Nel mondo dell’audio professionale, della progettazione acustica e della psicoacustica, un parametro fondamentale è lo SPL: Sound Pressure Level, ovvero il livello di pressione sonora. Capire cosa misura realmente questo valore e come funziona la sua scala è cruciale per comprendere la percezione del suono e per progettare sistemi acustici efficienti.
Cos'è lo SPL (Sound Pressure Level)
L’SPL misura la pressione sonora effettiva generata da un'onda acustica, ovvero la variazione rispetto alla pressione atmosferica statica causata dal movimento delle molecole d’aria. È ciò che fisicamente raggiunge il nostro timpano e ci consente di percepire un suono.
La formula per calcolare lo SPL è:
dove:
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p è la pressione sonora misurata (in Pascal),
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p0 è la pressione di riferimento (20 μPa), considerata la soglia dell’udito umano a 1000 Hz.
Nota fondamentale: questa scala non è assoluta, ma interamente basata sulla fisiologia dell’apparato uditivo umano. I 20 μPa non rappresentano un limite fisico dell’aria, ma il valore minimo che un essere umano può percepire in condizioni ideali.
La scala SPL è quindi antropocentrica: tutto è tarato sulla nostra percezione, e questo la rende particolarmente adatta all’ingegneria del suono, ma meno indicata per sistemi acustici non destinati all’ascolto umano (ad esempio per animali o strumenti di misurazione).
La scala logaritmica e la difficoltà di ottenere alti SPL
Il decibel è una scala logaritmica: ogni incremento di 10 dB corrisponde a un raddoppio percepito dell’intensità sonora, ma a un aumento reale di 10 volte dell’energia sonora.
Aumentare lo SPL di soli 3 dB richiede il doppio della potenza acustica, e ogni 10 dB servono dieci volte più energia. Questo rende molto difficile raggiungere livelli sonori elevati, soprattutto in ambienti aperti.
Decadenza della pressione sonora: –6 dB ogni raddoppio della distanza
In ambiente aperto, con un sistema point source (ovvero una sorgente sonora che irradia uniformemente in tutte le direzioni), la pressione sonora diminuisce di circa 6 dB ogni volta che si raddoppia la distanza dalla sorgente.
Esempio:
Se un altoparlante produce 100 dB a 1 metro, otterremo:
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94 dB a 2 metri
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88 dB a 4 metri
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82 dB a 8 metri
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76 dB a 16 metri
Questo fenomeno è dovuto alla dispersione sferica dell’energia acustica: l’onda sonora si distribuisce su una superficie sempre più ampia man mano che si allontana dalla sorgente.
Nei grandi eventi o ambienti con pubblico distante, si utilizzano line array, che, grazie alla loro direttività verticale controllata, ridimensionano la perdita a circa –3 dB per raddoppio della distanza, garantendo maggiore copertura ed efficienza.
SPL e Watt: perché la potenza non basta
Un errore comune è confondere SPL e Watt. I Watt indicano la potenza elettrica fornita a un altoparlante, ma non determinano direttamente il volume percepito. La vera chiave è la sensibilità del diffusore.
Un altoparlante con 90 dB SPL @ 1W/1m genera:
| Potenza (Watt) | SPL |
|---|---|
| 1 W | 90 dB |
| 2 W | 93 dB |
| 4 W | 96 dB |
| 8 W | 99 dB |
| 16 W | 102 dB |
| 32 W | 105 dB |
| 64 W | 108 dB |
| 128 W | 111 dB |
Come si vede, per ottenere appena +20 dB, servono oltre 100 volte più Watt. Per questo motivo, non basta avere un amplificatore potente: servono altoparlanti efficienti e un progetto acustico ottimizzato per l’ambiente.
La sensibilità dell’orecchio umano alle frequenze
L’udito umano non è lineare rispetto alle frequenze. Siamo più sensibili tra 2.000 e 4.000 Hz, cioè dove si concentra la voce umana. Frequenze più basse o più alte devono essere molto più forti per risultare equivalenti dal punto di vista percettivo.
Questo fenomeno è descritto dalle curve isofoniche di Fletcher-Munson, che mostrano il livello SPL necessario per percepire la stessa "loudness" a diverse frequenze.
Ad esempio:
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Un suono di 50 Hz a 60 dB sarà percepito molto più debole di un suono di 1000 Hz a 60 dB.
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Per equilibrare la percezione, spesso si usano filtri loudness o equalizzazioni compensative.
Conclusioni
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L’SPL misura il livello della pressione sonora in decibel, basandosi sulla percezione umana.
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È una scala logaritmica: per aumenti di volume percepito servono moltipli esponenziali di energia.
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In campo aperto, un point source perde 6 dB ogni raddoppio della distanza, mentre un line array ne perde solo 3 dB.
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I Watt da soli non bastano: serve considerare la sensibilità del diffusore.
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L’apparato uditivo umano è più sensibile a certe frequenze: la percezione non è uniforme.
