderadamente ruidoso	56 - 65	3 - 6	6 - 12
Muy ruidoso	66 - 75	6 - 12	13 - 24
Excesivamente ruidoso	75	12	24
Tabla 3.5 Relación física del sonido día/noche

Nivel percibido (PL) o Mark VII de Stevens (PLdB)

El nivel percibido es una evaluación de la sonoridad o ruidosidad de un ruido; calculada a partir de medidas acústicas efectuadas en bandas de octava o tercias de banda de octava.

El nivel percibido fue desarrollado como una medida de la sonoridad o ruidosidad del ruido, para proporcionar un compromiso entre el nivel de ruido percibido (PNdB) o nivel de ruidosidad y el nivel de sonoridad dado por el método Mark VI de Stevens.

El nivel percibido PL conocido también como Mark VII, es una revisión del nivel de sonoridad Mark VI de 1972; desarrollado por Stevens para ser incorporado a la investigación tanto de la sonoridad como de la ruidosidad. Los principales cambios en este método de evaluación son los siguientes:

El ruido de referencia es el ruido producido por una banda de ruido aleatorio de 1/3 de octava cuya frecuencia central de banda es ahora de 3,150 Hz en lugar del tono de 1,000 Hz y con un nivel de banda de 32 dBSPL, al cual se asigna una magnitud percibida de un sono. Esta nueva referencia normalizada da como resultado una disminución en el nivel percibido PLdB de 8 PLdB, comparado con los valores de fonos dados para el método Mark VI.

Debidos a las investigaciones efectuadas, los contornos de igual sonoridad y ruidosidad son modificados para incorporarles los nuevos datos de sonoridad y ruidosidad.

Al ser duplicada la magnitud percibida en sonos (sonoridad - ruidosidad) se acompaña ahora de un incremento de la señal de 9 dB en lugar del incremento de 10 dB usado antes.

El factor de enmascaramiento F, en el proceso de cálculo va a variar con el nivel, en lugar de permanecer constante.

Método de cálculo.

El procedimiento de cálculo para el nivel percibido supone que la señal de ruido se ha medido en bandas de octava, con lo cual los niveles en cada banda se convierten a valores percibidos en sonos y a continuación encontrado se convierte a nivel percibido calculado en PLdB por medio de la función de potencia que relaciona la magnitud percibida con la presión sonora.

Procedimiento de cálculo:

De la gráfica de la lámina 3.2 o de le tabla 3.6 PL-I, convertir el nivel de presión sonora de cada banda a la magnitud percibida en sonos (sonoridad - ruidosidad).

Empleando la magnitud máxima percibida SM, encontrar el factor F a partir de la tabla 3.7 PL-II, si se utilizan bandas de octava en. El análisis se resta 4.9 dB al nivel de la banda más sonora. Se determina así el valor en sonos correspondiente, el cual sera usado para obtener el factor F. se duplica este valor y se usa para F.

La magnitud total percibida en sonos se determina mediante la siguiente regla:

3.5

En donde:

Sonoridad total del ruido en sonos.

Sonoridad de la banda más sonora o máxima magnitud percibida.

Factor que varia con el nivel de SM.

Magnitud percibida de la banda de frecuencia.

n es igual a 24 pare mediciones de 1/3 de octava o igual a 6 para mediciones de banda de octava.

La magnitud total percibida puede convertirse a nivel percibido PLdB encontrando la ST en sonos en la columna de la tabla 3.8 PL-III, y relacionando la columna de la extrema izquierda con la banda del nivel de presión en dB.

Para niveles ST por arriba de 20 dB, el nivel percibido puede calcularse mediante la siguiente ecuación:

3.6

Ejemplo de aplicación.

El espectro de ruido producido por un avión que sobre vuela el punto de medición analizado en bandas de 1/3 de octava, reporta los siguientes valores, dados en la tabla 3.9, calcúlese el nivel percibido en PLdB.

Frecuencia central de la banda de 1/3 de octava en Hz	Nivel de banda en dB	Magnitud percibida en sonos
50	75	1.66
63	80	5.05
80	70	2.81
100	70	3.56
125	80	11.50
160	85	20.20
200	90	33.30
250	85	25.40
315	80	19.40
400	80	21.80
500	80	21.80
630	85	32.00
800	85	32.00
1000	80	21.80
1250	85	32.00
1600	89	50.80
2000	95	94.10
2500	110	348.00
2150	95	128.00
4000	85	59.30
5000	90	87.10
6300	80	40.30
8000	75	27.40
10000	70	13.70
Tabla 3.9 Datos del ejemplo de aplicación

Nota: el valor de F permanece constante (F=0.227) por arriba de 219 sonos.

Cuantificación del sonido y ruido (niveles sonoros)

La unidad de cuantificación sonora es el decibel. En el trabajo experimental y de ingeniería se acostumbra expresar la presión sonora en N/m2, y la intensidad sonora en W/m2 y describir estas cantidades en forma relativa mediante el uso de escalas logarítmicas conocidas como niveles sonoros.

La razón principal para el uso de estas escalas es el amplio rango de presiones e intensidades que se manejan en el ambiente sonoro.

Nivel de intensidad sonora.

Se define como 10 veces la relación logarítmica de la intensidad de un sonido con respecto a la intensidad de referencia, que se expresa en dB.

3.7

El valor de
corresponde con la intensidad mínima perceptible por el oído humano.

Nivel de presión sonora

Se puede expresar a partir del nivel de intensidad sonora recordando que:

,

con lo cual:

3.8

Siendo
la presión que se usa como referencia.

A esta última expresión se le define como nivel de presión sonora.

El valor de
corresponde a la presión sonora mínima perceptible por el oído humano, a la frecuencia de 1,000 Hz.

Nivel de potencia sonora

Se define como diez veces la relación logarítmica de la potencia sonora radiada por una fuente sonora cualquiera con respecto a la potencia sonora de referencia.

3.9

El valor de
corresponde a la potencia sonora mínima perceptible por el oído humano.

En la tabla 3.10 se da la relación que existe entre intensidad, presión y nivel de sonido.

dB	I	P	W
0	10-12	20 x 10-6	10-13
20	10-10	20 x 10-5	10-11
40	10-8	20 x 10-4	10-9
60	10-6	20 x 10-3	10-7
80	10-4	20 x 10-2	10-5
100	10-2	20 x 10-1	10-3
120	1	20	10-1
140	102	20 x 101	101
160	104	20 x 102	103
180	106	20 x 103	105
200	108	20 x 104	107
Tabla 3.10 relación entre intensidad, presión y nivel de sonido

Obsérvese que un cierto número de dB dado implica valores físicos reales diferentes relacionados con los conceptos clásicos, esto es 120 dB equivalen a valores absolutos de 1 W/m2, 20N/m2 y 10-1 Watts. Por esta razón en la práctica se acostumbra asignar subíndices a los dB según se trate el concepto acústico que se quiera indicar; así tendremos:

dBSPL.- Para expresar niveles de presión sonora con referencia a 20 x 10-6 N / m2.

dBSIL.- Para expresar niveles de intensidad sonora con referencia a 10-12 W / m2.

dBSWL.- Para expresar niveles de potencia sonora con referencia a 10-13 Watts.

Nivel de presión sonora

(Conocido también como nivel de presión sonora total - nivel lineal).

El N.P.S. no se encuentra normalizado.

Las referencias de normalización más conocidas son:

INSTITUTO NACIONAL AMERICANO DE NORMALIZACIÓN (ANSI). Especificaciones para el nivel de presión sonora.

COMISIÓN ELECTROTÉCNICA INTERNACIONAL (IEC). Recomendaciones IEC, publicación 179, medidor de precisión del nivel sonoro 1965.

Recomendaciones IEC, publicación 225, filtros de banda de octava y 1/3 de octava para el análisis de sonidos y vibraciones. 1966.

Recomendación IEC, publicación 123, medición del nivel sonoro. 1961.

El N.P.S. es de uso internacional y tiene como propósito la simple medición física de un sonido, el cual da una ponderación igual a todas las frecuencias. Mide el nivel de ruido ambiental, pero proporciona poca información con respecto a la percepción de éste por el oído humano. Se usa normalmente en ingeniería cuando se necesita una medida que se relacione con la energía total del ruido.

El N.P.S. fue usado como uno de los primeros ensayos para la medición de la magnitud del ruido, actualmente aunque no existe una normalización para el ancho de banda para el N.P.S., generalmente se considera de 20 Hz a 20,000 Hz. El equipo más reciente conocido para medir el nivel de ruido, involucra un rango de 10 Hz a 40,000 Hz.

El N.P.S. puede expresarse en términos de una respuesta rápida o lenta, que corresponden a la rapidez con la cual el indicador del medidor (Sonómetro SLM) capta las fluctuaciones del sonido. Los tiempos de reacción promedio correspondientes son del orden de 0.2 segundos a 1.5 segundos.

Método de cálculo del N.P.S.

El N.P.S. puede determinarse empleando un medidor de nivel de sonidos (SLM) o puede calcularse según el nivel de sonido analizado por bandas de octava o tercios de octava (Medida redundante).

Según este último procedimiento se procede a sumar los niveles de banda en base al cuadrado de sus presiones (Frecuentemente referida a la suma de las energías).

Ejemplo de cálculo

Nivel de presión sonora medido a partir de bandas de 1/3 de octava del ruido producido por un avión de reacción del tipo DC 10 sobrevolando sobre el observador.

Número	Banda de 1/3 de octava Hz	Nivel de banda dB	Presión cuadrática relativa *
1.	50	74	2.51x107
2.	63	76	3.98 x107
3.	80	73	1.99 x107
4.	100	66	0.39 x107
5.	125	77	5.01 x107
6.	160	80	10.00 x107
7.	200	85	31.62 x107
8.	250	83	19.95 x107
9.	315	76	3.98 x107
10.	400	79	7.94 x107
11.	500	79	7.94 x107
12.	630	80	10.00 x107
13.	800	80	10.00 x107
14.	1,000	82	15.84 x107
15.	1,250	83	19.95 x107
16.	1,600	84	25.11 x107
17.	2,000	89	79.43 x107
18.	2,500	101	1,258.92 x107
19.	3,150	90	100.00 x107
20.	4,000	84	25.11 x107
21.	5,000	87	50.11 x107
22.	6,300	77	5.01 x107
23.	8,000	74	2.51 x107
24.	10,000	61	0.12 x107
Tabla 3.11 ejemplo de aplicación

*

por lo tanto

por lo tanto

Curvas de ponderación

Respuesta relativa para los medidores de nivel sonoro

Las respuestas en dB se expresan en forma relativa con respecto a la respuesta a 1,000 Hz.

Frecuencia en Hz	Curva A	Curva B	Curva C	Curva D
10.0	-70.4	-38.2	-14.3	-26.5
12.5	-63.4	-33.2	-11.2	-24.5
16.0	-56.7	-28.5	-8.5	-22.5
20.0	-50.5	-24.2	-6.2	-20.5
25.0	-44.7	-20.4	-4.4	-18.5
31.5	-39.4	-17.1	-3.0	-16.5
40.0	-34.6	-14.2	-2.0	-14.5
50.0	-30.2	-11.6	-1.3	-12.5
63.0	-26.2	-9.3	-0.8	-11.0
80.0	-22.5	-7.4	-0.5	-9.0
100.0	-19.1	-5.6	-0.3	-7.5
125.0	-16.1	-4.2	-0.2	-6.0
160.0	-13.0	-3.0	-0.1	-4.5
200.0	-10.9	-2.0	0.0	-3.0
250.0	-8.6	-1.3	0.0	-2.0
315.0	-6.6	-0.8	0.0	-0.5
400.0	-4.8	-0.5	0.0	0.0
500.0	-3.2	-0.1	0.0	0.0
630.0	-1.9	-0.1	0.0	0.0
800.0	-0.8	0.0	0.0	0.0
1,000.0	0.0	0.0	0.0	0.0
1,250.0	0.6	0.0	0.0	2.0
1,600.0	1.0	0.0	-0.1	5.5
2,000.0	1.2	-0.1	-0.2	8.0
2,500.0	1.3	-0.2	-0.3	10.0
3,150.0	1.2	-0.4	-0.5	11.0
4,000.0	1.0	-0.7	-0.8	11.0
5,000.0	0.5	-1.2	-1.3	10.0
6,300.0	-0.1	-1.9	-2.0	8.5
8,000.0	-1.1	-2.9	-3.0	6.0
10,000.0	-2.5	-4.3	-4.4	3.0
12,500.0	-4.3	-6.1	-6.2	0.0
16,000.0	-6.6	-8.4	-8.5	-4.0
20,000.0	-9.3	-11.1	-11.2	-7.5
Tabla 3.12 Valores de las redes de ponderación.

La ponderación para la curva D debe considerarse hasta el momento como provisional.

Los valores listados en la tabla 3.12 se dan con una proximidad de 1/2 de octava y son los que se graficaron para obtener la lámina 3.3.

IEC (965), publicación 179, 1st ED precision sound

Nivel A.

El nivel de presión sonora con ponderación A o nivel A es el N.P.S. obtenido filtrando el ruido con una red de ponderación que reduce cuantitativamente los efectos del ruido de bajas frecuencias para lograr una mayor aproximación a la respuesta del oído humano.

El nivel A se mide en dB con un sonómetro normalizado que contenga la malla o red de ponderación A como se muestra en la lámina 3.3, curvas de redes de ponderación.

Normalización

ANSI.- Especificaciones para el nivel de presión sonora 1.4-1971

IEC.- Publicación 123. Recomendaciones para medidores del nivel de sonido, 1961.

La unidad oficial para todos los niveles de sonido con las redes de ponderación es el dB, como se verá esto también puede observarse en la literatura técnica como dBA, dBB, etc.

IEC, recomendaciones IEC, publicación 225, bandas de octava, 1/2 de octava y 1/3 de banda de octava. Filtros destinados para el análisis de sonido y vibración, 1966.

El nivel A es de uso internacional y tiene como propósito proveer una medida simple que se correlacione mejor con la fijación humana de la sonoridad o ruidosidad de muchos tipos de sonidos.

El nivel se emplea actualmente como un número simple para la valoración del ruido industrial, ruido de aviones y nivel de sonido de tráfico.

Debido a que el SPL total no se correlaciona bien con la fijación humana de la sonoridad de un ruido, la red de ponderación A se adiciona a los sonómetros para atenuar los ruidos de bajas frecuencias de acuerdo con los contornos de ISO - sonoridad.

El nivel A está dado por la respuesta subjetiva de personas a quienes molesta un determinado tipo de ruido, esta característica con respecto a redes no ponderadas de niveles de presión sonora en el pronóstico de la respuesta humana al ruido ha hecho de ésta una medida ampliamente usada.

Método de cálculo

El nivel A puede determinarse empleando un sonómetro que contenga la red de ponderación A, pero también puede calcularse mediante la aplicación de los valores de ponderación A respecto a octavas ó 1/3 de octava, medidas sobre las bandas de frecuencia y sumando las bandas o las bases de las presiones a la tabla referida 3.12, también como la suma de las energías.

Ejemplo de aplicación

Cálculo del nivel A a partir de medidas de bandas de 1/3 de octava del ruido producido por un avión sobrevolando por encima del observador.

Frecuencia central de la banda de 1/3 de octava en Hz	Nivel de banda en dB	Corrección para la ponderación A en dB	Nivel corregido en dB	Presión cuadrática relativa
50	74	-30.2	43.8	0.023x106
63	76	-26.2	49.8	0.095 x106
80	73	-22.5	50.5	0.112 x106
100	66	-19.1	46.9	0.049 x106
125	77	-16.1	60.9	1.230 x106
160	80	-13.4	66.6	4.570 x106
200	85	-10.9	74.1	25.700 x106
250	83	-8.6	74.4	27.540 x106
315	76	-6.6	69.4	8.700 x106
400	79	-4.8	74.2	26.300 x106
500	79	-3.2	75.8	38.010 x106
630	80	-1.9	78.1	64.500 x106
800	80	-0.8	79.2	83.180 x106
1,000	82	0.0	82.0	158.490 x106
1,250	83	0.6	83.6	229.080 x106
1,600	84	1.0	85.0	316.220 x106
2,000	89	1.2	90.2	1,047.120 x106
2,500	101	1.3	102.3	16,982.440 x106
3,150	90	1.2	91.2	1,318.250 x106
4,000	84	1.0	85.0	316.220 x106
5,000	83	0.5	83.5	562.340 x106
6,300	77	-0.1	76.9	48.970x106
8,000	74	-1.1	72.9	19.490x106
10,000	61	-2.5	58.5	0.078x106
Tabla 3.13 ejemplo de aplicación.

Nivel B

Unidad: dBB

Presión de referencia: 20 N/m2

El nivel de presión sonora de ponderación B ó nivel B es el SPL el cuál ha sido filtrado o ponderado cuantitativamente para reducir el efecto de ruido de baja frecuencia.

El Nivel B se mide en dB con un sonómetro normalizado que contenga la red de ponderación como se muestra en la lámina 3.3.

Normalización

ANSI. Especificaciones para sonómetro. SL 4-1971

Recomendación IEC. Publicación 225, filtros de banda de octava, 1/2 y 1/3 de octava, designados para el análisis de sonido y vibraciones 1966.

Recomendación IEC. Publicación 179. Sonómetros de precisión. El nivel B se diseño originalmente para hacer una medida que debería correlacionarse con sonidos de una sonoridad de entre 55 dB y 85 dB.

Actualmente la ponderación B tiene uso restringido debido a la gran popularidad del nivel A para todos los niveles de sonido.

Método de cálculo

El nivel B puede determinarse empleando un sonómetro normalizado, pero también puede estimarse mediante la aplicación de los valores de ponderación dados en la tabla 3.12, las medidas en bandas de octava, 1/2 y 1/3 de octava y sumado las bandas en base al cuadrado de la presión (o suma de las energías)

Ejemplo de aplicación

Empleando los valores de ponderación y siguiendo el mismo procedimiento de cálculo dado para el nivel A. Calcular el nivel de presión con ponderación B del nivel de ruido producido por un avión cuyos datos se muestran.

Nivel C

Unidad: dBSPL(c) o dBC.

El SPL con ponderación C o nivel C es el SPL, cuando ha sido filtrado para reducir el efecto de ruido de bajas frecuencias según la curva de ponderación C de la lámina 3.3.

Normalización

ANSI.- Especificaciones para la medición de nivel de sonido SI-4 1971.

Recomendación del IEC publicación 225. Filtros de una octava, medidas y tercio de octava diseñados para el análisis de sonido y vibraciones, 1966.

El nivel C se diseño originalmente para efectuar medidas que se correlacionarán con la sonoridad de ruidos por arriba de 85 dB

Actualmente el nivel C y el nivel total de presión sonora SPL, son usados como sinónimos. Sin embargo el nivel C tiene algunos factores de ponderación sobre los finales de las altas y principios que de bajas frecuencias, pero aun así provee una aproximación para el nivel de presión absoluta de los sonidos más comunes

Método de cálculo

El nivel C puede determinarse empleado un sonómetro normalizado según la curva de ponderación C de la lámina 3.3, o bien puede estimarse cuantitativamente mediante la aplicación de valores de ponderación de la tabla 3.12 a los valores de los niveles medidos en bandas de 1, 1/2 o 1/3 de octava.

Normalmente se observa que la suma de las energías es casi igual a los valores obtenidos sin la red de ponderación C puesto que las diferencias de correlación son relativamente pequeñas.

Ejemplo de aplicación

Se sugiere repetir el ejemplo del análisis dado para el nivel A, empleado ahora los valores de ponderación C de la tabla 3.12.

Nivel D

Unidad dBSPL (D) o dBD.

Presión de referencia: 20N/m2 = 20Pa

El nivel de presión sonora con ponderación D o simplemente D, es el nivel de presión sonora que ha sido filtrado reduciendo el efecto del ruido de baja frecuencia e incrementando el efecto del ruido de altas frecuencias.

El nivel D se mide en dB con un sonómetro normalizado según la curva de ponderación D ilustrado en la lámina 3.3.

Normalización

La red de ponderación D está considerándose para su incorporación IEC, publicación 179, sonómetro de precisión.

El nivel D se desarrolla como una simple aproximación del nivel de ruido percibido.

El nivel D es similar al nivel A en lo que respecta a la atenuación en bajas frecuencias de una manera aproximada de acuerdo a la respuesta del oído humano. Sin embargo, el nivel D se diseñó para relacionar a la ruidosidad relativa en todo el espectro de banda, mientras que el nivel A fue diseñado para ser referido a la sonoridad.

La red de ponderación D da una respuesta en frecuencia inversa a la del contorno de 40 noys o igual al ruido percibido.

El nivel de presión sonora con ponderación D puede estimarse a partir de las lecturas del nivel de sonido por medio de la siguiente ecuación:

3.10

En donde:

N.R.P. es nivel de ruido percibido

N(D) es Nivel (D)

Kriter (1970) propone tres diferentes niveles D: D1, D2 y D3 como un medio de estimación del N.R.P. La ponderación D2 está ajustada para tomar en cuenta un número relativamente pequeño de bandas críticas por abajo y por arriba de los 355 Hz.

Se recomienda que el nivel D sea usado como una estimación del N.R.P. para aquellos sonidos que tienen una energía predominante por arriba de los 355 Hz.

Método de cálculo

El nivel D puede determinarse empleando un sonómetro normalizado que contenga la red de ponderación D o bien considerando la ponderación D dada en la tabla 3.12, aplicada a los niveles de bandas de 1, ½ ó 1/3 de octava.

Cuando se dispone de la medida del nivel en bandas de 1 ó 1/3 de octava, probablemente el N.R.P. debería calcularse en lugar del nivel D2 en vista de que el nivel D es sólo una aproximación del N.R.P.

Sensibilidad diferencial

En estudios experimentales efectuados en ambientes acústicos controlado una persona normal - oyente es capaz de registrar un cambio en el nivel de presión sonora de alrededor de 1 dB de un tono puro entre 50 Hz y 10,000 Hz. Si el nivel de sensación, esto es, el nivel sobre el umbral, del tono es mayor de 50 dB. Lo anterior es cierto solo cuando el nivel se cambia en forma, ya que cambios lentos o diferidos con intervalos de interrupción requieren de variaciones mayores para ser perceptible

Bajo condiciones de laboratorio, con sonidos suministrados con audífonos, pueden registrase cambios del orden de 0.3 dB en el rango de 40 dB, se requieren variaciones de nivel de 1 dB a 3 dB para se perceptibles.

Por lo que respecta a la frecuencia, arriba de 500 Hz y para niveles mayores de 40 fonos, la variación mínima perceptible corresponde a una relación de
casi constante de 0.2 % a 0.3 % (aproximadamente a 4.5 mels). A frecuencias menores de 500 Hz los mismos niveles el valor
mínimo perceptible es casi constante y de casi 3 Hz, correspondiendo también a una variación aproximada de 3 mels.

Localización binaural

El sistema auditivo humano tiene una notable capacidad para determinar la dirección en que se originan los sonidos. Esta capacidad basa en la diferencias de intensidad y fase.

Las altas frecuencias menores de 1,000 Hz, la diferencia de intensidades entre los dos oídos es prácticamente despreciable en cualquier dirección y no permite la localización considerando solo este efecto. Sin embargo, a frecuencias mayores, la cabeza produce una sombra acústica que establece diferencias considerables de intensidad.

A bajas frecuencias, las diferencias de fase son también pequeñas entre ambos oídos, debido a que su separación es de unos 20 cm. Si la fuente tiene un ángulo grande respecto al eje de simetría (plano bien diferenciados entre 200 Hz y 850 Hz ya que esta ultima frecuencia la diferencia de fase de aproxima a 180 grados, pero a frecuencias más altas, la diferencia de fase puede ser mayor que 180 grados, lo que daría origen a confusión si solo se juzgaran diferencias de fase, ya que en adelanto de fase de más de 180 grados se puede juzgar como retraso de fase. Para ángulos pequeños con respecto al eje de simetría, no existe este problema aún a frecuencias, más altas.

En condiciones normales existen otros factores que contribuyen a la precisa localización de las fuentes de sonido. La mayoría de los sonidos son complejos y por lo tanto tiene componentes de diversas frecuencias, permitiendo a algunas de ellas la localización por intensidad y por fase otras. Además, los movimientos de la cabeza eliminan la ambigüedad que pudiera haber con respecto a las fuentes situadas en posición anterior o posterior al escucha. Obviamente, la facultad de determinar la dirección de los sonidos es un importante factor natural incorporado para contribuir a la defensa de la integridad física del individuo.

Nivel sonoro contínuo equivalente (NSCE o LEQ)

NORMA ISO 1999-1975 (E)

El NSCE o LEQ (Equivalent Sound Level) se define como el promedio del nivel de ruido (usualmente nivel A) integrado sobre un periodo específico de tiempo.

El propósito del NSCE es ofrecer un valor medible simple de la relación ruido - tiempo de exposición para un periodo predeterminado de tiempo.

Los métodos de medición más recientes permiten una evaluación del ruido fluctuante sobre largos periodos de tiempo. El término EQUIVALENTE significa que el valor numérico del ruido o sonido fluctuante es equivalente en nivel al ruido en estado estacionario en la misma cantidad total de energía.

El periodo de integración del tiempo puede ser variado en duración (REVEM; 2 minutos, 2 horas, 24 horas, 48 horas, etc.).

Aplicando los conceptos anteriores a un ambiente laboral en el que existen niveles elevados de ruido, el NSCE se podría redefinir como el nivel sonoro en dBA que si estuviera presente durante 40 horas por semana, daría el mismo INDICE COMPUESTO DE EXPOSICION AL RUIDO, que los distintos niveles sonoros medidos en una semana.

El INDICE COMPUESTO DE EXPOSICION AL RUIDO (Ei) se define como la suma de los INDICES PARCIALES DE EXPOSICION al ruido para todos los niveles sonoros durante una semana de trabajo de 40 horas.

El índice parcial de exposición al ruido es el índice determinado por un nivel sonoro y su duración durante una semana de trabajo de 40 horas.

El ruido es, en general, un sonido desagradable o molesto, generalmente aleatorio que no tiene componentes bien definidos; (NOM-I-42-1972). Es todo sonido que causa molestias, interfiere con el sueño, trabajo o descanso, o que lesiona o daña física y psicológicamente al individuo, la flora, la fauna y a los bienes de la nación o de particulares (NOM-C-92-1975).

Para nuestros fines, se entenderá como ruido a los sonidos cuyos niveles de presión sonora en combinación con el tiempo de exposición de los individuos a ellos, pueden ser nocivos a su salud y bienestar.

RUIDO ESTABLE.- Es aquel que se registra con una variación de su nivel de presión sonora no superior a 2 dB.

RUIDO FLUCTUANTE.- Es aquel ruido inestable que se registra durante un periodo menor a 1 segundo.

RUIDO IMPULSIVO.- Es aquel ruido inestable que se registra durante un periodo menor a 1 segundo.

RUIDO INESTABLE.- Es aquel que se registra con una variación de su nivel de presión sonora superior a +2 dB.

Norma (NOM-AA-40-1976) Clasificación de ruidos.

Método de cálculo matemático del NSCE.

Se define al NSCE como:

3.11

Para valores discretos:

3.12

Cuando el SPL se filtra con una red de ponderación A de un sonómetro normalizado se tiene que:

3.13

de 3.13 y 3.12:

3.14

En donde:

es nivel sonora A evaluado en el periodo i

es tiempo de exposición del periodo i

T es tiempo total de exposición.

Ejemplo de aplicación:

Calcular el NSCE de un individuo en un ambiente laboral que se ha expuesto a los niveles sonoros A, en los tiempos de exposición especificados en la tabla 3.14.

Exposición	Nivel sonoro dBA	Tiempo de exposición en horas
1	114	(10 minutos) 1/6
2	105	(45 minutos) 3/4
3	92	(300 minutos) 5
Tabla 3.14 Ejemplo de aplicación

De la ecuación. 3.14:

Método de cálculo

ISO- 1999-1975 (E) para determinar el NSCE

Este método se emplea en aquellos centros de trabajo que tengan establecida la semana laboral de 40 horas.

Se determina el índice de exposición parcial al ruido a partir de la duración total durante una semana laboral para cada NS(A) de la tabla3.15, tabla “A” del anexo No. 2 a partir de la intersección con la columna del NS(A) correspondiente.

Si el valor no se encuentra se puede interpolar por un método adecuado, el valor buscado.

Si la duración semanal total es menor a 10 minutos se debe utilizar el valor mínimo de 10 minutos.

Se determina el índice de exposición compuesto al ruido sumando todos los índices de exposición parcial al ruido.

Se determina el NSCE localizando el valor de índice de exposición compuesta al ruido en la tabla 3.16, tabla “B” del anexo 2, en la columna derecha.

Para los valores no localizados en las tablas “A” y “B” deberán emplearse las siguientes ecuaciones:

3.15

En donde:

es índice de exposición parcial.

es tiempo total de exposición por semana en horas al NS(A).

3.16

La tabla 3.17 muestra el tiempo máximo permisible de exposición por jornada de trabajo en función del nivel sonoro contínuo equivalente.

Tiempo en horas	NSCE en dB(A)
8.00	90
4.00	93
2.00	96
1.00	99
0.50	102
0.25	105
Tabla 3.17 Tiempo máximo permisible de exposición al ruido

Ejemplo de aplicación:

Exposición	NS(a), dB(A)	ti en horas.	Ei
1	114	1.0	627.97
2	105	4.5	355.75
3	92	30.0	118.86
Tabla 3.18 ejemplo de aplicación

Para t1=1 hora y NS(A)=114 dB(A)

Para t2=4.5 horas y NS(A)=105 dB(A)

Para t3=30 horas y NS(A)=92 dB(A)

Capítulo 4

La Audiometría

Desarrollo histórico de la audiometría.

De la literatura médica antigua se desprende que la sordera y la dureza del oído son conocidas desde tiempos muy remotos. Con seguridad, los investigadores de aquellas épocas se ocuparon de su etiología y curación.

El primer paso hacia un diagnóstico funcional de la sordera está representado por el descubrimiento hacia 1550, de la transmisión ósea por el médico, matemático y filósofo romano Cardano. Este conocimiento fue utilizado prácticamente por Capivacci, médico de Padua. Colocó el extremo de un bastón de hierro sobre las cuerdas de un paciente sordo. Cuando este percibía los sonidos mejor a través de la transmisión ósea que por medio de la vía aérea, el médico deducía que debía existir un trastorno de la transmisión normal del sonido. En otro caso, opinaba él, se trataría de una afección nerviosa. Schelhammer fue el primero que utilizó un diapasón en lugar de un bastón de hierro. Como descubridor del diapasón, en la forma que se utiliza en la actualidad se ha mencionado al trompetista inglés John Shore.

Sin embargo, no se utilizaron los conocimientos teóricos, ni el diapasón para objetos clínicos, ya que aún no había madurado la época; sólo 150 años más tarde, Rinne, Schwabach, Weber y otros, iniciaron las experiencias cualitativas con el diapasón, tal como lo conocemos en la actualidad.

Se intentó estudiar la capacidad cuantitativa de la audición pronunciando frases y palabras, así como por medio de la determinación de la distancia a partir de la cual podía el enfermo percibir un reloj de bolsillo o un acúmetro.

Con el silbato de Galton, la serie continuada de tonos de Bezold y Edelmann, y el monocordio, fue afinándose el estudio cualitativo de la audición, Schitiler informa sobre las peculiaridades técnicas y la utilización práctica de diversos instrumentos de medida, resumiendo el estado de los conocimientos hacia 1926.

El físico y fisiólogo berlinés Von Helmholtz publicó en 1862 "De la sensación del tono". Max Wien formuló hipótesis sobre esta teoría y en 1903 comprobó por primera vez el curso de la onda auditiva del oído humano en relación con la frecuencia después de que Wollaspin, ya en 1820, había demostrado que el hombre puede percibir frecuencias entre 30 y 18,000 Hz. Más tarde, los investigadores norteamericanos Davis, Fletcher, Fowler, Wever, Bray y otros más hicieron importantes contribuciones en este campo, pero sobre todo el físico Von Békesy, nacido en Budapest, quien desarrolló su actividad en América, perfeccionó los trabajos en este terreno; Stevens y Davis, expusieron el desarrollo de los mismos hasta 1938. En 1949, Watson y Tolan hacen una información detenida sobre los exámenes e instrumentos en la audibilidad; Langenbeck, en el mismo año, publicó Leifaden der Praktischen Audiometrie, y Hirsh "la medición de la audición".

Se reconoce generalmente la insuficiencia de las pruebas auditivas corrientes con instrumentos sencillos, como el diapasón y el lenguaje en voz baja, utilizándose los instrumentos electroacústicos cada vez en mayor proporción. De esta forma, se ha desarrollado un nuevo campo de trabajo, la audiometría.

Desarrollo de la audiometría.

Después del descubrimiento del altavoz por Reis y del auricular telefónico por Bell; Harthmann, en Alemania, y Blyth en Inglaterra, tuvieron la idea de realizar aparatos capaces de emitir tonos constantes con delimitación regulable, utilizándolos para las pruebas auditivas. En los años siguientes se construyeron gran cantidad de aparatos que son empleados con resultados más o menos buenos, en la determinación del umbral auditivo.

Para los primeros aparatos eléctricos de medición auditiva se utilizaron designaciones como las de “acúmetro”, “sonómetro”, “medidor eléctrico de la audición”, y otras por el estilo. En 1879, Richarson, después de una exploración con el “Electric Sonometer” de Hughes, lo llamó inicialmente “audímetro”, pero más tarde el nombre aceptado fue el de “audiómetro”.

Grandenigo informa en 1890 en Nápoles sobre los primeros aparatos para medir la transmisión ósea, el “audiómetro osteotimpal”. Seashore, en Chicago, sustituyó en 1899 la regularización voluntaria gradual de las intensidades, utilizada corrientemente en aquella época, por una función logarítmica, llenando así las hipótesis de la Ley de Weber-Fechner.

Wien consiguió construir un aparato de medida con el que, en 1903, en el rango de frecuencias de 200 Hz a 16,000 Hz, pudo determinar con mayor precisión el umbral auditivo del oído humano. En Estados Unidos, Dean y Buch fabricaron el “Iowa Pitch Range Audiometer”, que fue muy utilizado durante más de diez años. Constituye un mérito de Brunings el haber desarrollado un generador de tonos cuyas vibraciones eran creadas directamente por un circuito eléctrico y no, como ocurría hasta entonces, por un medio mecánico.

En 1919, en Berlín, Schaefer y Gruschke presentan su aparato electroacústico para la medición de la agudeza auditiva por medio de una serie de tonos continuados y, casi al mismo tiempo, Griessmann difunde el “Otaudión” de Meyer. Pese a que técnicamente era un aparato deficiente, el Otaudión poseía ya un botón interruptor, un teléfono regulador para excluir el oído contrario y otro neumático (otosclerímetro) para determinar cuantitativamente la movilidad de la cadena de huesillos del oído.

Pero durante esta época, no solamente se trabajó en mejorar la comprobación cualitativa del oído por medio de los tonoaudiómetros, sino que se crearon también las primeras bases para el audiómetro, de formación ulterior. En la actualidad nos parece aún muy moderno el “Ototelegrafón” de Griessmann. Ya en 1919 acumulaba un “lenguaje normal” sobre un alambre de acero magnetizado. La mayoría de los aparatos que hemos comentado hasta ahora, se construían en los laboratorios y no eran apropiados para investigaciones rutinarias.

La Western Electric Company construyó con la ayuda de Fletcher, Fowler y Wegel, primeramente el Audiómetro-1A, que técnicamente trabajó sin inconvenientes, pero cuya utilización era complicada y precisaba mucho tiempo. Sólo el audiómetro-2A, más simple, con ocho tonos de prueba en distintas octavas, logró implantarse definitivamente.

Fletcher y Wegel realizaron en 1922 un audiograma actualmente utilizado. En las abscisas se marcan en Hz las frecuencias emitidas a intervalos de una octava y en las ordenadas las intensidades como pérdida de la audición en decibeles. Wegel determinó los umbrales normales de audición y de dolor.

Kindbury trazó en 1927 las curvas de igual intensidad sonora, a expensas de las cuales se definió con mayor exactitud el campo de la audición. Por la misma época, y con el apoyo de la Universidad Ohrenklinik de Friburgo, se prosiguió el desarrollo del “Otaudión”. Al principio, en Niepers, más tarde en decibeles. Este aparato se utilizó para mediciones auditivas en Alemania. En 1936 informaba Lagenbeck, en el Congreso Internacional de Berlín, sobre el estado de la audiometría por aquel entonces.

Cuando en 1937 apareció en el mercado el audiómetro MAICO-D5, aparato norteamericano simplificado y mejorado en el que el umbral normal de la audición se utiliza como magnitud de referencia para cada frecuencia, halló inmediatamente una gran difusión, ya que con este aparato no era necesario hacer ningún cálculo y podía medirse directamente la pérdida de la audición.

Como se ve, las bases fundamentales de la audiometría estaban ya prefijadas gracias a los trabajos de los investigadores y médicos mencionados, así como numerosos ayudantes anónimos. Pero sólo después de que la electrotécnica realizó notables progresos durante la Segunda Guerra Mundial, los audiómetros pudieron ser mejorados en una forma tan considerable que es en ese momento cuando empieza la era audiológica genuina. Al menos en Alemania, los primeros aparatos tuvieron que ser importados, pero poco después de la conflagración se reanudó la interrumpida fabricación de audiómetros y aparatos para la audición.

Grandjot complementó en 1949 el audiómetro convencional añadiendo el trazado semiautomático de los resultados de la medición, consiguiendo de esta manera una mayor difusión de su aparato.

Recientemente se empezaron a construir audiómetros con circuitos integrados en lugar de transistores. Gracias a ello, con los pequeños audiómetros portátiles las pruebas se han independizado de la instalación eléctrica y pueden realizarse en cualquier momento y lugar, por ejemplo en las fábricas o en las escuelas.

Gracias a las mediciones comparativas entre los diapasones hasta ahora empleados y los nuevos aparatos, se pudieron reconocer rápidamente las enormes ventajas de estos últimos, como es una mejor diferenciación entre hipoacusia y sordera; para demostrarlo, solo citaremos un ejemplo: antes de 1950 un gran porcentaje de niños enviados a las escuelas especiales para sordos, donde eran sometidos a las pruebas realizadas con el diapasón, indicaban la existencia de una “sordera”. Cuando en 1950 se repitieron las mediciones en las escuelas utilizando los nuevos aparatos, mostraron que la sordera no era total.

La audiometría es utilizada por el otólogo práctico como medio de ayuda para conseguir un diagnóstico claro. Sólo el audiograma le proporciona informes sobre la capacidad auditiva individual y, además, las posibilidades de ayuda que pueden ser proporcionadas a estos individuos, por ejemplo, por medio de una operación o la colocación de u audífono. El informe de un médico resulta completamente insuficiente sin una medición audiométrica.

Como tareas adicionales de la audiología, podemos considerar, entre otras, la patología de la audición, explicaciones a la población sobre trastornos auditivos y las medidas profilácticas (exploraciones seriadas en los escolares), rehabilitación de los sordos (entrenamiento auditivo), la mejora de los audífonos, la lucha contra el ruido y sus efectos en los organismos vivos.

En diversos países, la audiometría es realizada por audiometrístas independientes, mientras que en otros la realizan médicos o personal entrenado. En la actualidad comienzan a interesarse los otólogos seriamente por los nuevos métodos de exploración auditiva. Cuando las mediciones no son realizadas por estos especialistas, sino por individuos no médicos, los otólogos pierden contacto con los sordos. Por ello, todo otólogo debe poseer conocimientos audiológicos fundamentales.

Importancia y objeto de estudio de la audiometría

El primitivo objeto de la acumetría, tal como se realizaba en épocas no muy lejanas, era investigar el estado de audición mínima del paciente en cuestión. Desde el descubrimiento de la válvula electrónica con la fabricación de audiómetros al alcance de todos los otólogos, se ha podido explorar el campo tonal auditivo, tanto en el umbral como en la parte superior y hacia ambos extremos tonales y se han incorporado muchas pruebas, de acuerdo con la necesidad actual, que nos ofrecen la solución de algunos de los problemas auditivos. Veamos la importancia y para que sirve la moderna audiometría:

Para determinar el umbral mínimo de audición.

Es el objetivo esencial y primero en la medición de la audición, encontrar la mínima cantidad de sonido que el sujeto examinado pueda oír.

Para establecer un topodiagnóstico.

Mediante la audiometría se puede explorar el campo auditivo efectuando varias pruebas, que pueden mostrar el sitio de la lesión a lo largo del camino que sigue el sonido hasta impresionar la corteza cerebral.

Para encontrar los oídos labiles a la fatiga acústica.

Esta ciencia nos permite descubrir a los individuos que tengan un oído predispuesto para el trauma acústico mediante las pruebas de fatiga auditiva.

Para medir los acúfenos.

Una variante en la medición del sonido es la acufenometría por la cual medimos el ruido que siente el enfermo por comparación con los tonos del audiómetro.

Para descubrir simuladores y disimuladores.

Existen pruebas que permiten desenmascarar, tanto al individuo que simula una sordera para beneficiarse en alguna forma, como al que disimula una hipoacusia que le imposibilita incorporarse a determinada clase de trabajo.

Para determinar en medicina legal el grado de invalidez auditiva.

Esta rama de la medicina, que cada vez adquiere mayor importancia, necesita de la audiometría con el objeto de que le ayude en la calibración de los daños ocurridos en caso de accidente o causa criminal.

Para explorar los restos auditivos.

Es necesario, en caso de sorderas profundas, procurar estudiar bien la audición con el propósito de encontrar restos auditivos que hagan posible una reeducación adecuada al caso. En este momento muchos posibles sordomudos de antaño son personas que se desenvuelven en la vida sin ningún contratiempo gracias a adiestramiento auditivo de sus restos, con o sin labio lectura.

Para hallar la posible operabilidad.

Sin la audiometría no se hubiese desarrollado la cirugía de la sordera, pues nos indica la posibilidad de éxito además nos ayuda en el momento operatorio para saber si la intervención va por buen camino.

Para descubrir hipoacusias subliminales.

Conviene siempre descubrir la sordera en sus comienzos para lo cual se investigan conjuntos de gente mediante la audiometría en grupo. Con audiómetros especiales de varios auriculares, o en ambiente abierto, se pasan palabras y preguntas, y al que no responda debidamente se le hace una audiometría individual clásica, de esta forma se pueden tratar muchas hipoacusias iniciales desde el comienzo de la afección. Esto es conveniente en escuelas, fábricas y cuarteles.

Para dirigir la prescripción de prótesis.

Con el audiograma común y las pruebas complementarias se ve la posibilidad de utilización de un audífono; esto nos permite aconsejar al técnico sobre la selección y al enfermo sobre la conveniencia de la prótesis.

Para caracterizar en base a su capacidad auditiva a un determinado sector de la población o del mundo.

Vemos que el objeto de la audiometría es actualmente múltiple, de ahí la importancia que ha adquirido en los últimos años, importancia que cada día se acentúa más a medida que aumenta el número de especialistas otólogos, ingenieros en acústica y técnicos audiólogos. No será raro que dentro de algunos años sea obligatorio verificar la audición a todo el mundo, cada cierta cantidad de años, para intentar mejorar el estado auditivo de la población. Gran parte de los niños que no avanzan en sus estudios lo deben a hipoacusias, si a esto añadimos la cantidad de gente que no puede desempeñarse en la vida como es debido por su deficiente audición, vemos que la audiometría es muy importante, y que todavía le queda un camino lleno de promesas.

Técnicas de evaluación audiométrica.

Subjetivas.	Requieren de la cooperación de la persona examinada para obtener la respuesta.
Objetivas.	No requieren de la voluntad de la persona para lograr la respuesta.
No objetivas (subjetivas).	Audiometría tonal.	Liminar.
				Supraliminar.
		Audiometría automática de Bekesy.
		Audiometría de alta frecuencia.
		Logoaudiometría.	Palabras.
	Objetivas.	Impedanciometría.	Timpanometría.
				Reflejometría.
		Electrococleografía (EcoG).
		Potenciales evocados auditivos.		Respuesta auditiva del tallo cerebral (LAT<10 ms) (ABR).
						Respuesta de Lat. media (10-50 ms) (AMIR).
						Respuestas evocadas tardías (LAT>50ms) (LER).
				Emisiones otoacústicas.		Espontáneas.
						Provocadas.

Para el estudio y análisis de la función auditiva en el hombre, se acostumbra emplear generalmente tonos puros o ruidos de Banda Estrecha, ambos recursos físicos artificiales perfectamente caracterizados y controlados.

Esta característica de control tiene como objetivo establecer diversas modificaciones relacionadas con su incidencia temporal o de control de fase, lo que nos permite generar efectos de suma o diferenciación de energía sonora involucrada.

Cuando nos referimos a los tonos puros a los cuales se les asigna una frecuencia única, expresada en Hz (c.p.s.), ésta comprende un rango nominal de 20 Hz a 20,000 Hz. El oído humano presenta una mayor sensibilidad en el rango de 300 Hz a 4,000 Hz.

Desde el punto de vista del análisis clínico se acostumbra emplear frecuencias descritas por bandas de octava entre 125 Hz y 8,000 Hz ó de 8,000 Hz a 16,000 Hz, para audiometría de alta frecuencia.

El audiograma clínico convencional en el cual se registra la respuesta auditiva de una persona, contiene las frecuencias ya mencionadas en función e la pérdida auditiva dada dBHL entre -10 dBHL y 120 dBHL.

La audición normal descrita en el audiograma varía entre -10 dBHL y 20 dBHL para las frecuencias entre 125 Hz y 8,000 Hz. Hacia la parte inferior del audiograma ó hacia arriba del nivel sonoro en el que se logre establecer el umbral, se reconoce diferentes grados de hipoacusia, asociados a diferentes perfiles de pérdida tonal.

El perfil audiométrico que caracteriza un problema de conducción (es el descenso del umbral por vía aérea) es la reducción de la pérdida a medida que se incrementa la frecuencia, con la conservación del umbral para conducción ósea a niveles normales, siendo contrario al problema de recepción en el cual la pérdida se incrementa al incrementarse la frecuencia.

Las estructuras anatómicas del oído involucradas en la función auditiva periférica establecen una tendencia común hacia los niveles de resonancia cercana a los 3,500 Hz; como se observa en el caso del conducto auditivo externo, a los que se suman los efectos de resonancia del cráneo e inclusive del pabellón auricular.

La elasticidad de la membrana timpánica y su gran capacidad de refracción de la energía sonora que incide en ella (99.9%) depende en gran medida de la estructura anatómica que la constituye, en particular el conjunto de fibras elásticas circulares y radiales.

También influye en este acoplamiento de impedancias que establece el oído medio, el sistema oscicular, suspendido por ligamentos e influenciado por la acción de los músculos del estribo y tensor del tímpano.

Las relaciones de palanca entre el mango del martillo incorporado a la membrana timpánica y la apófisis del yunque, así como la concentración de energía acústica desde la amplia extensión de la membrana timpánica hasta el área conocida como ventana oval, son factores importantes para lograr el acoplamiento de impedancia requerida para transportar la energía vibrante de un medio gaseoso al medio líquido en el oído interno.

Las modificaciones más trascendentales son ocasionadas por la onda viajera a lo largo del caracol a partir de la base. La amplitud de la onda envolvente es así mayor en la región de la membrana basilar que se especializa en el análisis de la información que llega. Existe una representación tonotópica por lo que la membrana basilar que sustenta al órgano de Corti, las frecuencias más altas se analizan en la porción basal de la cóclea mientras que las frecuencias bajas se analizan en el ápice.

Son diversos los recursos que se utilizan para efectuar el estudio de la audición de una persona. Un recurso fundamental, que ya se mencionó antes es el audiograma tonal, el cuál contiene la determinación del umbral para la vía de conducción normal o aérea, así como para vía ósea.

La relación de éstos dos umbrales es importante para la orientación hacia un problema de tipo conductivo (oído externo y oído medio) o neurosensorial (oído interno).

La valoración del porcentaje de discriminación de las palabras a diferentes intensidades, requiere del uso de palabras monosilábicas sin sentido, o bisilábicos fonéticamente balanceados (logoaudiometría) éste es un recurso de gran utilidad para establecer la sospecha de sordera funcional.

El estudio de la impedancia (Zmetria), el timpanograma y los reflejos de los músculos del oído medio provocados por estímulos acústicos ipsilaterales y contralaterales o estímulos no acústicos son también de interés y objetividad en los casos de hipoacusia funcional.

Los potenciales evocados o provocados y específicamente los de tallo cerebral, debido a su gran sensibilidad e incorruptibilidad, son recursos confiables y valiosos que concretan objetivamente la sensibilidad auditiva sin la participación voluntaria o directa de la persona. Existen otros estudios audiológicos que se relacionan con la función auditiva a nivel central.

Existen muchas incógnitas sobre cómo se dan las relaciones de la vía auditiva central, cómo se establece el procesamiento de la información tonal, las relaciones temporales, etc., pero sobre todo la gran incógnita es como el encéfalo decodifica ésta información e interpreta el significado.

En éste nivel funcional la audición está participando de un flujo funcional integrativo de otras funciones altas del encéfalo como son la atención, la memoria, la lateralidad, etc., que tienen una implicación cognoscitiva.

Cabe señalar aquí la importancia primordial del aparato periférico de la audición (El oído en sus tres niveles) para el ingreso de la información auditiva y remarcando la importancia de la información verbal. La existencia de incapacidad en el aparato periférico de la audición se traduce en deficiencia en la recepción de información de sonoridad reducida, así como otros fenómenos en el orden de las distorsiones.

Las implicaciones sociales de la invalidez auditiva son evidentes cuando se tiene en mente la importancia de la comunicación humana, en el desarrollo integral de un individuo, así como mantener la interacción con su comunidad. El adulto ensordecido es capaz de codificar y articular las palabras con eficiencia, pero no de recibirla, por lo que el proceso está anulado o reducido en términos de la hipoacusia manifiesta en el audiograma.

Los niveles de pérdida auditiva que rebasan los 80 dB, no permiten la recepción de los sonidos del lenguaje, siendo también muchos los sonidos ambientales que se pierden. En éstas condiciones el sordo adulto se aísla y es objeto de rechazo e incomprensión.

El mejor recurso de atención en los casos de daño auditivo extenso del oído interno, lo constituye el Auxiliar Auditivo con propósito de conservar su interacción social.

No existe actualmente tratamiento médico o quirúrgico satisfactorio que restablezca la condición de normalidad, de aquí la importancia que adquiere la concienzuda y detallada adaptación de la prótesis auditiva que debe tomar en cuenta además del perfil y nivel de pérdida auditiva las características acústicas individuales en cada caso.

Capítulo 5

Efectos del Ruido y Conservación Auditiva

Introducción

Uno de los principales problemas que vivimos en la actualidad, lo constituye el ruido, el cual, es producto del desarrollo industrial y tecnológico.

Al ruido se le considera como un factor contaminante, pues es un agente extraño que rompe el equilibrio natural o ecológico.

La finalidad que perseguimos con este capítulo, es la de dar herramientas o procesos prácticos necesarios para la evaluación del ruido y sus efectos en las personas.

Efectos fisiológicos y psicológicos del ruido

Existen tres modalidades por las cuales un individuo puede ser afectado por altos niveles de ruido:

• Efecto psicológico en la ejecución del trabajo.

• Lenta e insidiosa pérdida de la audición, debida a exposición habitual a altos niveles de ruido, conocida como pérdida de la audición inducida por ruido (PAIR).

• Daño físico directo, estallamiento de membrana timpánica debido a explosiones o escapes repentinos de gas.

Efectos del ruido en la ejecución de un trabajo

Para evaluar los posibles efectos, es necesario considerar la relación entre la eficiencia y el nivel de excitación del individuo.

Cualquier factor que afecte el nivel de excitación, afectará también la eficiencia. Por ejemplo, incentivos, privación de sueño, calor, ruido y otras condicione de esfuerzo e interacciones que puedan ocurrir entre estos factores.

Si un ruido altera el nivel de excitación, afectará la eficiencia de una u otra forma. Un cierto nivel de ruido puede conducir a una mejora en la ejecución de un trabajo debido a un aumento del nivel de excitación. Así mismo, un alto nivel de ruido puede deprimir el nivel de excitación y, por lo tanto reducir la eficiencia del trabajo. Este último efecto ha sido observado con niveles de ruido entre 95 dB y 100 dB. A estos niveles existe el riesgo de que ocurra una pérdida de audición inducida por ruido.

La pérdida de eficiencia se manifiesta como un aumento en el número de errores ocurridos en vigilancia o en tareas de ejecución prolongada, por ejemplo, inspección de componentes, monitoreo de procesos industriales, etc. Estos errores tienden a aparecer conforme progresa el período de trabajo sin reducción en la proporción del mismo. Experimentalmente se observa que al reducir el nivel de ruido se reduce sustancialmente la proporción de parado de máquinas por la aparición de errores.

Pérdida de audición producida por ruido

Los trabajadores expuestos a ruido por primera vez, se les dificulta entender mensajes hablados, por lo cual a algunos se les somete a manera de prueba, a ruidos semejantes a los que serán expuestos. Existe evidencia de sujetos que fueron aclimatados al ruido, pero que no han sufrido pérdida alguna de audición, actualmente comprenden conversaciones con ruido de fondo, mejor que sujetos no condicionados. Sin embargo, la exposición previa al ruido no les confiere inmunidad para una pérdida de audición inducida por ruido después.

El primer efecto fisiológico de una excesiva exposición a ruido es la fatiga auditiva, o una pérdida de audición que ocurre usualmente a una frecuencia de 4,000 Hz. Cuando la PAIR se incrementa, se incrementa la pérdida auditiva involucrando tanto a las altas como a las bajas frecuencias. En general se observa, que al eliminar el medio ruidoso no ocurren pérdidas de audición posteriores, no progresa la pérdida. Sin embargo, como las células ciliadas del oído interno ya se encuentran dañadas, el proceso no es reversible y sólo puede esperarse la recuperación de la pérdida temporal después del cese de la exposición.

Cuando la exposición ha sido a un tono puro o a un ruido de banda estrecha, la pérdida inicial de la audición se presenta entre 1.5 y 2 veces la frecuencia del estímulo. Los procesos habituales normalmente representan ruidos de banda estrecha y la pérdida de audición se hace evidente a la frecuencia de mayor sensibilidad del oído alrededor de los 4,000 Hz aproximadamente.

El primer impedimento debido a la PAIR que notará el sujeto será la pérdida de audición para sonidos de tono alto tales como silbidos, chillidos en maquinaria, campanadas, sonidos musicales de tono alto, etc. Lo anterior se presenta acompañado con una reducción en la comprensión de los sonidos del lenguaje. Voces sonoras pero confusas, situación que empeora en condiciones de difícil audición, como reuniones sociales o ambientes con ruido intenso. Así mismo se observa que se pierde la percepción de sonidos consonantes de alta frecuencia y baja intensidad, conservándose sólo los sonidos vocálicos de baja frecuencia y alta intensidad. En general se sabe que los sonidos consonánticos manejan la mayor cantidad de información y su percepción se registra con una sonoridad reducida por lo cual se pierde o dificulta el contexto de dicha información. En estas condiciones se observa que las voces femeninas presentan mayor dificultad de comprensión que las masculinas. Podemos decir que una pérdida de la audición asociada a las frecuencias altas que se establezca en forma progresiva se notará subjetivamente como una dificultad para entender el mensaje hablado.

Efectos del ruido

En general puede decirse que el ruido sobreestimula las células ciliadas del órgano de Corti situado en el interior de la cóclea. Como resultado de esto se presenta lo que se conoce como fatiga auditiva que se manifiesta como un corrimiento del umbral de audibilidad de manera temporal. La recuperación del umbral puede ser compleja cuando no se presenta un daño sobre regiones del órgano de Corti bien definidas.

La exposición repetida al mismo tipo de ruido desarrollará una pérdida permanente de la audibilidad. Este efecto se establece principalmente hacia el extremo alto de la banda audible y en forma muy marcada alrededor de los 4,000 Hz, aunque varía de un individuo a otro.

Conforme se incrementa la pérdida de audición inducida por ruido, se observa que la muesca provocada por la caída del umbral en el audiograma, se hace más profunda y amplia con tendencia a afectar también a las bajas frecuencias.

Efectos de la pérdida de audición inducida por ruido (PAIR)

En su fase inicial la PAIR dificulta la percepción de ruidos de tono alto tales como, chillidos de maquinaria, señales de alarmas, sonidos de llamada del teléfono, tonos musicales altos, etc., así como disminución en la inteligibilidad de las palabras, la cual se hace más pronunciada conforme la pérdida se extiende e involucra a los tonos de 2,000 Hz y aún menores. Aquí se observa que la sonoridad de la voz no es afectada hasta que las condiciones de audición se hacen críticas pues las áreas más intensas del habla corresponden a los sonidos vocálicos, los cuales varían alrededor de los 1,000 Hz y la PAIR, rara vez afecta a las frecuencias por debajo de 1,000 Hz.

La pérdida de audición asociada a la edad de una persona, conocida como presbiacusia, empieza a presentarse después de los 25 años y se agrega a la pérdida de audición inducida por ruido. Audiométricamente, se muestra como una caída gradual de las altas frecuencias.

Programa para la conservación de la audición

Medición de los niveles sonoros y evaluación del riesgo. Un criterio simple para un período diario de exposición de 8 horas, considera un nivel de aproximadamente 90 dBA.

Considerar la reducción de ruido tanto en la fuente como en la trayectoria de transmisión.

Protección auditiva: existen métodos esenciales de protección contra ruidos estacionarios. Los ruidos intermitentes de alta intensidad se considerarón en forma muy particular. Así se dispone en este caso de a) tapones moldeables de diferentes materiales (algodón, lana, fibra de vidrio), b) tapones tipo V51R moldeables en el conducto auditivo externo, c) protectores auditivos de cubierta o copa que cubren todo el pabellón que son por lo general muy eficientes y que pueden adaptarse para uso con casco protector de seguridad.

Control audiométrico periódico. Esto permite establecer un criterio de riesgo de daño auditivo a niveles relativamente seguros para personas sensibles, para quienes no es útil la prueba de pronósticos de pérdida auditiva que en general lo es en la mayoría de las personas expuestas a un cierto nivel. Así mismo, se requiere el seguimiento audiométrico debido a que el protector auditivo algunas veces o no se usa o se emplea inadecuadamente por parte de las personas, requiriéndose registrar los cambios del umbral audiométrico cuando ocurra.

Un buen programa de control audiométrico puede consistir de:

Audiograma de preempleo (a todas las frecuencias).

Control audiométrico después de seis meses, un año, dos años, y después cada dos o tres años. Puede restringirse el control audiométrico a las frecuencias de 4,000 Hz (para determinar máximo efecto) y a 2,000 Hz (para considerar la audición a frecuencias donde la extensión de la pérdida auditiva empieza a provocar incapacidad para comprender los sonidos del lenguaje).

Las pruebas audiométricas deberán de efectuarse preferentemente al empezar el día de trabajo, después de un descanso de fin de semana en un ambiente con ausencia de ruido. En caso contrario los umbrales auditivos registrados estarán sujetos a cambios temporales debidos a la fatiga auditiva.

Principales fuentes de ruido

Se ha descrito al ruido como un sonido desagradable o no deseado. Ahora describiremos algunas fuentes de ruido más comunes en nuestro medio.

Podemos establecer que el ruido más molesto que encontramos en nuestro ambiente habitual es provocado por el tránsito. El ruido de los transportes es en sí muy molesto, pero el ruido del tránsito tiene mayores efectos. En una carretera los autobuses y los camiones de carga resultan ser los más molestos, por lo que se hace necesario establecer un límite de ruido permitido, aunque sería muy difícil hacerlo cumplir. Además de las máquinas ruidosas, se tienen otros factores que causan molestias auditivas, tales como las trompetas de los autos y los rechinidos de los frenos, los cuales son especialmente molestos para la gente que vive cerca de las esquinas o próximas a los semáforos, topes o vibradores.

Después del ruido del tránsito, en cuanto a molestias se refiere, aparece el ruido de aviones. Este puede ser más molesto que el ruido del tránsito para la gente sometida a este, pero está confinado a zonas cercanas a los aeropuertos.

El ruido emitido por la aviación civil a las alturas de crucero empleadas, es despreciable comparado con el producido al despegar o aterrizar. El nivel de ruido producido por una máquina o motor de avión, es proporcional al servicio que proporciona, de tal manera de que mientras mayores sean los aviones y más rápidos, mayor será el ruido producido.

Otras formas de transporte tales como los trenes, buques, helicópteros, etc., también tienen problemas de ruido. Con los trenes, los problemas están esencialmente confinados a los pasajeros y a la gente que vive cerca de las vías.

Existen otras fuentes de ruido ambiental además de los descritos hasta ahora, pero el hecho de ser estacionarios, hace relativamente fácil alejarse de ellos, excepto para las personas que laboran o habitan las zonas en que se encuentran dichas fuentes.

Los ruidos industriales son los más importantes a considerar, como los producidos por maquinaria pesada, troqueles, remachadoras, traqueteo de embotelladoras, sierras y muchos más, a los cuales están largamente sometidos cuando menos los empleados de las fábricas o talleres donde dichos ruidos se producen.

Los sitios en que se realizan construcciones o demoliciones son particularmente ruidosos y a ello contribuyen las herramientas neumáticas, el movimiento de los materiales, revolvedoras, etc. Todas estas fuentes invaden las calles y vecindarios aledaños provocando con ello molestias a las personas que habitan cerca de las mismas.

Tenemos también el ruido que se genera en las zonas de entretenimiento tales como cafés, centros sociales, centros nocturnos, canchas deportivas, especialmente donde se presentan espectáculos motorizados.

Por último, se consideran también los ruidos domésticos que aunque menos intensos no son menos molestos, tales como los producidos por lavadoras, licuadoras, aspiradoras, inodoros, regaderas, pulidoras, radio, televisores, sobre todo si dichos ruidos se producen en lugares de alta densidad como edificios de departamentos o condominios.

Conservación auditiva

La gran revolución industrial ha traído como consecuencia algo inevitable que es el ruido, así como sus efectos perniciosos que son producidos en la salud humana.

Como consecuencia de este problema, se ha visto afectada la audibilidad de los individuos provocada por sonidos excesivamente sonoros. El objetivo de este análisis es proponer una solución de este problema, principalmente en las industrias, ya que en ellas es donde se produce la mayor cantidad de ruido y es también donde las personas están obligadas a permanecer en mayor contacto con el mismo.

La sordera

La pérdida de la audición es el tributo que las personas pagan por el desarrollo tecnológico, debido a que éste va acompañado del problema del ruido.

Problemas causados por el ruido

Como es bien sabido, el ruido causa e induce a la sordera pero además provoca una serie de consecuencias extrauditivas como:

Enojo, irritación y molestia.

Interferencia con la conversación.

Tensión y neurosis.

Somnolencia y cansancio.

Efectos sobre la eficiencia en el trabajo.

Efectos potencialmente dañinos en la audibilidad.

Trauma acústico agudo o crónico.

Como ya se estableció anteriormente, nuestro análisis se va a limitar al efecto del ruido y sus consecuencias.

Efectos del ruido en la audibilidad

La exposición prolongada a un ruido de alto nivel sonoro provoca los siguientes efectos:

Corrimiento temporal del umbral (CTU).

Corrimiento persistente del umbral (CPU).

Corrimiento permanente del umbral (CPmU).

Tinnitus (acúfeno).

Trauma acústico.

Analicemos separadamente cada uno de estos efectos.

Corrimiento temporal de umbral (CTU)

Cuando una persona es sometida en un medio ambiente con un alto nivel sonoro, las curvas o contornos de Fletcher-Munson para la misma, sufren un corrimiento con respecto a niveles previamente medidos. El término CTU indica un cambio en forma temporal del umbral auditivo debido al ruido, y se presenta siempre que el oído es expuesto a un ambiente ruidoso. Casi cualquier estímulo acústico aplicado al oído produce una alteración en el umbral, la cuál está en función de la naturaleza de la exposición.

El tiempo de la exposición puede medirse en segundos, minutos, horas, días o bien en meses después de haber cesado el ruido. El CTU se ha estudiado en personas, relacionando los parámetros frecuencia, intensidad y duración del estímulo sonoro.

El procedimiento habitual que se sigue en el laboratorio de psicoacústica para determinar el CTU, es obtener primero el umbral auditivo en reposo (esto es, que la persona no haya sido expuesta a ruido) y después se produce un estímulo con un sonido conocido (frecuencia, intensidad y duración). Posteriormente al estímulo se determina el corrimiento del umbral con un audiómetro automático tipo Bekesy. Generalmente se acostumbra hacer esta audiometría dos minutos después de haber terminado la exposición. A esta prueba se le designa como CTU2. El CTU2 es la diferencia en dB que existe entre el umbral de reposo y el umbral después de la exposición.

Causé y Chavassé demostraron que para niveles de presión sonora muy bajos, el corrimiento del umbral ocurría a la frecuencia de exposición. A continuación Davis ET.AL. (1950) encontraron que a niveles de presión sonora muy elevados dado un tono o banda de ruido. Por ejemplo, para frecuencias de exposición de 1,000 Hz y 2,000 Hz, para la primera el corrimiento es a 1,400 Hz, y para la segunda es de 2,800 Hz, esto no significa que si se utiliza un solo tono, éste va a afectar un rango limitado, sino que afectará a toda la banda audible, pero el máximo corrimiento se tendrá a una o media octava arriba.

El oído es más susceptible en la región de 3,000 Hz a 6,000 Hz. No se sabe a ciencia cierta el porqué de esta susceptibilidad. En el caso de pérdida auditiva ocupacional de una persona la frecuencia audiométrica más afectada será la de 4,000 Hz. De hecho la región más susceptible es la de 3,000 Hz y 4,000 Hz, debido a las características del oído medio y de la cóclea.

Efecto producido por la intensidad sonora

Es un hecho que el corrimiento del umbral de audibilidad se incrementa conforme aumenta el nivel de presión sonora, sin embargo el efecto producido por la intensidad sonora es aún más complejo debido a la existencia de otros parámetros tales como el tiempo de exposición y el intervalo que transcurre al finalizar la exposición así como la medición del umbral. Generalmente se hace la medición 2 minutos después de la exposición ya que el CTU es lineal con respecto al tiempo.

Recuperación del umbral

La recuperación del umbral de audibilidad después del CTU es más rápida en los primeros minutos y después se hace muy lenta.

Queda establecido que entre mayor sea el CTU, mayor será el tiempo de recuperación del umbral normal que el individuo tenía antes de la exposición.

Bronsteins (1936) encontró que en los primeros minutos de la recuperación, ésta se diferencia por tener carácter oscilante, lo cuál posteriormente fue demostrado por Hirshy Ward en 1952. A éste se le ha llamado “El efecto de salto”, el cuál no ha sido explicado de forma satisfactoria. Es obvio que para cualquier aplicación de tipo práctico nunca debe hacerse la medición del CTU antes de 2 minutos. En general el uso del CTU2 da resultados constantes y seguros. Así mismo se observa que después de 16 horas de la exposición, una persona es capaz de recuperar su umbral normal, y que se nota que una persona que ha sido expuesta durante toda la semana, al final de la misma en los días de descanso recupera su umbral normal. Es por esta razón, que el día lunes dicha persona llega a la fábrica con su umbral normal, siempre y cuando no haya sido afectada su audibilidad.

Investigaciones llevadas a cabo sobre el CTU han mostrado que el CTU2 corresponde exactamente al corrimiento permanente del umbral 10 años más tarde.

Aplicaciones del CTU2

Para tener un criterio del riesgo del daño.

CTU2 ------- CPmU (10 años)

Para determinar la atenuación que deben de presentar los protectores auditivos.

Para la investigación y estudio del comportamiento auditivo.

Para predecir la susceptibilidad que presentan determinadas personas al estímulo ruidoso.

Corrimiento persistente del umbral (CPU)

Es importante considerar el CPU, puesto que en el caso el CTU, la recuperación se alcanza después de un cierto tiempo, pero en el caso del CPU el umbral toma más de 46 horas en recuperarse. Es aquí donde se presenta una persistencia del umbral en una posición diferente, que no es la original que se tenía antes de la exposición. Este nos permite encontrar un criterio para establecer sin lugar a dudas que se está dañando la audición de la persona que tenía en un medio ambiente ruidoso y de persistir dichas condiciones, el individuo perderá finalmente la audición.

El concepto de corrimiento persistente debe tomarse como si todavía fuera posible que la persona que lo presenta aún puede recuperar o conservar la audibilidad.

Corrimiento permanente del umbral (CPmU)

En cierto tipo de trabajos hay niveles de ruido suficientes para producir daño en la audibilidad. A esta condición se le denomina PÉRDIDA AUDITIVA OCUPACIONAL. Cuando nos referimos al caso específico del CPmU hacemos referencia a la condición en la cual la audibilidad ya no se puede recuperar; es decir, que ya ha habido un deterioro en la audición de tipo irreparable e irreversible, como consecuencia de la indebida exposición de una persona a un ambiente ruidoso. Evidentemente resulta imposible efectuar estudios del CPmU en el laboratorio dado el peligro que involucra la audibilidad de las personas. Sin embargo es posible efectuar análisis estadísticos en personas expuestas, las cuales deben ser examinadas periódicamente midiendo su audición. Lo ideal seria examinar a las personas al empezar a trabajar y después repetir el examen, cuando haya transcurrido mucho tiempo para poder observar los efectos mientras las personas trabajan dentro del ambiente ruidoso. Obviamente estas pruebas no pueden prolongarse, en forma indefinida, puesto que dichos individuos cambian de empleo o bien de oficio con el transcurso de los años. Por esta razón es que existe muy escasa información científica al respecto de este tema.

Tinnitus

En general se sabe poco acerca del tinnitus, conocido también como acúfeno, y en el campo de la terapéutica lo único que se puede ofrecer en realidad, es aconsejar al paciente a que aprenda a vivir con este síntoma, que por demás es benigno.

El Tinnitus ( Tinnitus Aurium), es un síntoma de alguna alteración otológica, pero por desconocerse su causa la cual puede ser multifactorial, así como su fisiopatología, continúa siendo un misterio en cuyo campo se ha avanzado relativamente poco.

La mayoría de las personas han experimentado al menos momentáneamente, zumbidos o silbidos en los oídos, situación que se hace evidente al entrar en cámaras a prueba de ruido, donde se pueden escuchar los sonidos que genera nuestra propia fisiología corporal así como la contracción de músculos del oído medio y que en condiciones normales, el ruido ambiental se encarga de enmascarar.

Etiología del tinnitus

La palabra tinnitus se deriva del latín que significa tintineo. Semiológicamente se distinguen tres tipos de tinnitus, dos de los cuales son de naturaleza subjetiva.

El primero de ellos, el Tinnitus Aurium, se percibe solo en el oído de las personas que lo tienen. El segundo, el Tinnitus Cerebri, se percibe como un rugido en la cabeza siendo su origen vascular o neurológico. Ambos tipos subjetivos pueden presentarse en una misma persona.

Existe un tipo de Tinnitus, aunque poco frecuente, que es de tipo objetivo; el cual se manifiesta en forma de soplo y puede inclusive ser escuchado por el examinador, aun a cierta distancia.

Este último debe diferenciarse de los clicks musculares producidos por espasmo del músculo tensor del tímpano o del estribo, que aunque raros suelen ser oídos por otras personas.

El estudio etiológico del tinnitus se dificulta debido a características éticas y legales que deben de guardarse para la investigación, así como también porque no se puede reproducir ni registrar. Sin embargo existen algunas teorías como la de Davis, que considera que se origina en la descarga espontánea neural en un grupo de fibras del nervio auditivo que inervan una porción mínima del órgano de Corti, o más aún, que su estímulo se disemina hacia arriba y hacia abajo de la cóclea. Otros investigadores señalan que su origen es periférico o de tipo metabólico, vascular o central.

El tinnitus periférico se presenta en la llamada enfermedad de Menière, en la que el estímulo sonoro se acentúa en la corteza auditiva apareciendo acompañada con alteraciones del equilibrio.

En resumen, podemos considerar al tinnitus como un fenómeno producido por descargas neuronales que se manifiestan como un silbido o un ruido de naturaleza musical. Se establece que es debido a la exposición indebida a un medio ambiente muy ruidoso, y desempeña el papel de una alarma que indica que se está produciendo daño a la audibilidad. Este silbido puede persistir por unos minutos o bien, si la exposición ha sido severa, puede persistir por horas, aunque todo estará en función del nivel sonoro a que ha sido expuesta la persona.

Trauma acústico

Este fenómeno ocurre cuando una persona se ve sometida a un impulso caracterizado por alcanzar un máximo nivel de presión sonora en una mínima fracción de tiempo (ms), siendo dicho nivel suficiente para afectar el oído interno, o bien destruir el tímpano, produciéndose en algunos casos la pérdida auditiva permanente. Es frecuente que se produzca un nivel de presión sonora de estas características cuando se produce una fuerte explosión o cuando se disparan armas de fuego.

Protección auditiva

El método más obvio y eficiente para conservar la audición, es el de evitar en primer lugar la generación de ruido. Cuando no es factible reducir los niveles de ruido de las máquinas por medio de las técnicas de control de ruido, o por el cambio de estas por otras más silenciosas, para que estén dentro del límite de seguridad, otra posibilidad es la de usar protectores auditivos de tipo personal, los cuales trataremos en forma detallada porque presentan mayores ventajas para solucionar el problema.

En éste último caso el industrial debe adquirir la responsabilidad con su personal respecto a la adquisición de protectores auditivos, para la atenuación del ruido así como escoger el protector más adecuado, y realizar entrenamiento del obrero para su uso y limpieza.

Tipos de protectores auditivos

Existen en el mercado diferentes marcas y tipos de protectores auditivos, en la selección de los cuales deben tomarse en cuenta una serie de factores, tales como la confortabilidad, costo, durabilidad, estabilidad química, que sea aceptada por la persona y a la vez higiénico.

Protectores auditivos prefabricados

Los mejores tapones prefabricados están hechos en 3 a 5 tamaños diferentes y construidos con material suave y flexible que se adapta a muchas formas de conductos auditivos proporcionando comodidad y sello hermético. Estos tapones no deben ser tóxicos y sus superficies deben ser lisas para facilitar su limpieza. El material con que son construidos debe de conservar su forma por largo tiempo y no deben degradarse por la presencia del cerumen.

Protectores maleables

Este tipo de tapones se fabrican con materiales de bajo costo, tales como algodón, cera, lona de vidrio, y mezclas de estas y otras sustancias. Generalmente se forma con la mano un pequeño cono, con cualquiera de éstos materiales, y la parte más aguda se introduce dentro del conducto auditivo, con suficiente firmeza para que éste tome la forma del conducto y se sostenga por sí mismo en esta posición. Este tipo de protectores auditivos ofrecen una atenuación similar a la de los tapones prefabricados, son razonablemente confortables, pero presentan el inconveniente de sólo usarse una vez y deben de desecharse. La protección que ofrecen depende en gran medida del tipo de material y la firmeza con la que se colocan. El protector más recomendable es el de lana de vidrio, por ser el más práctico y eficiente, por estar hecho de fibras de vidrio muy finas de alrededor de una micra de grosor.

Tapones moldeados individuales

Este tipo de protectores se construyen de silicones, los cuales se moldean de manera permanente dentro del conducto auditivo, y que al endurecer se puede extraer del conducto y colocarlo nuevamente cuantas veces se requiera. La atenuación en éste caso, depende de la colocación correcta del molde.

Frecuentemente se presenta el problema de las personas que no les agrada llevar protectores, y en el caso de los protectores moldeados presentan la ventaja psicológica de que las personas lo consideran como un objeto personal similar a los lentes o prótesis dentales.

Orejeras auditivas

Generalmente todos los protectores de éste tipo son similares en diseño. Están constituidos por un par de copas rígidas, especialmente diseñadas para cubrir completamente cada pabellón auricular. Están dispuestas una a cada lado de la cabeza, sujetas por un muelle ajustable, el cual ejerce presión sobre la región próxima a las orejas, sobre el hueso temporal. El borde de la copa que toca el hueso temporal, se encuentra acojinado, sellando la entrada del sonido hacia el conducto auditivo externo.

El acojinamiento del borde de cada copa está constituido por un conducto lleno de líquidos, o en su caso de hule espuma. Cuando se utilizan líquidos, la protección es mejor con una presión menor sobre el hueso temporal. En general la atenuación va a estar relacionada con la presión que las copas ejerzan sobre los dos lados de la cabeza. Debe tenerse cuidado que la presión no disminuya al mover la cabeza.

Algunas orejeras son asimétricas, es decir que solamente se pueden llevar de una forma, pues sólo la copa derecha queda colocada correctamente sobre el lado derecho y la izquierda en el izquierdo. Este tipo de protectores es recomendable en áreas de trabajo poco higiénicas y muy ruidosas, así como también en ambientes donde las personas se mueven dentro de lapsos muy cortos de tiempo, en niveles sonoros muy elevados. Estos protectores se recomiendan también para personas que han tenido alguna enfermedad auditiva externa por infección o alguna intervención quirúrgica, y por lo cual no pueden usar otro tipo de protector auditivo.

Educación del personal expuesto a ruido

Debemos hacer énfasis en la posibilidad de llevar a cabo un programa de educación para los trabajadores, enfocado básicamente hacia su conservación auditiva.

Este programa debe resaltar los grandes problemas que trae como consecuencia la sordera en la vida diaria, haciendo hincapié en el hecho de que cuando se ha tenido un corrimiento permanente de los umbrales, nunca se volverá a recuperar la audición. Dicho programa debe manejarse por medio de la publicidad, incluyendo posters, avisos, carteles, notas, etc.

Problemas en la industria

En el ambiente industrial suelen presentarse una serie de problemas para el uso de los protectores auditivos, ya que generalmente los trabajadores se rehusan a llevarlos puestos, por la creencia de que se ven mal, por prejuicios personales o de grupo, por ser en ocasiones molestos o bien, que por trabajar en un ambiente ruidoso les impide entenderse y tienden a quitárselos para conversar con sus compañeros.

Actitud de las personas

Usualmente la mayoría de las personas tienden a ser influenciadas por la tensión ambiental que ellas mismas se crean al saber que van a ser examinadas, por lo cual todos los resultados se ven alterados en cierta medida. Por esta razón debe tenerse en cuenta la actitud de las personas hacia el proceso de medición.

Se encuentra frecuentemente que algunas personas tratan de ir contra la prueba, otras toman la actitud de superdotados. Esto resulta de gran importancia para las pruebas psicoacústicas, principalmente cuando se requiere una evaluación para resolver estos problemas.

Principios de control de ruido

Además de los protectores auditivos, debemos considerar también:

La reducción del ruido de la fuente.

Reducción del nivel de presión sonora en su trayectoria hasta antes de llegar al oído.

REDUCCION DEL RUIDO DE LA FUENTE: en este caso se trata en sí de cambiar o modificar la fuente para reducir el NPS. Esto incluye básicamente la disminución de la amplitud de la vibración y de la radiación de sonido producido por la vibración, para lo cual pueden considerarse los siguientes tres aspectos:

Disminuir el NPS por medio del control del sistema vibrante.

Cambiar el acoplamiento entre la vibración y el sistema acústico radiante.

Cambio de la estructura radiadora de sonido por una que los disminuya.

REDUCCION DEL NPS EN SU TRAYECTORIA ANTES DE LLEGAR AL OIDO: el control de ruido por cambios en la trayectoria puede analizarse en tres aspectos:

Cambio relativo de posición de la fuente y el observador.

Cambio en el medio ambiente acústico.

Introducción de estructuras atenuadoras entre la fuente y el observador.

Cambio de posicion

Esto se puede resolver incrementando la distancia entre el observador y la fuente, esta es una solución práctica en lo que respecta a control de ruido. También es posible girar la fuente cuando ésta posee un factor de directividad bastante marcado; es decir, cuando posee regiones con una condición de campo libre.

Cambio de medio ambiente

Este se lleva a cabo principalmente por medio de la utilización de material absorbente, de preferencia con un coeficiente de absorción elevado. Existe actualmente en el mercado una gran variedad de estos materiales.

Obviamente existen limitaciones, cuando el trabajador opera la máquina a una distancia muy corta, lo cual es muy común.

Introducción de estructuras atenuadoras

Esta condición se refiere principalmente a paredes, barreras y recintos totalmente encerrados, con lo cual se puede lograr por medio de un total aislamiento; es decir, encerrándolo dentro de un recinto o una combinación de recintos. En este caso entre mayor sea la reducción, más pesada y costosa será la estructura.

Cuando se emplea una pared o una barrera, generalmente se atenúan las altas frecuencias, lo que no sucede con las bajas frecuencias, a menos que dichas paredes o barreras sean de gran espesor

Índice

Capítulo 1

Apéndice A

Glosario

AUDIBILIDAD Calidad de que un evento puede ser oído, es decir, que tiene la propiedad de captarse con el sentido del oído.

C.A.E. Abreviatura de conducto auditivo externo.

CÓCLEA

dB Símbolo de Decibel, unidad de medida logarítmica, aplicada frecuentemente a la intensidad del sonido.

ENMASCARAMIENTO Es el aparente encubrimiento de un sonido o ruido debido a otro sonido presente en el ambiente. Vea Efecto de enmascaramiento, capítulo 2.

EPITÍMPANO

Hz Símbolo de Hertz, unidad de frecuencia que indica la cantidad de ciclos por segundo.

M.T. Abreviatura de membrana timpánica.

MASTOIDEAS Referente a la mastoides, apófisis del hueso temporal.

O.E. Abreviatura de oído externo.

O.M. Abreviatura de oído medio.

Pa Símbolo de Pascal, unidad de medida de presión, en el caso de la psicoacústica generalmente indica presión sonora.

PERILINFA

PRESBIACUSIA Afección de la vejez en la que la percepción del oído por conducción aérea u ósea disminuye a medida que las frecuencias son más altas.

TONO Característica subjetiva de un sonido por la cual se puede distinguir como agudo o grava. El tono está directamente relacionado con la frecuencia de dicho sonido.

TONO PURO Sonido generado para realizar pruebas de laboratorio, el cual solo tienen una sola componente de frecuencia, no tienen armónico alguno, es decir, que es un sonido de forma senoidal.

UMBRAL Valor mínimo de un estímulo para producir una reacción o sensación.

V.O. Abreviatura de ventana oval.

V.R. Abreviatura de ventana redonda.

Apéndice B

Índice de láminas y tablas

Láminas

Esquema general del oído humano, corte de un canal semicircular y corte del órgano de Corti.

Vía de recepción del sonido.

Corte transversal de la cóclea.

Transmisión de vibraciones desde el tímpano y a través de la cóclea.

Transmisión del sonido por el conducto coclear y estimulación de las células ciliadas.

Vías de la audición.

Diagrama a bloques de las vías auditivas.

Experimento coclear de Bekesy.

Gráfica de umbrales de audibilidad.

Curvas audiométricas de un caso de presbiacusia.

Curvas de enmascaramiento.

Curvas del umbral de audibilidad debidas a la presencia de enmascaramiento de tonos puros y de banda angosta de ruido.

Gráfica de la relación crítica contra frecuencia.

Bandas críticas.

Gráfica de la relación entre frecuencia aparente o tono en mels contra frecuencia real en Hz.

Nivel percibido

Gráfica de las curvas de redes de ponderación.

Tablas

Tabla de Stevens de relación entre niveles de sonoridad en fonos y sonoridad en sonos.

Definición normalizada de las bandas de octava.

Ruido percibido.

Ejemplo de aplicación.

Relación física del sonido día/noche.

PL-I del método Mark VII.

PL-II del método Mark VII.

PL-III del método Mark VII.

Ejemplo de aplicación.

Relación entre intensidad, presión y nivel de sonido.

Ejemplo de aplicación.

Valores de las redes de ponderación.

Ejemplo de aplicación.

Ejemplo de aplicación

Tabla “A” del anexo 2.

Tabla “B” del anexo 2.

Tiempo máximo permisible de exposición al ruido

Ejemplo de aplicación.

Percieved magnitude in sources as a function of band pressure level	PERCEIVED LEVEL OF NOISE BY MARK VII
																			26-31								35-39
Band	17			18		19		20		21		22		23		24		25		400-		32		33		34		3150-			40		41
Frec	50			63		80		100		125		160		200		250		315		1250		1600		2000		2500		8000			10000		12500
45				0.092		0.199		0.290		0.406		0.552		0.727		0.938		1.18		1.47		1.71		2.00		2.44		2.72			2.00		1.47
46				0.107		0.222		0.321		0.448		0.606		0.794		1.02		1.28		1.59		1.85		2.16		2.52		2.94			2.16		1.59
47				0.121		0.246		0.356		0.492		0.660		0.866		1.10		1.39		1.71		2.00		2.33		2.72		3.18			2.33		1.71
48				0.138		0.275		0.393		0.540		0.724		0.945		1.20		1.50		1.85		2.16		2.52		2.94		3.43			2.52		1.85
49				1.560		0.307		0.435		0.597		0.794		1.03		1.34		1.64		2.00		2.33		2.72		3.18		3.70			2.72		2.00
50	0.072			0.176		0.341		0.481		0.655		0.871		1.12		1.42		1.77		2.16		2.52		2.94		3.44		4.00			2.94		2.46
51	0.086			0.197		0.378		0.531		0.724		0.955		1.24		1.55		1.91		2.33		2.72		3.18		3.70		4.32			3.18		2.44
52	0.101			0.222		0.422		0.588		0.794		1.040		1.34		1.69		2.08		2.52		2.94		3.43		4.00		4.67			3.43		2.52
53	0.117			0.250		0.468		0.649		0.871		1.14		1.46		1.82		2.26		2.72		3.18		3.70		4.32		5.04			3.70		2.72
54	0.134			0.279		0.519		0.718		0.962		1.25		1.59		1.98		2.44		2.94		3.43		4.00		4.67		5.44			4.00		2.94
55	0.152			0.314		0.579		0.794		1.06		1.37		1.74		2.16		2.64		3.18		3.70		4.32		5.04		5.88			4.32		3.18
56	0.175			0.347		0.643		0.877		1.17		1.50		1.90		2.35		2.85		3.43		4.00		4.67		5.44		6.35			4.67		3.41
57	0.197			0.390		0.714		0.970		1.28		1.65		2.06		2.56		3.10		3.70		4.32		5.04		5.88		6.86			5.04		3.70
58	0.222			0.435		0.794		1.07		1.40		1.80		2.26		2.78		3.35		4.00		4.67		5.44		6.35		7.41			5.44		4.00
59	0.250			0.488		0.882		1.18		1.55		1.97		2.46		3.01		3.65		4.32		5.04		5.88		6.86		8.00			5.88		4.32
60	0.282			0.544		0.977		1.31		1.70		2.16		2.68		3.77		3.94		4.67		5.44		6.35		7.41		8.64			6.35		4.67
61	0.319			0.611		0.109		1.45		1.87		2.37		2.94		3.56		4.27		5.04		5.88		6.86		8.00		9.33			6.86		5.04
62	0.358			0.686		1.21		1.60		2.06		2.60		3.20		3.88		4.63		5.44		6.35		7.41		8.64		10.1			7.41		5.44
63	0.402			0.762		1.34		1.77		2.26		2.83		3.48		4.22		5.00		5.88		6.86		8.00		9.33		10.9			8.00		5.88
64	0.454			0.851		1.49		1.95		2.50		3.10		3.79		4.58		5.44		6.35		7.41		8.64		10.1		11.8			8.64		6.35
65	0.511			0.952		1.66		2.16		2.74		3.40		4.16		4.98		5.88		6.86		8.00		9.33		10.9		12.7			9.33		6.86
66	0.574			1.06		1.84		2.39		3.01		3.73		4.52		5.40		6.37		7.41		8.64		10.1		11.8		13.7			10.1		7.41
67	0.649			1.18		2.05		2.64		3.32		4.09		4.94		5.88		6.91		8.00		9.33		10.9		12.7		14.8			10.9		8.00
68	0.729			1.33		2.28		2.92		3.65		4.47		5.40		6.40		7.48		8.64		10.1		11.8		13.7		16.00			11.8		8.64
69	0.818			1.48		2.54		3.22		4.02		4.89		5.88		6.96		8.10		9.33		10.9		12.7		14.8		17.30			12.7		9.33
70	0.921			1.66		2.81		3.56		4.42		5.36		6.40		7.55		8.78		10.1		11.8		13.7		16.0		18.7			13.7		10.1
71	1.030			1.87		3.13		3.94		4.85		5.88		7.00		8.21		9.51		10.9		12.7		14.8		17.3		20.2			14.8		10.9
72	1.160			2.08		3.48		4.35		5.34		6.45		7.64		8.91		10.3		11.8		13.7		16.0		18.7		21.8			16.0		11.8
73	1.320			2.33		3.85		4.81		5.88		7.07		8.33		9.70		11.1		12.7		14.8		17.3		20.2		23.5			17.3		12.7
74	1.480			2.58		4.29		5.32		6.47		7.70		9.09		10.6		12.1		13.7		16.0		18.7		21.8		25.4			18.7		13.7
75	1.660			2.90		4.76		5.88		7.13		8.46		9.92		12.5		13.1		14.8		17.3		20.2		23.5		27.4			20.2		14.8
76	1.870			3.24		5.28		6.50		7.82		9.26		10.8		12.5		14.1		16.0		18.7		21.8		25.4		29.6			21.8		16.0
77	2.100			3.62		5.88		7.18		8.61		10.2		11.8		13.5		15.4		17.3		20.2		23.5		27.4		32.0			23.5		17.3
78	2.370			4.03		6.54		7.94		9.48		11.1		12.9		14.7		16.6		18.7		21.8		25.4		29.6		34.6			25.4		18.7
79	2.660			4.57		7.26		8.78		10.4		12.2		14.0		16.0		18.0		20.2		23.5		27.4		32.0		37.3			27.4		20.2
80	2.990			5.05		8.06		9.70		11.5		13.3		15.3		17.3		19.4		21.8		25.4		29.6		34.6		40.3			29.6		21.8
81	3.350			5.64		9.95		10.7		12.6		14.6		16.6		18.7		21.0		23.5		27.4		32.0		37.3		43.5			32.0		23.5
82	3.790			6.31		9.96		11.8		13.8		16.0		18.0		20.2		22.6		25.4		29.6		34.6		40.3		47.0			34.6		25.4
83	4.250			7.05		11.1		13.3		15.3		17.3		19.4		21.8		24.4		27.4		32.0		37.3		43.5		50.8			37.3		27.4
84	4.790			7.88		12.3		14.5		16.6		18.7		21.0		23.5		26.4		29.6		34.6		40.3		47.0		54.9			40.3		29.6

Percieved magnitude in sources as a function of band pressure level	PERCEIVED LEVEL OF NOISE BY MARK VII
																			26-31								35-39
Band	17			18		19			20			21			22				23			24			25			400-		32			33		34		3150-		40		41
Frec	50			63		80			100			125			160				200		250		315				1250		1600		2000			2500		8000		10000		12500
85	5.40			8.81		13.7			16.0			18.0			20.2				22.6		25.4		28.5				32.0		37.3		43.5			50.8		59.3		43.5		32.0
86	6.06			9.85		15.2			17.3			19.4			21.8				24.4		27.4		30.8				34.6		40.3		47.0			54.9		64.0		47.0		34.6
87	6.82			11.0		16.6			18.7			21.0			23.5				26.4		29.6		33.3				37.3		43.5		50.8			59.3		69.1		50.8		37.3
88	7.68			12.3		18.0			20.2			22.6			25.4				28.5		32.0		35.9				40.3		47.0		54.9			64.0		74.7		54.9		40.3
89	8.64			13.8		19.4			21.8			24.4			27.4				30.8		34.6		38.8				43.5		50.8		59.3			69.1		80.6		59.3		43.5
90	9.71			15.4		21.0			23.5			26.4			29.6				33.3		37.3		41.9				47.0		54.9		64.0			74.9		87.1		64.0		47.0
91	10.9			16.8		22.6			25.4			28.5			32.0				35.9		40.3		45.2				50.8		59.3		69.1			80.6		94.1		69.1		50.8
92	12.3			18.3		24.4			27.4			30.8			34.6				38.8		43.5		48.9				54.9		64.0		74.7			87.1		102		74.7		54.9
93	13.8			19.8		26.4			29.6			33.3			37.3				41.9		47.0		52.8				59.3		69.1		80.6		94.1		110		80.6		59.3
94	15.6			21.5		28.5			32.0			35.9			40.3				45.2		50.8		57.1				64.0		74.7		87.1		102		119		87.1		64.0
95	17.1			23.3		30.8			34.6			38.8			43.5				48.9		54.9		61.6				69.1		80.6		94.1		110		128		94.1		69.1
96	18.6			25.3		33.3		37.3			41.9		47.0				52.8			59.3		66.6			74.7			87.1		102		119		138		102		74.7
97	20.3		27.4		35.9		40.3		45.3		50.8		57.1				64.0		71.9		80.6		94.1			110		128		149		110		80.6
98	22.1		29.8		38.8		43.5		48.9		54.9		61.6				69.1		77.6		87.1		102			119		138		161		119		87.1
99	24.1		32.3		41.9		47.0		52.8		59.3		66.6				74.7		83.8		94.1		110			128		149		174		128		94.1
100	26.3		35.1		45.3		50.8		57.1		64.0		71.9				80.6		90.6		102		119			138		161		188		138		102
101	28.6		38.0		48.9		54.9		61.6		69.1		77.6				87.1		98.0		110		128			149		174		203		149		110
102	31.2		41.2		52.8		59.3		66.6		74.7		83.8				94.1		106		119		138			161		188		219		161		119
103	34.0		44.7		57.0		64.0		71.9		80.6		90.6				102		114		128		149			174		203		237		174		128
104	37.0		48.5		61.6		69.1		77.6		87.1		98.0				110		124		138		161			188		219		256		188		138
105	40.4		52.4		66.5		74.7		83.8		94.1		106				119		133		149		174			203		237		276		203		149
106	44.0		57.0		71.8		80.6		90.5		102		114				128		144		161		188			219		256		299		219		161
107	48.0		61.8		77.6		87.1		98.0		110		124				138		155		174		203			237		276		323		237		174
108	52.3		67.1		83.8		94.1		106		119		133				149		168		188		219			256		299		228		256		188
109	57.0		72.8		90.5		102		114		128		144				161		181		203		237			276		323		376		276		203
110	62.1		78.9		97.8		110		124		138		155				174		196		219		256			299		348		406		299		219
111	67.5		85.6		106		119		133		149		168				188		211		237		276			323		376		439		323		237
112	73.8		92.9		114		128		144		161		181				203		228		256		299			348		406		474		348		256
113	80.5		101		123		138		155		174		196				219		246		276		323			376		439		512		376		276
114	87.8		109		133		149		168		188		211				237		266		299		348			406		474		553		406		299
115	95.60		119		144		161		181		203		228				256		288		323		376			439		512		597		439		323
116	104		129		155		174		196		219		246				276		311		348		406			474		553		645		474		348
117	114		139		168		188		211		237		266				299		336		376		439			512		597		697		512		376
118	124		152		181		203		228		256		288				323		362		406		474			553		645		752		553		406
119	135		164		196		219		246		276		311				348		391		439		512			597		697		813		597		439
120	147		178		211		237		266		299		336				376		422		474		553			645		752		878		645		474
121	160		193		228		256		288		323		362				406		456		512		597			697		813		948		697		512
122	175		209		246		276		311		348		391				439		493		553		645			752		878		1024		752		553
123	190		227		266		299		336		376		422				474		532		597		697			813		948		1106		813		597
124	207		246		287		323		362		406		456				512		575		645		752			878		1024		1194		878		645

Percieved magnitude in sources as a function of band pressure level	PERCEIVED LEVEL OF NOISE BY MARK VII
																			26-31								35-39
Band	17		18		19		20		21		22		23		24		25		400-		32		33		34		3150-		40			41
Frec	50		63		80		100		125		160		200		250		315		1250		1600		2000		2500		8000		10000			12500
125	226		267		310		348		391		439		493		557		625		697		813		948		1106		1290		948			697
126	246		290		335		376		422		474		579		606		676		752		878		1024		1194		1393		1024			752
127	268		314		362		406		456		512		584		660		735		813		948		1106		1290		1505		1106			813
128	293		341		391		439		493		562		635		713		794		878		1024		1194		1393		1625		1194			878
129	319		370		422		474		536		616		697		776		864		948		1106		1290		1505		1756		1290			948
130	348		401		456		512		593		670		758		845		934		1024		1194		1393		1625		1896		1393		1024
131	379		435		493		566		650		735		825		919		1008		1106		1290		1505		1756		2048		1505		1106
132	413		472		540		625		713		806		905		1001		1097		1194		1393		1625		1896		2212		1625		1194
133	450		512		600		691		788		885		985		1089		1185		1290		1505		1756		2048		2389		1756		1290
134	490		572		666		764		864		970		970		1176		1290		1393		1625		1896		2212		2580		1896		1393
135	543		640		740		845		948		1064		1167		1280		1393		1505		1756		2048		2389		2787		2048		1505
136	611		715		823		934		1048		1158		1280		1393		1505		1625		1896		2212		2580		3010		2212		1625
137	687		799		914		1032		1149		1270		1393		1516		1638		1756		2048		2389		2787		3251		2389		1756
138	773		893		1016		1140		1270		1393		1517		1651		1769		1896		2212		2580		3010		3511		2580		1896
139	870		998		1129		1261		1393		1528		1663		1797		1925		2048		2389		2787		3251		3792		2787		2048
140	929		1115		1254		1393		1528		1676		1810		1940		2080		2212		2580		3010		3511		4096		3010		2212

Perceivel magnitude in sonos as a function of band pressure level.

Band frec dB	17 30	18 63	19 80	20 100	21 125	22 160	23 200	24 250	25 315	26-31 400-1250	32 1600	33 2000	34 2500	35-39 3150-8000	40 10000	41 12500
1														0.078
2														0.087
3													0.078	0.097
4													0.087	0.107
5												0.078	0.097	0.118	0.078
6												0.087	0.107	0.129	0.087
7											0.078	0.097	0.118	0.141	0.097
8											0.087	0.107	0.129	0.153	0.107
9										0.078	0.097	0.118	0.141	0.166	0.118	0.078
10										0.087	0.107	0.129	0.153	0.181	0.129	0.087
11										0.097	0.118	0.141	0.166	0.196	0.141	0.097
12										0.107	0.129	0.153	0.181	0.212	0.153	0.107
13										0.118	0.141	0.166	0.196	0.220	0.166	0.118
14										0.129	0.153	0.181	0.212	0.248	0.181	0.129
15										0.141	0.166	0.196	0.220	0.260	0.196	0.141
16										0.153	0.181	0.212	0.248	0.290	0.212	0.153
17										0.166	0.196	0.220	0.260	0.314	0.220	0.166
18										0.181	0.212	0.248	0.290	0.339	0.248	0.181
19										0.196	0.220	0.260	0.314	0.367	0.260	0.196
20										0.212	0.248	0.290	0.339	0.396	0.290	0.212
21										0.220	0.260	0.314	0.367	0.428	0.314	0.220
22										0.248	0.290	0.339	0.396	0.464	0.339	0.248
23										0.260	0.314	0.367	0.428	0.500	0.367	0.260
24										0.290	0.339	0.396	0.464	0.540	0.396	0.290
25										0.314	0.367	0.428	0.500	0.583	0.428	0.314
26										0.339	0.396	0.464	0.540	0.630	0.464	0.339
27										0.367	0.428	0.500	0.583	0.680	0.500	0.367
28						0.110	0.162	0.224	0.302	0.396	0.464	0.540	0.630	0.735	0.540	0.396
29					0.073	0.122	0.178	0.244	0.329	0.428	0.500	0.583	0.680	0.794	0.583	0.428
30					0.085	0.136	0.194	0.267	0.356	0.464	0.540	0.630	0.735	0.857	0.630	0.464
31					0.097	0.149	0.212	0.290	0.384	0.500	0.583	0.680	0.794	0.926	0.680	0.500
32					0.110	0.165	0.233	0.316	0.418	0.540	0.630	0.735	0.857	1.00	0.735	0.540
33				0.072	0.123	0.182	0.254	0.345	0.452	0.583	0.680	0.794	0.926	1.08	0.794	0.583
34				0.084	0.147	0.201	0.277	0.375	0.490	0.630	0.735	0.857	1.00	1.17	0.857	0.630
35				0.097	0.153	0.224	0.304	0.406	0.531	0.680	0.794	0.926	1.08	1.26	0.926	0.680
36				0.111	0.169	0.241	0.342	0.442	0.576	0.735	0.857	1.00	1.17	1.36	1.00	0.735
37			0.070	0.125	0.187	0.264	0.361	0.483	0.624	0.794	0.926	1.08	1.26	1.47	1.08	0.794
38			0.084	0.140	0.207	0.290	0.406	0.520	0.676	0.857	1.00	1.17	1.36	1.59	1.17	0.857
39			0.097	0.156	0.228	0.310	0.431	0.570	0.732	0.926	1.08	1.26	1.47	1.72	1.26	0.926
40			0.112	0.178	0.250	0.350	0.470	0.618	0.794	1.00	1.17	1.36	1.59	1.85	1.36	1.00
41			0.126	0.193	0.277	0.381	0.541	0.672	0.860	1.08	1.26	1.47	1.72	2.00	1.47	1.08
42			0.142	0.214	0.304	0.418	0.561	0.729	0.933	1.17	1.36	1.59	1.85	2.16	1.59	1.17
43			0.160	0.237	0.337	0.450	0.613	0.794	1.01	1.26	1.47	1.72	2.00	2.34	1.72	1.26
44		0.079	0.178	0.262	0.370	0.504	0.665	0.864	1.10	1.36	1.59	1.85	2.16	2.52	1.85	1.36

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NIVEL DE BANDA	R U I D O P E R C I B I D O (NOYS).

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