“acondicionamiento acustico del auditorio 2 de la …

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA

UNIDAD PROFESIONAL “ADOLFO LOPEZ MATEOS”

“ACONDICIONAMIENTO ACUSTICO DEL AUDITORIO 2 DE LA ESIME ZACATENCO.”

T E S I S QUE PARA OBTENER EL TITULO DE

INGENIERO EN COMUNICACIONES Y ELECTRONICA

PRESENTAN

HERNANDEZ NÓRBERTO ÓSCAR. MAGAÑA LEO DANIEL ENRIQUE.

ONTIVEROS CUEVAS HECTOR FRANCISCO.

ASESOR. ING. XUNAXI G. DE LA CRUZ CARTAS.

DICIEMBRE 2008

ACONDICIONAMIENTO ACUSTICO DEL AUDITORIO 2 DE LA ESIME ZACATENCO


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� DENOMINACIÓN DEL PROYECTO.

“Acondicionamiento acústico del auditorio 2 de la ESIME Zacatenco.”

� OBJETIVOS DE PROYECTO.

� Objetivo Fin. Analizar los condiciones acústicas actuales del auditorio 2 de la ESIME Zacatenco, proponiendo, en caso necesario, el rediseño a fin de obtener las condiciones acústicas mínimas por la normalización vigente, procurando una inversión mínima.

� Objetivos específicos.

� Tener conocimientos teóricos del recinto a estudiar. � Obtener una valoración acústica actual del recinto. � Realizar un análisis detallado del acondicionamiento acústico a realizar. � Enlistado de materiales acústicos a utilizar en el recinto. � Enlistado de equipo de audio a utilizar en el equipo. � Costo del acondicionamiento acústico del recinto. � Mejorar la calidad del refuerzo sonoro del auditorio. � El mejoramiento de la inteligibilidad en el auditorio. � La disminución de ruido dentro y fuera del auditorio.

� JUSTIFICACION.

El ingeniero en comunicaciones y electrónica con la especialidad en acústica

impartida en la escuela superior de ingeniería mecánica y eléctrica de la unidad profesional Zacatenco tiene los conocimientos para poder realizar un acondicionamiento acústico, y por ello es capaz de acondicionar u optimizar un recinto propuesto en cuestión de su estudio acústico.

� ENTIDAD PRESENTE.

o ESIME Zacatenco forma parte de la Unidad Profesional "Adolfo López Mateo", (edificios 1, 2, 3,4 y5), Col. Lindavista, Del. Gustavo A. Madero, C.P. 07738 México D.F., Tel.: 5729-6000 (Figura B).

Figura B. Mapa Geográfico.


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� SITUACIÓN DE PROYECTO.

Ya que el proyecto no es plenamente inicial se sitúa desde la elaboración de un estudio acústico detallado de la situación del auditorio.

� Idea del proyecto.

Se realizara un reconocimiento visual y metódico para evaluar las condiciones

acústicas del auditorio y apartir de esas condiciones se propondrá alternativas para el mejoramiento de la acústica del auditorio en el sentido de refuerzo sonoro, acondicionamiento y aislamiento acústico.

� ACTIVIDADES O PLAN DE TRABAJO.

� Obtención de la justificación y objetivos del proyecto. � Recolección de datos e información técnica. � Delimitación de datos técnicos. � Elaboración del proyecto teórico. � Estudio y análisis del auditorio.

� Reconocimiento visual de auditorio. � Recolección de medidas longitudinales del auditorio. � Medición de TR60 con PAA3 y disparo en n numero de puntos en el auditorio. � Medición del ruido en el exterior del auditorio. � Obtención del TR60 con ruidos a una octava y ruido rosa.

� Estudio y análisis del auditorio. � Realización de diagramas acústicos y estructurales. � Cotización del proyecto. � Presentación del proyecto.

� COBERTURA DEL PROYECTO.

• Cobertura geográfica.

Esta orientada a toda la comunidad de estudiantes, docentes, y trabajadores de

la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica (ESIME Zacateco) y sus alrededores.

� Cobertura social.

� Beneficiarios Directos: serán todos aquellos que recibirán los beneficios

inmediatos lo cual alcanzará a todo la comunidad estudiantil del Instituto Politécnico Nacional.

� Beneficiarios Indirectos: será toda la comunidad que cuente con acceso al

instituto o que tengan que ver con una participación fuera del el. Los cuales se mantendrán informados acerca de la marcha de la programación.


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� RESPONSABLES DEL PROYECTO.

o RESPONSABLE TECNICO.

Nombre y Apellido: Daniel Magaña Leo. Domicilio particular: Sargento Cabral N° 674. Localidad: Coronel Du Graty. C.P.: 3541. TEL: 553-312-9913. Cargo o Función que desempeña en relación a la entidad: Ingeniero en comunicaciones y electrónica.


Nombre y Apellido: Hernández Norberto Oscar. Domicilio particular: Sargento. Cabral N° 674. Localidad: Coronel Du Graty C.P.: 3541. TEL: 553-312-9914 . Cargo o Función que desempeña en relación a la entidad: Ingeniero en comunicaciones y electrónica.


Nombre y Apellido: Ontiveros Cuervas Héctor. Domicilio particular: C. Zafiro lt 7 mz 1. Localidad: Bo. de Xochiaca. C.P.: 56330 . TEL: 51-11-32-24. Cargo o Función que desempeña en relación a la entidad: Ingeniero en comunicaciones y electrónica.

� RESULTADO E IMPACTO.

� En lo Pedagógico:

� Reproducción correcta de mensajes orales y visuales. � Selección de información que el auditorio trasmitiría a la

comunidad estudiantil. � Incrementar el hábito por el trabajo en equipo creativo e

informativo de la escuela.

� En lo socio-comunitario:

� Optimizar el desempeño social y comunicativo. � Convocar a otras instituciones del medio a participar del

mismo auditorio.

� Optimizar la participación del alumno hacia el auditorio.

CONTENIDO


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CONTENIDO TEMATICO

Capítulo 1 Introducción al sonido. . . . . . . 6 1.1 El sonido. 1.2 Características principales del sonido

1.2.1 Amplitud del sonido. 1.2.2 Frecuencia del sonido. 1.2.3 Periodo del sonido. 1.2.4 Longitud de onda. 1.2.5 Fase en el sonido. 1.2.6 Velocidad de propagación del sonido. 1.2.7 Propagación del sonido. 1.3 Fenómenos del sonido. 1.3.1 Reflexión y refracción del sonido. 1.3.2 Difracción del sonido. 1.3.3 Onda estacionaria. 1.3.4 Eco. 1.4 Cualidades del sonido. 1.4.1 Atenuación del sonido. 1.4.2 Reverberación del sonido. 1.4.3 Absorción del sonido. Capítulo II Materiales Acústicos. . . . . . . 13 2.1 Materiales Acústicos. 2.2 Tipos de Materiales. 2.2.1 Materiales Porosos. 2.2.2 Materiales de grosor o de distancia. 2.2.3 Materiales o tramas para graves. 2.2.4 Materiales difusores. 2.3 Características de los materiales acústicos. 2.3.1 Coeficiente de absorción. 2.3.2 Tiempo de Reverberación. Capítulo III Ruido e Inteligibilidad. . . . . . . 1 8

3.1 Ruido. 3.2 Clasificación del ruido.

3.2.1 Tipos de ruido según la intensidad. 3.2.2 Tipos de ruido según la frecuencia. 3.3 Acústica ruido y arquitectura. 3.3.1 Control de ruido en edificios. 3.3.2 Niveles de presión sonora. 3.4 Análisis acústico. 3.5 Criterios de ruido. 3.6 Factores acústicos. 3.7 Perdida de transmisión sonora. 3.8 Barreras acústicas. 3.9 Enmascaramiento. 3.10 Inteligibilidad de la palabra. 3.10.1 Inteligibilidad de la palabra en aulas. 3.10.2 Ruido e inteligibilidad. 3.10.3 Medida de inteligibilidad. 3.11 Fonemas, fonología y fonética. 3.11.1 Características acústicas de la emisión vocal.


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Capítulo IV Aislamiento, Acondicionamiento y Refuer zo Sonoro. . . 32 4.1 Aislamiento. 4.1.2 Principio de aislamiento. 4.1.3 Medida de aislamiento.

4.1.4 Cálculo del aislamiento acústico mixto. 4.2 Acondicionamiento. 4.2.2 Acústica mediante elementos físicos variables. 4.2.3 Variación de volumen y métodos. 4.2.4 Variación de la absorción adicional y métodos. 4.2.5 Ventajas e inconvenientes de la variación de volumen y absorción. 4.3 Refuerzo Sonoro. 4.3.2 Acústica básica en auditorios. 4.3.3 Sonidos directos y reverberantes. 4.3.4 Nivel sonoro en un refuerzo. 4.3.5 Ganancia acústica. 4.3.6 Potencia eléctrica. Capítulo V Mediciones cálculos y observaciones. . . . . 44

5.1 Tipos de uso. 5.2 Materiales en utilización. 5.3 Mediciones y cálculos previos.

5.3.1 TR60. 5.3.2 Ruido exterior.

5.3.3 Ruido interior. Capítulo VI Propuestas para la solución del Problem a y cotización. . 64 6.1 Propuestas para el mejoramiento del auditorio 2 ESIME Zacatenco. 6.2 Cotización. Conclusión. . . . . . . . 68 Anexos. . . . . . . . 69 Referencias. . . . . . . . 78

CAPÍTULO 1 INTRODUCCIÓN AL SONIDO.


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1.1 El sonido.

Una onda es una perturbación que avanza o que se propaga en un medio

material o incluso en el vacío. A pesar de la naturaleza diversa de las perturbaciones que pueden originarlas, todas las ondas tienen un comportamiento semejante. El sonido es un tipo de onda que se propaga únicamente en presencia de un medio que haga de soporte de la perturbación. Los conceptos generales sobre ondas sirven para describir el sonido, pero, inversamente, los fenómenos sonoros permiten comprender mejor algunas de las características del comportamiento ondulatorio.

1.2 Características del sonido.

1.2.1 Amplitud del sonido.

En acústica la amplitud es el valor máximo de la sobre presión asociada a la propagación de una onda sonora.

En sonido, normalmente, la amplitud viene definida en decibelios SPL (dBSPL): Los decibelios representan la relación entre dos señales y se basa en un

logaritmo de base 10 del cociente entre dos números. Las siglas SPL hacen referencia a la presión sonora (Sound Pressure Level).

1.2.2 Frecuencia del sonido.

Frecuencia, es una medida para indicar el número de repeticiones de cualquier

fenómeno o suceso periódico en la unidad de tiempo. Para calcular la frecuencia de un evento, se contabilizan un número de ocurrencias de este teniendo en cuenta un intervalo temporal, luego estas repeticiones se dividen por el tiempo transcurrido.

Según el Sistema Internacional, el resultado se mide en hertz (Hz), en honor a

Heinrich Rudolf Hertz. Un hertz es aquel suceso o fenómeno repetido una vez por segundo. Un método para calcular la frecuencia es medir el tiempo entre dos repeticiones (periodo) y luego calcular la frecuencia (f) recíproca de esta manera:

Donde T es el periodo de la señal.

1.2.3 Periodo del sonido.

El período del sonido es el tiempo transcurrido entre dos puntos equivalentes de

la oscilación. El periodo (T) es recíproco de la frecuencia (f):


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1.2.4 Longitud de onda.

La longitud de una onda describe cuán larga es la onda. La distancia existente entre dos crestas o valles consecutivos es lo que llamamos longitud de onda.

La letra griega "λ" (lambda) se utiliza para representar la longitud de onda en

ecuaciones. La longitud de onda es inversamente proporcional a la frecuencia de la onda.

La longitud de ondas de las ondas de sonido, en el rango que los seres

humanos pueden escuchar, oscilan entre menos de 0.0254m (una pulgada), hasta aproximadamente 17 metros (669.29 pulgadas).

1.2.5 Fase en el sonido.

Fase es una medida de la diferencia de tiempo entre dos ondas senoidales.

Aunque la fase es una diferencia verdadera de tiempo, siempre se mide en términos de ángulo, en grados o radianes. Eso es una normalización del tiempo que requiere un ciclo de la onda sin considerar su verdadero periodo de tiempo.

1.2.6 Velocidad de propagación sonido.

La velocidad de propagación sonido es la velocidad de propagación de las

ondas sonoras, un tipo de ondas mecánicas longitudinales producido por variaciones de presión del medio. Estas variaciones de presión (captadas por el oído humano) producen en el cerebro la percepción del sonido.

La velocidad de propagación de las ondas sonoras (que son mecánicas) es,

aproximadamente, de 340 m/s en el aire. La velocidad del sonido varía dependiendo del medio a través del cual viajen

las ondas sonoras, y a los cambios de temperatura del medio.

1.2.7 Propagación del sonido.

Las variaciones de presión, humedad o temperatura del medio, producen el desplazamiento de las moléculas que lo forman. Cada molécula transmite la vibración a la de su vecina, provocando un movimiento en cadena. Esos movimientos coordinados de millones de moléculas producen las denominadas ondas sonoras, que producen en el oído humano una sensación descrita como sonido. Para propagarse precisan de un medio (aire, agua, cuerpo sólido) que transmita la perturbación (viaja más rápido en los sólidos, luego en los líquidos, aún más lento en el aire, y en el vacío no se propaga). Es el propio medio el que produce y propicia la propagación de estas ondas con su compresión y expansión. Para que pueda comprimirse y expandirse es imprescindible que éste sea un medio elástico, ya que un cuerpo totalmente rígido no permite que las vibraciones se transmitan. Así pues, sin medio elástico no habría sonido, ya que las ondas sonoras no se propagan en el vacío.


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Figura 1.1 Características del sonido.

1.3 Fenómenos del sonido.

1.3.1 Reflexión y refracción del sonido. Como se ve en la figura 1.2 cuando una onda incide sobre la superficie de

separación entre dos medios diferentes, una parte de su energía se transmite al segundo medio en forma de una onda transmitida de características similares al incidente, mientras que otra parte de la energía incidente rebota en dicha superficie y se propaga hacia atrás, al primer medio, para constituir una onda reflejada. Este fenómeno de reflexión y transmisión de perturbaciones oscilatorias es común en las ondas mecánicas como el sonido.

Las frecuencias de las ondas incidente, transmitida y reflejada son iguales:


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Figura 1.2 Reflexión y Refracción del sonido

Una onda que llega a la frontera entre dos medios en parte se refleja al primer medio y en parte se transmite al segundo (normalmente refractada, con otra dirección de propagación).

1.3.2 Difracción del sonido.

Las ondas son capaces de traspasar orificios y bordear obstáculos interpuestos en su camino. Esta propiedad característica del comportamiento ondulatorio puede ser explicada como consecuencia del principio de Huygens y del fenómeno de interferencias.

Así, cuando una fuente de ondas alcanza una placa con un orificio o rendija

central, cada punto de la porción del frente de ondas limitado por la rendija se convierte en foco emisor de ondas secundarias todas de idéntica frecuencia. Los focos secundarios que corresponden a los extremos de la abertura generan ondas que son las responsables de que el haz se abra tras la rendija y bordee sus esquinas.

En los puntos intermedios se producen superposiciones de las ondas

secundarias que dan lugar a zonas de intensidad máxima y de intensidad mínima típicas de los fenómenos de interferencias.

Para que se aprecie bien este fenómeno el tamaño del obstáculo no debe ser

muy superior a la longitud de onda como lo demuestra la figura 1.3.

Figura 1.3 Difracción según el tamaña de onda.

1.3.3 Onda estacionarias.

Hasta ahora hemos hablado de ondas propagándose en un medio, es decir ondas viajeras.

Las ondas estacionarias son el resultado de la interferencia de dos ondas viajeras iguales propagándose en direcciones contrarias. Por ejemplo, una onda que llega perpendicularmente a una pared y se refleja sobre sí misma. La característica de las ondas estacionarias es que se generan puntos (eventualmente líneas o planos) en los cuales la amplitud de oscilación es siempre cero (nodos) y otros en los que es siempre máxima (antinodos o vientres). La distancia entre dos nodos será la mitad de la longitud de onda de la onda estacionaria ( / 2).


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Las ondas estacionarias son relevantes en el funcionamiento de los

instrumentos musicales (las cuerdas, las columnas de aire encerradas en un tubo), pero también en las resonancias modales (los modos de resonancia) de las habitaciones.

Figura 1.4 Ejemplificación de Onda Estacionaria.

1.3.4 ECO

Una manifestación común del fenómeno de la reflexión de ondas es el eco, producido por el rebote de las ondas sonoras contra la superficie de separación entre el aire y otro medio (por ejemplo, una pared de roca como se muestra en la figura 1.5). Este fenómeno de reflexión se utiliza con fines prácticos, usado en el sonar por los submarinos y otras embarcaciones para localizar obstáculos: la nave emite una secuencia de ultrasonidos y recoge sus reflexiones (ecos) en los distintos objetos que pueda encontrar, ya sea el fondo marino, otra embarcación, etcétera.

Figura 1.5 Fenómeno del eco.


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1.4 Cualidades del sonido

1.4.1 Atenuación del sonido

Es la reducción de nivel de una señal, cuando pasa a través de un elemento de un circuito, o la reducción en nivel de la energía de vibración, cuando pasa a través de una estructura. La atenuación se mide en Decibles, pero también se puede medir en porcentajes. Por lo general, la atenuación depende de la frecuencia como

podemos ver en la figura 1.6, eso es la cantidad de atenuación varía en función de la frecuencia. La atenuación de la energía de vibración en estructuras mecánicas generalmente se aumenta si la frecuencia sube, pero puede ser una función muy compleja de la frecuencia.

Figura 1.6 Atenuación en función de la frecuencia.

1.4.2 Reverberación. Se define como la persistencia del sonido tras la extinción de la fuente sonora

debido a las múltiples ondas reflejadas que continúan llegando al oído. Es la continua vuelta del sonido causada por efectos de acústica ambiental.

El sonido producido en una habitación normal se ve algo modificado por las

reverberaciones debidas a las paredes y los muebles; por esta razón, un estudio de radio o televisión debe tener un grado de reverberación moderado para conseguir una reproducción natural del sonido siendo representado como se muestra en la figura 1.8. Para lograr las mejores cualidades acústicas, las salas deben diseñarse de forma que reflejen el sonido lo suficiente para proporcionar una calidad natural, sin que introduzcan una reverberación excesiva en ninguna frecuencia, sin que provoquen ecos no naturales en determinadas frecuencias y sin que produzcan interferencias o distorsiones no deseables. La reverberación determina la buena acústica de un ambiente. Su eliminación se logra recubriendo las paredes de materiales, como corcho o moqueta etc., que absorben las ondas sonoras e impiden la reflexión figura 1.7.


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Figura 1.7 recubrimiento de paredes Figura 1.8 Ejemplo grafica de reverberación Tiempos de reverberación óptimos para diferentes usos de los locales (medidos en segundos):

� Locutorio de radio de 0.2 a 0.4. � Sala para la voz de 0.7 a 1.0. � Cine de 1.0 a 1.2. � Teatro de 0.9. � Teatro de Ópera de 1.2 a 1.5. � Sala de conciertos de cámara de 1.3 a 1.7. � Sala para música barroca y clásica de 1.6 a 1.8 . � Sala de conciertos de música sinfónica de 1.8 a 2.0. � Iglesia o Catedral de 2.0 a 4.0 como óptimo pero llegando hasta 8 segundos en

ciertas catedrales.

1.4.3 Absorción del sonido

La propagación del sonido no se realiza nunca sin pérdidas, sino que está supeditada siempre a una mayor o menor amortiguación; es decir, la presión o la velocidad disminuyen al aumentar la distancia al foco sonoro. Parte de la energía se convierte en calor cuando viaja a través del medio (hablaré del aire por ser el más habitual). Existen diferentes causas que dependen de la humedad relativa del medio, la frecuencia y, en menor medida, la temperatura.

Los sonidos de alta frecuencia son amortiguados en mayor medida que los de

baja frecuencia. En este gráfico podemos ver cómo influye la humedad relativa en la amortiguación, para diferentes frecuencias. El máximo de amortiguación se obtiene para un aire muy seco.

CAPÍTULO 2 MATERIALES ACÚSTICOS.


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2.1 Materiales acústicos.

En general, se puede decir que hay dos formas de deshacerse de las

reflexiones indeseadas en un recinto:

� La primera de ellas es la absorción, mediante la cual se usan materiales que reducen la energía de las reflexiones, haciéndolas menos dañinas.

� El segundo método es la difusión, consiste en “romper” las ondas para que se

reflejen en distintas direcciones y evitar así focalizaciones de sonido. Cada uno de ellos resuelve problemas específicos, y generalmente son usados

en combinación para lograr un campo sonoro homogéneo.

2.2 Tipos de materiales acústicos.

2.2.1 Materiales porosos.

Las altas y medias frecuencias son tratadas con este tipo de elementos. También denominados absorbente fraccional, en ellos las ondas penetran en los orificios y el roce de las partículas de aire contra las paredes internas del material provoca una reducción en su movimiento, transformando la energía acústica en calor.

Alfombras, moquetas, cortinas, tapices, sonex... todos estos son materiales

porosos que absorben las altas frecuencias, y su presencia no debe ser obviada. Un ejemplo claro se da en situaciones de directo, en las que es habitual una corrección de los agudos durante la actuación, para compensar el efecto de absorción de la ropa de los espectadores.

Los materiales acústicos profesionales suelen construirse a partir de espumas

con esqueleto rígido como se muestra en la figura 2.1. Los poros de la espuma provocan la absorción por fricción, y el hecho de contar con un esqueleto rígido aumenta este efecto: cuanto menor es el movimiento de las partículas del material mayor es el movimiento relativo del aire contra ellas, y por tanto mayor es la absorción. Sin embargo, este tipo de materiales tienen poco o ningún efecto en las frecuencias más bajas. Para longitudes de onda elevadas los pequeños poros son virtualmente “invisibles”, y las ondas se reflejan como si incidieran sobre una pared lisa.

No sería la primera vez que alguien tiene un problema de graves y trata de

arreglarlo cubriendo las paredes con moqueta... el resultado es que el problema se acentúa, ya que la nueva absorción de altas frecuencias evidencia el exceso de bajas (que apenas habrán sido alteradas).


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Figura 2.1 Material acústico poroso sonex. 2.2.2 Materiales de Grosor y de distancia.

El grosor del material y la distancia entre éste y la pared en que se monta afectan a su capacidad de absorción. En las paredes del recinto existen máximos de presión. Esto quiere decir que en esos mismos puntos se produce un mínimo en la velocidad de las partículas de aire, ya que en el momento en que éstas alcanzan la máxima excursión desde su punto de partida, su velocidad es cero para iniciar el camino de vuelta.

Por tanto, si el material se sitúa a una distancia de la pared de un cuarto de la

longitud de onda (l/4), estará ubicado en el punto donde mayor es la velocidad de las partículas, aumentando el rozamiento y con ello la absorción.

Fig. 2.2: Representación gráfica de la presión y de la velocidad. En la figura 2.2 se muestra una representación gráfica de la presión y la

velocidad de una onda, donde se puede apreciar el punto de máxima velocidad. Las frecuencias cuyo cuarto de longitud de onda coincida con (o sea similar a) esa distancia verán aumentada su absorción por el material, ya que éste estará situado en el punto donde más se mueven las partículas. Del mismo modo, es fácil deducir que cuanto mayor sea el grosor del material, mayor será el número de frecuencias cuyo l/4 se sitúa “dentro” del material, aumentando por tanto el ancho de banda de absorción hacia las frecuencias medias. (Figura 2.3).


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Fig. 2.3: Influencia del ancho del material.

En resumen, el ancho de banda y capacidad de absorción de los materiales porosos aumenta si se deja un espacio de aire entre el material y la pared, también cuanto más ancho es dicho material.

2.2.3 Materiales o trampas para graves.

Este es el nombre con que se conoce a los dispositivos encargados de lidiar con las bajas frecuencias. Estas ondas son grandes, con mucha energía, y por tanto son las más difíciles de combatir.

En función del método de absorción se puede hablar de trampas activas y

trampas pasivas. Las primeras basan su funcionamiento en lograr que ciertos elementos (generalmente paneles rígidos y flexibles) entren en resonancia al incidir sobre ellos la onda sonora, transformando la energía acústica en movimiento como se muestra en la figura 2.4.

Las segundas suelen estar construidas con espumas muy densas que actúan

debido al tamaño de la propia trampa y su ubicación (generalmente en las esquinas), impidiendo que las ondas crezcan en ellas y, por tanto, amortiguando su energía como se muestra en la figura 2.5.

El ancho de banda de las trampas activas suele ser más estrecho que el de las

pasivas, aunque puede ser ampliado mediante la colocación de material absorbente en su interior.

En general, las trampas activas funcionan mejor a la hora de tratar resonancias

específicas, ya que su absorción es mayor y centrada en determinadas frecuencias. Por ello su diseño y colocación debe hacerse con cuidado, pues un error puede hacer que la trampa no funcione o, peor aún, que lo haga en las frecuencias equivocadas.

Por el contrario, las trampas pasivas suelen ofrecer menor absorción, pero

afectan de una manera más uniforme, por lo que resultan idóneas para homogeneizar de forma general el low end de la sala. Sin embargo, si se requiere de grandes cantidades de absorción es posible que el tamaño de la trampa pasiva se dispare.


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Figura 2.4 Trampa activa. Figura 2.5 Trampa Pasivas.

2.2.4 Materiales Difusores.

En cuanto al segundo método de combatir las reflexiones indeseadas, la difusión, su objetivo consiste en prevenir las focalizaciones de sonido, dispersando los rayos sonoros en múltiples direcciones.

Para ello, los difusores suelen contar con formas geométricas de variados tamaños y disposiciones, para lograr que la onda se refleje de manera distinta en cada una de ellas y obtener así un campo sonoro más homogéneo. Cuanta más variación de tamaños haya en el difusor mayor será el rango de frecuencias para el que es efectivo.

Figura 2.6: Skyline. Figura 2.7: Space Array.


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En la figura 2.6 se muestra el difusor Skyline del fabricante RPG, y la figura 2.7

se corresponde con el Space Array de Auralex. En ambos casos se puede apreciar la variación de tamaños y profundidades de las formas geométricas que conforman estos difusores.

De manera parecida, una estantería con libros de diferentes tamaños o

distintos elementos decorativos colocados en una pared pueden funcionar como difusores improvisados.

2.3 Características de los materiales acústicos.

2.3.1 Coeficiente de absorción.

Coeficiente de absorción acústica de un material depende de la naturaleza del mismo, de la frecuencia de la onda sonora y del ángulo con que incide la onda sobre la superficie. Como el coeficiente de absorción varía con la frecuencia, se suelen dar los mismos a las frecuencias de 125, 250, 500, 1000, 2000 y 4000Hz (según Norma UNE 74041-80 Medida de Coeficientes de Absorción en Cámara Reverberante, equivalente a la ISO 354-1963).

Material Octava de Frecuencias

125Hz. 250Hz. 500Hz 1000Hz. 2000Hz. 4000Hz.

Butaca 0.1 0.15 0.32 0.42 0.55 0.55 Madera ¼ 0.05 0.04 0.03 0.03 0.03 0.03

Fieltro 0.04 0.05 0.11 0.18 0.30 0.35 Ladrillo visto 0,02 0,02 0,03 0,04 0,05 0,05

Paneles de madera 0,10 0,11 0,10 0,08 0,08 0,11 Alfombra sobre

cemento 0,04 0,04 0,08 0,12 0,03 0,10

Loseta 0.01 0.01 0.01 0.01 0.02 0.02 Plafón de yeso. 0.29 0.1 0.05 0.04 0.07 0.09

Tabla 2.1 Coeficientes de absorción de diferentes materiales.

2.3.2 Tiempo de reverberación.

El tiempo de reverberación es aquel en el que la presión acústica se reduce a la milésima parte de su presión inicial, una vez que ha cesado la fuente sonora, o sea, lo que tarda en decaer el sonido 60dB.

Para predecir tiempos de reverberación en salas con gran variedad de

materiales distintos (coeficientes de absorción muy variados), se ha comprobado experimentalmente que la ecuación más adecuada es la de Millington-Sette:

El tiempo de reverberación no es constante para todas las frecuencias, ya que

la absorción sonora tanto en el aire como en las superficies interiores depende de la frecuencia. Generalmente, los cálculos se hacen en bandas de octava para frecuencias de 125, 250, 500, 1000, 2000 y 4000 Hz, que son a las que normalmente los fabricantes proporcionan los coeficientes de absorción de sus productos.

CAPÍTULO 3 RUIDO E INTELIGIBILIDAD.


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3.1 Ruido.

No existe una definición inequívoca de ruido. De forma amplia, podemos definir

como ruido cualquier sonido no deseado que puede interferir la recepción de un sonido.

Así, el ruido acústico es aquel ruido (entendido como sonido molesto) producido

por la mezcla de ondas sonoras de distintas frecuencias y distintas amplitudes. La mezcla se produce a diferentes niveles ya que se conjugan tanto las frecuencias fundamentales como los armónicos que las acompañan.

Todas estas definiciones, aun cuando puedan resultar más científicas y

rigurosas, vienen a resumirse en el concepto amplio y subjetivo que supone el ruido como un sonido molesto o no deseado. Es este el criterio más generalizado y dentro del cual se sumen el resto de las definiciones. Así se ha definido también como un "Sonido excesivo, intempestivo o de forma más precisa, como todo sonido susceptible de producir efectos fisiológicos o psicológicos sobre una persona o grupo de personas". 3.2 Clasificación de ruido.

Se pueden hacer dos clasificaciones diferentes de ruido acústico, las mismas se

podrían hacer con cualquier otro ruido:

o En función de la intensidad en conjunción con el periodo. o En función de la frecuencia.

3.2.1 Tipos de Ruidos según la intensidad y el peri odo.

o Ruido continúo o constante.

El ruido continúo o constante es aquel ruido cuya intensidad permanece

constante o presenta pequeñas variaciones (menores a 5 dB) a lo largo del tiempo. Una cosa bastante importante es que el ruido es homogéneo y superficial es un sinónimo a sonido.

o Ruido fluctuante.

El ruido fluctuante es aquel ruido cuya intensidad varía a lo largo del tiempo. Las

variaciones pueden ser periódicas o aleatorias.

o Ruido impulsivo. El ruido impulsivo es aquel ruido cuya intensidad aumenta bruscamente durante

un impulso. La duración de este impulso es breve, en comparación con el tiempo que transcurre entre un impulso y otro. Suele ser bastante más molesto que el ruido continuo.


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3.2.2 Tipos de Ruidos según la frecuencia.

Se distinguen tres tipos de ruido dependiendo de su frecuencia:

• Ruido blanco. • Ruido rosa. • Ruido marrón.

Existen fuentes de ruido artificiales o generadores de ruido que emiten ruido blanco o rosa. Estos generadores de ruido son utilizados en acústica para realizar ciertas mediciones como aislamiento acústico, insonorización, reverberación, etc.

o Ruido Blanco.

Fonéticamente: - Shshshshsh - (como suenan las interferencias televisivas).

El ruido blanco, denominado así por asociación con la luz blanca, se caracteriza por su distribución uniforme en el espectro audible (20 Hz a de 20 kHz). Es decir, es un ruido cuya respuesta en frecuencia es plana, lo que significa que su intensidad (amplitud de sonido) es constante para todas las frecuencias.

o Ruido rosa o rosado.

Fonéticamente: - Fsfsfsfsfsfs - (como suenan las interferencias radiofónicas).

La respuesta en frecuencia del ruido rosa no es plana, su intensidad decae 3 decibelios por octava.

El ruido rosa que emiten los generadores de ruido se utiliza con filtros de 1/3 de

banda de octava para medir la acústica de salas. Se elige 1/3 de octava para el filtro porque es apartir de ahí cuando el oído es capaz de detectar irregularidades en la respuesta en frecuencia).

o Ruido marrón.

Fonéticamente: - Jfjfjfjfjfjfjfjfjf - (como cuando se fríe un huevo).

No es un ruido muy común pero existente en la naturaleza. El ruido marrón compuesto principalmente por ondas graves y medias.

3.3 Acústica, Ruido y Arquitectura.

La acústica es la ciencia del sonido. Tiene con el habla y el oído relación en

común, incluso estudia y analiza el comportamiento del sonido edificios y el ruido en nuestro entorno.

El campo de la acústica, al ser tan diverso, ofrece muchos temas diferentes.

Entre ellos se encuentra, la acústica arquitectónica. La acústica arquitectónica trata con el sonido dentro y alrededor de los edificios,

donde un buen diseño acústico asegura la eficiente distribución de sonidos agradables y la exclusión de sonidos desagradables.


20

Cualquier persona comprende la importancia de un buen diseño en salas de

concierto, estudios de grabación y auditorios. Pero la gente pasa la mayor parte de su tiempo en el hogar, la oficina, las fábricas o el salón de clases, donde muy poca ó ninguna atención se ha dado al ambiente acústico.

Otro problema muy relacionado con el ruido son las vibraciones. En las

edificaciones, la instalación de equipos y máquinas, debe ser de tal manera que su operación sea “suave”, sin vibración nociva.

Los sonidos desagradables son comúnmente causados por vibración, cuando uno

busca controlar el ruido en su fuente, normalmente el problema se reduce a eliminar o modificar la vibración.

Resolver un problema de ruido, requiere un entendimiento de la fuente de ruido, la

ruta de propagación del sonido y el receptor (normalmente una persona o un grupo de personas). Generalmente lo primero que se hace para controlar el ruido es intentarlo en la fuente, sin embargo con frecuencia el control de la ruta o camino que sigue el sonido y la protección del receptor son las soluciones.

3.3.1 Control de ruido en edificios. El ruido ha recibido el reconocimiento de ser uno de los problemas más críticos

de contaminación ambiental de nuestro siglo. Al igual que la contaminación del aire y del agua, la contaminación por ruido se incrementa con la densidad de población. En nuestras áreas urbanas, es un serio problema que afecta nuestra calidad de vida, nos quita el sueño e interfiere con la comunicación, además de que la pérdida del oído por ruido es un problema importante de salud.

El objetivo fundamental del control de ruido es proveer al ser humano de un

ambiente acústico aceptable, interior y exterior, de tal manera que la intensidad y el carácter de todos los sonidos en o alrededor de algún espacio, sea compatible con el uso específico de cada uno.

Contar con un ambiente sin ruido, es una de las más valiosas cualidades que un espacio pueda poseer. Aquel espacio que no tiene un control de ruido adecuado, genera frecuentemente experiencias desagradables, por ejemplo: Los niveles altos de ruido en los centros de trabajo son distractores e irritantes y posiblemente desemboquen en un ausentismo mayor al normal y una disminución en la productividad. Una inadecuada privacidad acústica es común en los espacios de oficina. Como estos casos, están también las escuelas, las iglesias, los gimnasios, las albercas, etc. como se muestra en la figura 3.1.

El conocimiento para controlar el ruido se tiene, por ello es imperdonable no

aplicarlo; pero para evitar soluciones costosas en las edificaciones, es necesario como en todas sus instalaciones, planear con anterioridad su implementación.


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Figura 3.1 Control de ruido en edificaciones y recintos.

3.3.2 Niveles de Presión Sonora.

La presión de aire se mide en unidades llamadas Pascales (Pa). La magnitud de

la presión atmosférica es de cerca de 100 kPa (kiloPascales). La presión del sonido es una medida de la fluctuación de la presión del aire por encima y por debajo de la presión atmosférica normal. A mayor fluctuación, mayor intensidad en el sonido.

Las variaciones de presión en una onda de sonido individual son mucho

menores que la presión atmosférica estática, pero el rango es muy grande. El umbral de audición corresponde a una variación de presión de 20 µPa (microPascales).

El umbral de dolor en el oído corresponde a variaciones de presión de cerca de

200 Pa, es decir diez millones de veces el umbral de audición. Esto influye directamente en la escala de magnitudes, la cual de expresarse linealmente sería enorme, por ello se utiliza una escala logarítmica llamada de decibeles (dB).

Los instrumentos para medir la presión sonora son los sonómetros, conocidos

también como decibelímetros. En términos generales, estos instrumentos de medición perciben la presión sonora por medio de un micrófono, la convierten en señal eléctrica para posteriormente, a la salida, determinar un nivel de presión sonora en dB.

Además de los sonómetros, las mediciones acústicas requieren de equipos

periféricos como son filtros, grabadoras, amplificadores, generadores de ruido, analizadores de espectro, etc.

Los decibeles se relacionan fácilmente con la respuesta del oído humano, el cual también responde logarítmicamente ante el sonido. La respuesta de nuestros oídos, esto es, de alguna manera nuestra percepción del volumen, no aumenta de forma lineal con un aumento lineal en presión de sonido. Por ejemplo, un aumento de 10 dB en el nivel de presión de sonido se percibirá como el doble del volumen. En situaciones prácticas, cambios de nivel de 3 dB son los que se notan. En la siguiente tabla 3.1, se da una idea de algunos casos de niveles de sonido en (dB).


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Casos de Niveles de Sonidos dB

Tictac de reloj 20

Jardín tranquilo 30

Hogar tranquilo 42

Calle residencial 48

Oficina privada 50

Oficina general 53

Gran oficina general 60

Conversación normal a 90 cm. 62

Tráfico citadino a 6m 70

Industria ligera 70

Conversación a gritos a 90cm 78

Máquinas registradoras a 90cm 80

Cuarto teletipos de periódico 80

Tráfico citadino crítico a 3m 90

Segadora de motor a 3m 105

Banda de música rock 113

Sirena de 50 hp a 30m 138 Tabla de niveles de sonido 3.1

Es muy importante tomar en cuenta que los niveles de presión de sonido no

pueden sumarse en forma lineal como ocurre con los metros o los kilogramos. La combinación de dos ruidos con niveles de 60 dB no da un nivel de presión de sonido de 120 dB, sino de 63 dB.

Esto quiere decir que cada vez que se combinan dos sonidos de igual presión

sonora, el aumento solo será de 3 dB. Para facilitar este tipo de cálculos, existen métodos gráficos y matemáticos para determinar tanto las adiciones como las sustracciones.

3.4 Análisis acústico

La mayoría de los sonidos (habla, música y ruido), contienen una multitud de

frecuencias: componentes bajas, medias y altas. Por tal motivo los problemas acústicos son examinados a través de cierto intervalo de frecuencias audibles, llamado análisis espectral. A este espectro se le denomina “espectro de bandas de octavas”, que al igual que en música, está formada por bandas que difieren entre si por un factor de dos. Para mediciones de mayor precisión, este espectro se divide en “tercios de octava”, es decir, las bandas de octava se dividen por tres.

Un análisis en espectro de banda de tercios de octava para un ruido particular,

provee ciertamente de mucha información, pero para algunas personas esto no es tan necesario y en estos casos lo mejor es contar con una clasificación simplificada que de como resultado un solo número. Un modo de obtener un solo número al describir un ruido complejo, es utilizando diversas escalas de evaluación subjetiva, conocidas como curvas de compensación A, B, C y D. Donde la curva A es la de mayor uso.


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La respuesta del micrófono de un sonómetro puede ser alterada por medio de un

filtro de compensación de nivel A, de tal manera que represente lo más cercano posible la respuesta del oído humano. Los niveles de presión sonora resultantes en este caso se expresan como un número seguido del símbolo dBA. De esta manera se consigue obtener un número que evalúa de manera global todo un espectro de frecuencias acústicas, aunque debemos tomar en cuenta que niveles idénticos en dBA, pueden tener espectros muy distintos entre sí y pueden evocar respuestas diferentes.

El oído humano no es igualmente sensible a todas las frecuencias. Sonidos del

mismo nivel pero con frecuencias diferentes no se perciben igualmente. Un sonido en 3 kHz en un nivel de 54 dB, por ejemplo, sonará tan intenso como un sonido de 50 Hz en un nivel de 79 dB.

3.5 Criterio de Ruido.

Otro método para describir el ruido en los edificios, es el uso de un conjunto de

curvas en la banda de octavas, conocidas como curvas de Criterio de Ruido o Curvas NC, PNC ó NR. Estas clasificaciones son muy utilizadas para especificar los niveles de presión sonora máximos en los recintos. Estos criterios proveen un modo particularmente específico de clasificación de los niveles de ruido e inclusive de un espectro del comportamiento de un recinto. En este tipo de gráficos por ejemplo en el tipo NR, se dibuja el espectro en cuestión sobre el gráfico de curvas y el punto donde se toca la curva más alta corresponde al criterio NR.

Cuando el espectro queda entre las curvas de las gráficas, se realizan

estimaciones. Nuevamente es muy importante tomar en cuenta que dos espectros pueden tener el mismo valor NR pero formas espectrales diferentes.

Ediciones recientes del manual de ASHRAE19 incluyen una clasificación tipo RC

criterios de habitación (Room Criteria), la cual está intentando representar espectros balanceados y neutrales. Esta clasificación, realizada para reemplazar las curvas tradicionales (NC, PNC, NR), comienza a ser usada con mayor frecuencia en los EUA. 3.6 Factores acústicos.

Para la implementación del control de ruido en los edificios, se requiere conocer

el comportamiento de diversos productos, materiales y sistemas acústicos que ayudarán en el proceso de diseño. Así mismo es posible que sea necesario efectuar diversos procedimientos de medición y prueba para determinar el comportamiento efectivo de dichos elementos ó si los resultados son realmente los esperados.

Para el caso de las mediciones que se lleven a cabo, éstas se analizarán dentro

del espectro de bandas de 1/3 de octavas desde los 100 Hz hasta los 4000 Hz, siendo en ocasiones necesario bajar hasta los 31 Hz y subir hasta los 15000 Hz.

Dos son las propiedades de los elementos de construcción que debemos tomar

en cuenta principalmente: la absorción sonora y la pérdida de transmisión sonora. En el caso de la maquinaria y los equipos en los edificios, la potencia sonora es el factor importante.


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3.7 Pérdida de Transmisión Sonora.

Este concepto está relacionado directamente con el aislamiento acústico.

Cuando las ondas de sonido alcanzan una cara de un elemento (muro o división), la presión sonora genera vibraciones que son transferidas al elemento, donde toda o parte de esta energía de vibración, dependiendo del tipo de construcción y los materiales, se transmitirá a la cara opuesta donde se reradiará como sonido.

La diferencia que existe entre la potencia sonora incidente sobre la cara que

recibe en el recinto fuente y la reradiada al segundo recinto o recinto receptor, en decibeles, se llama pérdida de transmisión sonora TL (Transmission loss). En tanto la pérdida de transmisión sonora sea mayor en dB, menor será la cantidad de energía sonora que pasa a través del elemento.

La pérdida de transmisión sonora de un elemento aumenta generalmente con la frecuencia del sonido incidente y también varía con la dirección de las ondas del sonido. La diferencia en el promedio del nivel de presión sonora entre dos recintos se llama reducción de ruido.

El nivel en el recinto receptor está determinado en parte por el área del elemento

y su absorción total. Después de aislar estos dos factores, la reducción de ruido es pérdida de transmisión sonora, la cual es una propiedad del elemento independientemente de su tamaño y de las propiedades de los recintos.

Al igual que en las mediciones acústicas, para muchos es conveniente contar

con una clasificación de un solo número que describa el comportamiento aparente de un elemento, en cuanto a la pérdida de transmisión sonora. Ese número se llama clase de transmisión sonora STC (Sound Transmission Class), donde a mayor valor, mejor será el comportamiento del elemento. Este sistema de medición funciona a partir de una curva patrón que se compara con el espectro del ruido y dependiendo de su posición dentro del espectro, siguiendo un procedimiento específico, se obtiene el valor al cruzar con la banda de 500 Hz.

Esta clasificación se encuentra también generalmente en la literatura y catálogos

de los materiales provenientes de Norteamérica y otros países, como un indicador de su eficiencia en aislamiento acústico.

Cuando tenemos ruido proveniente de impactos, también existe una clasificación

de un solo número para ello, en lo que se refiere a la transmisión de impactos a través de los pisos, llamada clase de aislamiento de impacto IIC (Impact Insulation Class), que se trata igualmente de una comparación del espectro, en este caso de ruido de impacto, con una curva patrón.

3.8 Barreras acústicas.

Si el ruido emitido es reflejado por superficies poco absorbentes, un método

determinante para el control del nivel de sonido dentro de un recinto, es a través de la disipación de la energía sonora con materiales absorbentes. El sonido se absorbe cuando una porción de la energía sonora que alcanza una superficie no es reflejada, se pasa al material disipándose en él por reflexiones múltiples y se convierte en energía calorífica. Generalmente, las frecuencias más altas se absorben más fácilmente que las frecuencias bajas, debido a la longitud de onda menor de las primeras.


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La instalación de materiales acústicos en un recinto, tiene los siguientes beneficios:

• Reduce el tiempo de reverberación. • Reduce el nivel total de ruido. • Tiende a localizar el ruido hacia la región de su origen.

En el control de ruido de un espacio determinado, los siguientes elementos

contribuyen a la absorción sonora:

• Los tratamientos superficiales de muros, pisos y plafones. • El contenido de los recintos, tales como la audiencia, cortinas o telas,

asientos tapizados y alfombras. • El aire del espacio.

Las consideraciones que deciden que tanto material utilizar y donde utilizarlo

para una mayor efectividad son: • La forma del recinto. • Que tanta absorción existe ya en el cuarto. • Dónde está localizada esa absorción.

En el uso de materiales absorbentes, en muchos casos se requiere de grandes

espesores de material o de muchos pasos para que la energía sonora pueda ser reducida significativamente. De aquí que es importante comprender la diferencia entre absorción sonora y pérdida de transmisión sonora, para poder evaluar y optar por uno o por otro método de control.

Los materiales que impiden o dificultan el paso del sonido son materiales generalmente sólidos, pesados y sin porosidades. Por ejemplo, un buen material de absorción es una lana de fibra de vidrio de 15 mm de espesor, una buena barrera acústica es un muro de concreto de 150 mm de espesor.

La transmisión sonora a través de divisiones rígidas, como el tabique y el

concreto, se logra principalmente por las vibraciones forzadas de la pared, esto es que la pared entera es obligada a vibrar por las pulsaciones de la presión de las ondas sonoras contra ella. La estructura vibrante se convierte así en una fuente secundaria de sonido y radia energía acústica al espacio del lado opuesto. Entre más masiva sea la pared, mayor será la dificultad de que las ondas sonoras la pongan a vibrar y radiar energía sonora.

En ocasiones es importante construir paredes dobles combinadas con el uso de

materiales absorbentes para aumentar el grado de aislamiento acústico. En estos casos debe cuidarse que elementos estructurales no unan las paredes del muro doble, ya que de lo contrario funcionaría como una unidad rígida que abatiría el efecto de aislamiento y amplificaría el sonido.


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3.9 Enmascaramiento.

El enmascaramiento cae dentro de los estudios psicoacústicos que buscan

determinar de qué manera la presencia de un sonido, que afecta la percepción de otro sonido.

Hablamos de enmascaramiento cuando un sonido impide la percepción de otro

sonido, es decir, lo enmascara. Se produce una modificación (desplazamiento) del umbral de audibilidad en el sujeto.

Enmascaramiento se produce, por ejemplo, cuando dos personas están

conversando y el sonido del tráfico impide que una escuche total o parcialmente lo que está diciendo la otra. También puede darse en un conjunto musical, cuando la dinámica de un instrumento (o la suma de varios) impide percibir los sonidos que está produciendo otro instrumento musical.

Si se aumenta de manera constante el nivel de un ruido (enmascarador) se

podrá percibir también una transición continua entre un sonido de prueba audible y uno enmascarado. Esto quiere decir que existe también un enmascaramiento parcial, en el cual el nivel de percepción del sonido de prueba disminuye, pero no desaparece.

Existen dos tipos básicos de enmascaramiento: el enmascaramiento simultáneo

y el no simultáneo. En el simultáneo el sonido de prueba y el enmascarador coinciden temporalmente. En el caso del enmascaramiento no simultáneo, el sonido de prueba puede ser anterior (pre-enmascaramiento) o posterior (post-enmascaramiento) al enmascarador. También puede suceder que el sonido de prueba continúe después de haberse apagado el enmascarador. También en ese caso recibe el nombre de post-enmascaramiento como lo podemos observar en la grafica de la figura 3.2.

Figura 3.2 Grafica de enmascaramiento.


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3.10 Inteligibilidad de la palabra.

El lenguaje humano requiere el uso de un sistema de comunicación que permita

un intercambio de información confiable y sin distorsiones entre individuos y grupos. Un sistema de comunicación está formado por elementos que interactúan entre sí: emisor, mensaje, código, canal, contexto y receptor. En el caso que nos ocupa el emisor es el hablante; el mensaje es la idea a transmitir; el código son las emisiones acústicas correspondientes a la lengua hablada; el canal es el medio por el que se transmite el código (el aire, una línea telefónica, etc.) el contexto es una serie de elementos subjetivos u objetivos que afectan al proceso de comunicación, por ejemplo la atención, el interés, las distorsiones y el ruido mismo

. 3.10.1 Inteligibilidad de la palabra en las au las. Para la realización del proceso de enseñanza en condiciones idóneas, este

deberá tener lugar en aulas con una buena inteligibilidad de la palabra. Entre otras exigencias, las condiciones acústicas deben ser prioritarias para que

el mensaje del profesor llegue de forma clara a cada uno de los alumnos y a la inversa.

La transmisión del mensaje oral puede estar afectada por dos factores acústicos:

el ruido de fondo y las reflexiones sonoras en los parámetros interiores del aula, estos dos factores negativos disminuyen la inteligibilidad de la palabra.

Para obtener un porcentaje de inteligibilidad optimo en el aula, se debe controlar

el nivel de ruido en su interior, y debe existir un tiempo de reverberación adecuado para una buena transmisión de la palabra.

Los niveles de ruido recomendados en el interior de un recinto docente no

deberían superar los siguientes valores mostrados en la Tabla 3.2, en función de la utilización del mismo.

Recinto Niveles Sonoros en dBA

Aula 40

Sala de uso general 50

Sala silenciosa, sala de maternal 35 Tabla 3.2 Niveles de Ruido recomendados.

3.10.2 Ruido e inteligibilidad.

El ruido afecta de tres maneras la percepción de la palabra hablada: por

alteración del espectro, por enmascaramiento y por confusión de patrones temporales. Cuando un ruido se superpone a un sonido útil, el espectro resultante difiere del

original, y dado que la percepción se inicia con un análisis de espectro, resulta un patrón espectral alterado que dificulta su interpretación.


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El fenómeno de enmascaramiento consiste en que si junto a un sonido se

presenta otro de intensidad bastante mayor (por ejemplo 20 ó 30 dB mayor), el primero se vuelve completamente imperceptible. En condiciones normales esta limitación del oído es útil, ya que permite liberar al individuo de una gran cantidad de información irrelevante que lo distraería del mensaje original, por ejemplo, el ruido de un insecto, conversación lejana, etc. Pero cuando los sonidos enmascarados son los correspondientes a la palabra hablada, el resultado puede ser la pérdida de inteligibilidad.

El enmascaramiento puede ser total o parcial. En el primer caso se

enmascararía toda la emisión vocal, como sucede al intentar hablar en tono normal dentro de una fábrica ruidosa. En el segundo caso, se enmascaran las diferencias de los sonidos más débiles o sutiles que permiten distinguir una consonante de otra. Este enmascaramiento parcial también afecta a la inteligibilidad ya que los sonidos perdidos suelen ser portadores de la mayor parte de la información. Por ejemplo, la confusión de la “s” por una “j” en la palabra “casa” la transforma en “caja” cambiando completamente el sentido.

Por último, cuando un ruido intermitente como puede ser el de golpes o impactos

inclusive débiles se superpone a una emisión vocal, algunas consonantes de similar perfil temporal, como la “c” y la “t”, pueden confundirse.

3.10.3 Medida de la inteligibilidad. La inteligibilidad se mide a través del índice de articulación, que indica el

porcentaje de aciertos en la comprensión de una cantidad de emisiones vocales. Hay tres tipos de índices: el índice de articulación silábico, en el que se hace escuchar al sujeto cierta cantidad de sílabas sueltas sin sentido, el índice de articulación de palabras, para el cual se utilizan palabras en general de dos sílabas, y el índice de articulación de frases, que utiliza frases completas.

En todos los casos las emisiones son fonéticamente balanceadas, es decir, los

fonemas aparecen en la misma proporción que en el habla normal. Se observa que a partir de 35 a 40 dBA de ruido ambiente, los índices de

articulación empiezan a disminuir. También se observa que el índice silábico es menor que el de palabras y éste que el de frases. Es decir, en una condición dada, se entienden más las frases completas que las palabras o las sílabas sueltas. Esto se debe a que la variedad de sílabas sueltas es mucho mayor que la de palabras o frases. Virtualmente cualquier combinación de consonantes y vocales da una sílaba válida, pero no cualquier combinación de sílabas es una palabra válida.

Por ejemplo, “caza” podría confundirse con “cafa”, pero como ésta no es una

palabra válida, el sujeto se decide por “caza”. Análogamente, no toda combinación de palabras de una frase correcta, tanto en su sintaxis como en su sentido. Al decir “ese hombre caza conejos”, la palabra “caza” podría confundirse con “casa”, “caja”, “cafa”, “taza”, “tasa”, “tafa”, etc. Sin embargo, la única palabra válida y que da sentido a la frase es “caza”.


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En estos esquemas y graficas podemos ver y verificar que la intangibilidad de la

palabra es una cosa muy importante para el acondicionamiento acústico de un recinto como un auditorio por que si no se realiza bien la difusión del sonido o del habla el espectador no entenderá bien lo que se esta hablando por ciertos fenómenos ocurren también es importante mencionar que esto también depende de tres factores que son la reverberación, el nivel entre el sonido directo y el difuso y la relación entre el nivel de la señal al ruido ambiental en el recinto.

3.11. Fonemas, fonología y fonética.

El fonema es la unidad fónica ideal mínima del lenguaje. Es fónica porque es

producto de la fonación o emisión vocal. Es ideal porque es una abstracción que busca los elementos comunes a todas las pronunciaciones individuales que evocan igual interpretación por parte de los individuos de una comunidad. Es mínima por ser indivisible.

La fonología estudia los fonemas. Detecta regularidades e ignora aquellas

pequeñas diferencias individuales que no motivan interpretaciones diferenciadas. Se propone acotar a un mínimo la cantidad de fonemas necesarios para la correcta representación del lenguaje hablado.

La fonética, en cambio, estudia los sonidos o materializaciones de los fonemas.

Procede por la vía experimental y se interesa por los mecanismos físicos y fisiológicos. Realiza análisis acústico (características físicas del sonido emitido), articulatorio (mecanismos de producción) y perceptivo (rasgos relevantes para la percepción).

3.11.1. Características acústicas de la emisión voc al.

Los sonidos emitidos pueden ser sonoros o sordos. Los sonoros corresponden a

las vocales y a algunas consonantes (n, m, b, g, entre otras) y se caracterizan por una altura musical.

Los sordos son de tipo oclusivo o explosivo (p, t, k), en los que se libera

repentinamente una sobrepresión, o fricativo (s, f, j), en los que el aire fricciona al atravesar el espacio restringido entre dos elementos articulatorios. No producen sensación tonal.

Todos los sonidos pueden ser analizados espectralmente. Así como el espectro

luminoso indica los colores puros contenidos en la luz, el espectro sonoro especifica los tonos puros que con tiene un sonido o ruido. Cada tono puro corresponde a una única frecuencia. Ejemplos de tonos puros: son el silbido o el sonido del diapasón. El espectro es importante porque la primera acción que realiza el oído al percibir un sonido es efectuar un análisis de espectro (por ello se afirma que la audición es un sentido analítico). La percepción está, entonces fuertemente condicionada por el contenido espectral.

El espectro de los fonemas sonoros contiene una frecuencia fundamental y

algunas frecuencias múltiplos, también denominadas armónicos. Así por ejemplo podemos tener un sonido que contiene 100 Hz, 200 Hz, 300 Hz, etc. Este sonido evoca una altura igual a la de un tono puro de 100 Hz; es decir, los armónicos se funden en el sonido fundamental, produciendo un timbre más lleno y distintivo pero sin cambiar su altura.


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Los fonemas sordos en cambio contienen una gran cantidad de tonos puros

superpuestos que se interfieren entre sí dando una sensación neutra, sin altura definida. En este sentido se emparientan con ruidos como el ruido blanco, que posee todos los tonos audibles en igual proporción (el nombre surge por analogía con la luz blanca, que contiene todos los colores en igual proporción). Un ejemplo de ruido blanco es el producido por un televisor cuando cesa la transmisión.

Otra característica importante para la inteligibilidad es la energía acústica. Así las

consonantes sordas tienen en general menos energía que las consonantes sonoras y las vocales. En contraste, confieren mayor cantidad de información ya que si en un texto se pierden las vocales es relativamente simple reconstruirlas, lo cual no ocurre si se pierden las consonantes.

CAPÍTULO 4 AISLAMIENTO, ACONDICIONAMIENTO

Y REFUERZO SONORO.


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4.1 Aislamiento acústico.

El aislamiento acústico se refiere al conjunto de materiales, técnicas y

tecnologías desarrolladas para aislar o atenuar el nivel sonoro en un determinado espacio.

4.1.2 Principio de aislamiento. Aislar supone impedir que un sonido penetre en un medio, o que salga de él. Por

ello para aislar se usan materiales absorbentes y aislantes. Al incidir la onda acústica sobre un elemento constructivo, una parte de la energía se refleja, se absorbe y otra se transmite al otro lado.

• Factor másico.- El aislamiento acústico se consigue principalmente por la masa de los elementos constructivos: a mayor masa, mayor resistencia opone al choque de la onda sonora y mayor es la atenuación. Por esta razón, no conviene hablar de aislantes acústicos específicos, puesto que son los materiales normales y no como ocurre con el aislamiento térmico. • Factor multicapa.- Cuando se trata de elementos constructivos constituidos por varias capas, una disposición adecuada de ellas puede mejorar el aislamiento acústico hasta niveles superiores a los que la suma del aislamiento individual de cada capa, pudiera alcanzar. Cada elemento o capa tiene una frecuencia de resonancia que depende del material que lo compone y de su espesor. Si el sonido (o ruido) que llega al elemento tiene esa frecuencia producirá la resonancia y al vibrar el elemento, el sonido se sumará al transmitido. Por ello, si se disponen dos capas del mismo material y distinto espesor, que por lo tanto tendrán distinta frecuencia de resonancia, la frecuencia que deje pasar en exceso la primera capa, será absorbida por la segunda. • Factor de disipación.- También mejora el aislamiento si se dispone entre las dos capas un material absorbente. Estos materiales suelen ser de poca densidad y con gran cantidad de poros y se colocan normalmente siendo estos buenos aislantes térmicos. Así, un material absorbente colocado en el espacio cerrado entre dos tabiques paralelos mejora el aislamiento que ofrecerá dichos tabiques por sí solos.

La reflexión del sonido puede atenuarse también colocando una capa de material absorbente en los paramentos de los elementos constructivos, aunque estas técnicas pertenecen más propiamente al ámbito de la acústica.

4.1.3 Medida de aislamiento.

El aislamiento acústico total de un recinto se determina mediante el aislamiento

acústico de todos los límites y depende tanto del nivel de ruido existente en el exterior del recinto como del nivel de ruido máximo admisible en el interior del recinto.


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El índice del aislamiento acústico se define como la capacidad de un elemento

constructivo de reducir la intensidad acústica de un ruido que se propaga a su vez: (db)

Siendo Lp1 y Lp2 los niveles de presión acústica en el emisor y R el receptor

respectivamente. La energía acústica transmitida a través de una pared es la diferencia entre el nivel de presión acústica del sonido incidente y el aislamiento acústico del material.

4.1.4 Cálculo del aislamiento acústico mixto. En la edificación es normal la presencia de elementos formados por conjuntos

constructivos diferentes que se caracterizan por aislamientos muy distintos entre sí. El aislamiento acústico global de un elemento mixto (puertas, ventanas, etc.), dependerá tanto del área de cada uno de los elementos constructivos como del aislamiento de los mismos.

Siendo el área del elemento constructivo i (m2) y el aislamiento especifico

del elemento constructivo del área . Para un cerramiento ciego con una ventana:

Siendo y las áreas de las partes ciegas y ventana con aislamiento y

respectivamente. Las puertas y ventanas son frecuentemente los peores elementos de las

paredes con respecto al aislamiento sonoro. El espesor de los cristales en las ventanas es un factor básico para el aislamiento acústico. Lo mismo ocurre con las puertas, en donde el método de construcción, puertas rellenas de fibra de vidrio y fieltro, grietas en los marcos, etc. tiene influencia sobre el valor del aislamiento sonoro.

4.2 Acondicionamiento.

La finalidad de acondicionar acústicamente un determinado recinto (cerrado) es lograr que el sonido proveniente de una fuente o fuentes sea irradiado por igual en todas direcciones logrando un campo sonoro difuso ideal. Esta uniformidad no siempre se consigue y la acústica arquitectónica, intenta aproximarse al máximo a este ideal a través de ciertas técnicas que aprovechan las cualidades de absorción o reflexión de los materiales constructivos de techos, paredes, suelos y de los objetos u otros elementos presentes en el recinto. De hecho, cosas tan aparentemente triviales como la colocación o eliminación de una moqueta, una cortina o un panel, son cruciales y pueden cambiar las condiciones acústicas de un recinto. La principal herramienta con que cuentan los técnicos encargados del acondicionamiento acústico de un determinado local o lugar es conocer el tiempo de reverberación específico, que se calcula utilizando diversas fórmulas. La reverberación debe ser inferior a los 2 segundos.


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Las frecuencias de trabajo más utilizadas son 125, 250, 500, 1000, 2000 y 4000 Hz. De no especificarse la frecuencia, se toma por defecto la de 500 Hz, por ser la empleada por el profesor W. C. Sabine en 1895 y su aportación puede resumirse en:

• Las propiedades acústicas de un local están determinadas por la proporción de energía sonora absorbida por paredes, techos, suelos y objetos.

La proporción de sonido absorbido está ligado al tiempo que un sonido emitido en el local desaparezca después de suprimir el foco sonoro.

Dentro de los recintos cerrados, es fundamental conseguir un equilibrio adecuado entre el sonido directo y el campo sonoro reverberante. Por ello, un adecuado acondicionamiento acústico implica que las ondas reflejadas sean las menos posibles, por lo que desempeña un papel importante. Con ello se pretende mejorar las condiciones acústicas de sonoridad aumentando el confort acústico interno del local.

4.2.2 Acústica mediante elementos físicos variables .

Partiendo de la fórmula de Sabine para el cálculo del tiempo de reverberación RT (reverberation time) y el término asociado a la absorción producida por el aire, se tiene que:

Donde:

= volumen del recinto (en m3) = absorción total de las sillas (en sabins)

= absorción adicional (en sabins) De esta expresión se deduce que, para cambiar el tiempo de reverberación, es

preciso modificar el volumen de la sala, la absorción adicional, o bien, utilizar sillas móviles.

En cualquier caso, para que dicho cambio de RT sea mínimamente apreciable es necesaria una modificación de cualquiera de dichos valores, al menos, en un 10% de su valor total.

4.2.3 Variación de volumen y métodos.

Básicamente existen cuatro métodos para la obtención de un volumen variable.

� Mediante una partición o mampara móvil vertical. � Mediante un sistema de cierre y abertura del falso techo. � Mediante cavidades reverberantes acopladas a la sala. � Mediante paneles móviles suspendidos del techo.


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� Partición o mampara móvil vertical.

Este sistema permite dividir el recinto inicial en dos subespacios diferentes con lo

cual no solo se reduce el tiempo de verberación de acuerdo con el objetivo previsto, si no que también se obtiene un nuevo espacio susceptible de ser utilizado para otro uso. Lógicamente la reducción del volumen también supone una disminución de la superficie del público y, por lo tanto, el número de localidades disponibles.

A menudo, el aislamiento acústico proporcionado por dicha separación es bajo, y

ello representa un grave problema cuando se pretende utilizar simultáneamente los dos subespacios creados. Actualmente, existen en el mercado diferentes modelos de mamparas, cuya característica común es la de presentar un elevado grado de aislamiento acústico. Además, cada modelo proporciona una absorción distinta, lo cual permite elegir RT que mejor se adecue en cada diseño específico.

� Sistema de cierre y abertura del techo falso.

Este sistema permite un acoplamiento entre la cavidad situada por encima del

techo falso y la sala principal. Para que sea efectivo es preciso que cumpla dos condiciones referidas al porcentaje de superficie abierta y a la naturaleza del espacio superior. En cuanto al mencionado porcentaje, la experiencia demuestra que debe de ser mayor que un 40%. Por lo que se refiere al espacio superior es preciso que sea muy reverberante. En el caso de que en dicho espacio existan superficies absorbentes o elementos que actúen como difusores del sonido, es muy probable que el volumen extra no contribuya a un incremento apreciable del tiempo de reverberación. En cualquier caso, la modificación del RT suele ser relativamente pequeña debido a que la cantidad de energía transferida entre ambos espacios es más bien limitada.

� Cavidades reverberantes acopladas a la sala. Se trata de un sistema parecido al anterior, con la diferencia de que las

cavidades acopladas a la sala principal son siempre muy reverberantes y han sido específicamente diseñadas con el propósito de incrementar el volumen total del recinto. Habitualmente suelen estar situadas en la zona perimetral del mismo y el acoplamiento suele realizarse por medio de un sistema de cierre gobernado por un control remoto. Cuando las compuertas de dicho sistema están cerradas la sala tienen su propio tiempo de reverberación. En el momento en que se abren tiene lugar a un acoplamiento acústico, cuyo efecto se manifiesta en forma de una prolongación del tramo final de la cola reverberante.

Al igual que en el sistema anterior, la cantidad de energía trasferida en ambos

sentidos es reducida, lo cual significa que el efecto auditivo producida por la variación de volumen es en general poco apreciable. Solamente que percibe un tiempo de reverberación claramente más largo inmediatamente después de escuchar un acorde interrumpido de forma repentina.

Además, en ocasiones se tiene la sensación de que el sonido reverberante adicional proviene realmente fuera de la sala principal. Todo ello, sumado a la complejidad propia del diseño. Hace que este sistema sea relativamente poco utilizado en la práctica.


36

4.2.4 Variación de la absorción adicional y métodos .

El sistema comúnmente utilizado para obtener un tiempo de reverberación

variable esta basado en una modificación de absorción, si bien diferente de la proporcionada por la variación de la superficie ocupada por las sillas.

Cuando se trata de salas relativamente pequeñas, dicho sistema es

generalmente suficiente para cambiar de forma perceptible sus características acústicas. A medida que el volumen considerado es mayor, su efectividad se reduce. Ello es debido a que, para conseguir una modificación apreciable de los valores del tiempo de reverberación, es indispensable que la superficie con una absorción variable sea comparable con la superficie acoplada por las sillas. Seguidamente se describe los métodos más habituales encaminados a la obtención de una absorción adicional variable.

� Cortinas.

La utilización de cortinas por delante de las paredes reflectantes permite

conseguir una cierta variación del grado de viveza de la sala, siempre y cuando su densidad sea suficientemente elevada (del orden de 0.5 Kg/m cuadrados). En ocasiones, por motivos estéticos, se ocultan detrás de pantallas acústicamente transparentes.

De todas formas, la pobre absorción de las mismas a bajas frecuencias produce

un cierto desequilibrio en los nuevos valores de los tiempos de reverberación, ya que la reducción obtenida solo es apreciable a frecuencias medias y altas. Como objeto de la mejora de la absorción en dicha banda de frecuencias bajas, es aconsejable situarlas a la mayor distancia posible de las paredes, procurando además que dicha distancia sea variable.

� Paneles móviles reflectantes.

Este método esta basado en la instalación de paneles móviles reflectantes por

delante de la pared de interés, que se pueden desplazar lateralmente por medio de guías. La pared se reviste al 50% con módulos absorbentes con una capacidad de absorción lo más elevada posible.

El desplazamiento de dichos paneles deja a la vista, según el grado de

reverberación deseado o bien un determinado numero de módulos absorbentes y el tramo de pared revestido con paneles reflectantes.

� Paneles perforados superpuestos.

Este método esta basado en la utilización de dos paneles reflectantes

perforados, uno fijo y otro móvil, colocados por delante de un conjunto de módulos de material absorbente fijados directamente sobre la pared de interés.

Cuando el panel móvil se coloca de manera que los orificios coinciden, se crea

un resonador múltiple de cavidad, mientras que cuando se desplaza de forma que los orificios no quedan alineados, el absorbente queda prácticamente aislado de la sala.


37

El inconveniente de este método es que la variación del tiempo de reverberación

en función de la frecuencia es muy poco uniforme ya que se produce una brusca disminución del mismo a la frecuencia de resonancia del resonador. No hay que olvidar que los resonadores son absorbentes selectivos y que presentan una máxima absorción a dicha frecuencia de resonancia.

4.2.5 Ventajas e inconvenientes de la variación de volumen y absorción.

Los principales inconvenientes que pueden llegar a presentar la absorción

variable están relacionados con la repercusión que la misma pueda tener sobre el nivel de presión sonora y también sobre las primeras reflexiones.

En cuanto al nivel de presión sonora, conviene tener presente que dicho nivel

depende de la absorción total en el recinto. A mayor absorción, nivel mas bajo. Por lo tanto, en la configuración del recinto, que es cuando la absorción variable debe de ser la máxima, puede ocurrir que el nivel de presión sonora sea excesivamente bajo, especialmente en el caso de que los tiempos de reverberación obtenidos también lo sean.

Con relación a las primeras reflexiones, la introducción de absorción adicional en

la configuración del recinto puede dar lugar a la supresión de una parte importante de energía asociada a las mismas, teniendo presente que generalmente los materiales absorbentes se suelen colocar sobre las paredes laterales, generadoras potenciales de este tipo de reflexiones. Idealmente, el material absorbente debería colocarse de forma que únicamente afectase a las reflexiones tardías, pero en la práctica ello es extremadamente difícil.

Ambos inconvenientes dejan de ser cuando se utiliza un sistema de megafonía,

tanto en la configuración del recinto como en cualquier otra utilización en condiciones de máxima absorción, por ejemplo: sala de conferencias, sala de conciertos, etc.

La variación del volumen presenta la ventaja respecto a la absorción variable de

que la repercusión de dicha variación sobre el nivel de presión sonora es, en principio mínima. Por el contrario, los diferentes métodos basados exclusivamente en una variación de volumen son complejos, costosos y en consecuencia, pocos utilizados.

4.3 Refuerzo.

Sistema de refuerzo de sonido es un sistema electromecánico diseñado para producido amplificar el sonido lo más fielmente posible, de tal modo que por la distancia a la fuente original o el volumen natural de emisión de la misma impiden experimentar el sonido. Otras razones por la que se requiere este refuerzo es, primero, la acústica del ambiente circundante que dependiendo de la forma y los materiales de que esta hecho puede conspirar contra la propagación del sonido y segundo por la cantidad de personas que se enfrenten al emisor, el cuerpo tiene la propiedad de absorber el sonido por su alto contenido de líquidos.

Los sistemas de refuerzo de sonido básicamente constan de un micrófono (el cual capta el sonido producido por la fuente) que está conectado a un circuito amplificador de señal (generalmente denominado "potencia") el cual está conectado a un altavoz o parlante (micrófono).


38

La tendencia actual de los sistemas de refuerzo de sonido para grandes eventos,

tienden a proporcionar mayores niveles de presión sonora y mejor respuesta en frecuencia. En los sistemas convencionales se incrementa el número de cajas, que se agrupan en arreglos (arrays) para conseguir el nivel de presión sonora deseado. El problema es la cancelación acústica (filtro de peine) producida por las diferencias de tiempo entre cajas, provocando un campo sonoro con una mala relación señal-ruido y difícilmente ecualizable.

La tendencia en adoptar los conceptos de arreglos lineales (Line Array) figura

4.1 nos permite obtener muy buen resultado a nivel de dispersión y coherencia en toda la gama de frecuencias, comportándose el sistema como una fuente sonora única. La interacción mecánica, el procesamiento digital y el empleo de sistemas guía onda consiguen recrear el principio de alineamiento de fase, obteniendo una estrecha cobertura vertical y por tanto mejor coherencia y menor pérdida de presión sonora con incrementos de distancia.

Figura 4.1 Arreglos lineales de Triple Onda Co.

4.3.2 Acústica básica en auditorio.

Un control apropiado de la acústica de un recinto requiere típicamente tres tipos

de tratamientos acústicos: absorción, difusión y aislamiento. La difusión evita que las ondas sonoras se agrupen logrando que se distribuyan

homogéneamente en el espacio, impidiendo que se produzcan refuerzos y ausencias del sonido percibido dentro de un recinto. En realidad la difusión de un recinto amplía las zonas o puntos placenteros de escucha radicalmente y brinda una intensa sensación de amplitud sonora en 3D, haciendo que uno perciba el sonido como si estuviera “dentro” de la mezcla si es que estamos escuchando una grabación. La difusión controla las ondas estacionarias y los ecos sin quitar energía acústica del espacio y sin hacer un cambio importante en el contenido de las frecuencias de los sonidos. A algunos de los famosos artistas de la grabación les gusta actuar en medios con excelente difusión debido a la “amplitud” que escuchan.


39

La difusión logra que un lugar pequeño parezca “sonoramente” grande y que

uno grande parezca todavía más grande. La difusión puede convertir prácticamente cualquier espacio en uno propicio y útil para los fines de grabación o cabina de control, sala de ensayos, home theater, auditorio, etc. con un alto grado de exactitud y en forma efectiva.

Los difusores de gran eficiencia (optimizados) diseminan el sonido en forma

uniforme y omnidireccional por todo el hemisferio que se encuentre frente a él. Cuanta más pareja sea la radiación hacia todas las direcciones, mejor funciona. La utilidad del difusor es la de redistribuir sonidos homogéneamente en el espacio de escucha. Así que se necesita un difusor cuyas radiaciones en varias frecuencias sean: (A) uniformes y (B) muestren diagramas polares similares, lo cual es indicador de que se tiene una difusión similar en toda la gama de frecuencias audibles. Hay difusores que se encuentran en el mercado que generan radiaciones que tienen demasiadas imperfecciones y no son, ni siquiera aproximadamente, patrones polares semicirculares. De hecho se parecen más a una “delgada gota de agua” (generada por un panel plano). Esto significa que estos difusores no redistribuyen la energía del sonido en forma pareja dentro de un hemisferio de 180º, sino más bien reflejan especularmente el sonido (“ley de los espejos”).Por otro lado, los difusores tienen como segunda propiedad dispersar la energía sonora en el tiempo, lo que suavizará la reverberación (los decaimientos del “RT60”) en distintos puntos dentro de los recintos donde se los utilicen. De aquí se desprende, que cuando más re-distribuya la energía en el tiempo, tanto mejor será el difusor y el resultado de su aplicación.

El aislamiento (que significa mantener el sonido interno adentro y el sonido

externo afuera) se logra por medio de la combinación de materiales especiales que hacen de barrera para el sonido, cámaras de aire (y su contenido) diseñadas en forma específica y múltiples capas de materiales de construcción especialmente elegidos.

4.3.3 Sonidos directos y reverberantes.

El sonido directo es el que proviene directamente de la fuente de sonido (boca

de la persona que habla o canta, instrumento musical, etc.). Para una velocidad del sonido de 344 m/s, el sonido directo alcanza al oyente entre 20 y 200 ms después de su producción dependiendo de la distancia a la que se encuentre el mismo de la fuente. El sonido indirecto es el resultado de las miles reflexiones, difracciones y absorciones que las paredes, techo, suelo y distintos objetos presentes en el recinto le producen al sonido directo. Podemos decir que en el sonido indirecto englobamos todo aquello que no es sonido directo.

Al aire libre o en el interior de curvas anecoicas si se da el sonido directo. Estos

entornos se caracterizan por la ausencia de reflexiones. En ellos la presión decae como 1/r, siendo r la distancia a la fuente de sonido.

La naturaleza del sonido indirecto se explica muy bien a través del modelo de

rayos suponemos que el sonido sale de la fuente a lo largo de rayos divergentes. En cada choque con las fronteras del recinto, los rayos son parcialmente absorbidos y reflejados, después de un gran numero de reflexiones, el sonido se hace difuso, la densidad promedio de energía, es la misma en todo el local y todas las direcciones de propagación igualmente probables.


40

En la siguiente figura 4.2 vemos como se comporta el sonido, emitido por la

fuente S (seg.) naturaleza de la superficie en la que se refleje: a) Las superficies planas actúan como espejos. b) Las superficies curvas concentran el sonido en la posición. c) Las superficies convexas dispersan el sonido, lo reflejan en haces

divergentes. d) Las superficies rugosas hacen que el sonido se difunda.

Figura 4.2 Comportamiento del sonido.

A su vez, el sonido indirecto lo podemos clasificar en dos tipos:

Sonido temprano: formado por el primer grupo de reflexiones como lo muestra la figura 4.3 que experimenta el sonido directo, alcanzan al oyente transcurridos unos 50 ms desde su producción para c=344 m/s.

Figura 4.3 Ilustración de las primeras reflexiones.


41

4.3.4 Nivel sonoro en un refuerzo

En locales cerrados toda la energía de las ondas sonoras se refleja

sucesivamente en las paredes, suelo y techo del local. Cada oyente percibe además del sonido directo de la fuente, aquel sonido que ha sido reflejado una o varias veces en alguna de las superficies. Este fenómeno se conoce como reverberación. Si las paredes fueran reflectores perfectos, el proceso sería de duración infinita. Las superficies reales no son reflectores perfectos y absorben parte del sonido que les llega, por lo que el proceso tiene una duración limitada por lo que se debe considerar:

1) Amplificar el sonido para hacerlo más claro y audible a toda la audiencia

(Sistemas de refuerzo sonoro para la palabra). 2) No implica que el sonido reproducido tenga que ser más “alto” que el original. 3) Amplificar el sonido con fines artísticos. 4) Permitir la escucha en localizaciones remotas.

Figura 4.4 Cadena de conversión electroacústica en un sistema de refuerzo sonoro.

Transductores de entrada (micrófonos y pick-up’s).

o Convierten el sonido en señales de audio eléctricas. Instrumentos electrónicos.

o Producen directamente señales de audio eléctricas, generalmente de mayor nivel que los transductores.

� Tratamiento de las señales de audio.

a) Preamplificación hasta niveles de línea. b) Procesado de dinámica. c) Ecualización. d) Procesado de señal (equipos de efectos). c) Mezcla (mixdown). d) Amplificación (potencia).

� Transductores de salida (altavoces).


42

Figura 4.5 Esquema de conexión de refuerzo sonoro

4.3.5 Ganancia acústica. En audio a la relación de transferencia entre la salida y la entrada de un sistema

de audio La ganancia es una magnitud adimensional que se mide en unidades como belio

o bel (B) o submúltiplos de este como el decibelio (símbolo: dB).

Cuando la ganancia es negativa (menor que 1) hablamos de atenuación. Por ejemplo si consideramos 40 W de entrada frente 20 W de salida, el resultado sería de -3.0103 dB. No hablaríamos de una ganancia de -3 dB sino de una atenuación de 3 dB.

Como el decibelio siempre expresa una comparación entre dos magnitudes, especificaremos de que tipo de decibelio estamos hablando acompañando al dB.

• dBSPL: Hace referencia al nivel de presión sonora. Es la medida que

usamos hablar de ganancia o atenuación de volumen.

• dBW: La W indica que el decibelio hace referencia a 1 vatio (1W). Así, a

1 W le corresponden 0 dBW.

• dBm: Cuando el valor expresado en vatios es muy elevado, se usa el

milivatio (mW). Así a 1 mW le corresponden 0 dBm.

• dBu: El dBu expresa el nivel de señal en decibelios y referido a

0,7746 V.


43

4.3.6 Potencia eléctrica.

Nivel de potencia acústica, parámetro que mide la forma en que es percibida la potencia acústica, es decir, el volumen.

Las personas no perciben de forma lineal el cambio (aumento / disminución) de la potencia conforme se acercan / alejan de la fuente. La percepción de la potencia es una sensación que es proporcional al logaritmo de esa potencia. Esta relación

logarítmica es el nivel de potencia acústica:

En donde W1 es la potencia a estudiar, y W0 es la potencia umbral de audición, que expresada en unidades del SI, equivale a 10 − 12 vatios o 1 pW, y que se toma como referencia fija.

La unidad para medir este sonido sería el belio o Bel (B) pero como es una unidad muy grande, se utiliza normalmente su submúltiplo el decibelio (dB) por lo que para obtener el resultado directamente habría que multiplicar el segundo término de la fórmula por 10.

Para sumar sonidos no es correcto sumar los valores de los niveles de potencia o de presión han de sumarse las potencias o las presiones que los originan. Así dos fuentes de sonido de 21 dB no dan 42 dB sino 24 dB.

En este caso se emplea la fórmula:

(dB)

O lo que es lo mismo:

(dB) En las que Lpres, es el nivel de presión resultante y Xn son los valores de los

niveles de presión a sumar, expresados en decibelios. Las fórmulas convierten los niveles en sus expresiones físicas (potencia o presión) y tras sumar éstas vuelve a hallar la expresión del nivel sumado.

CAPÍTULO 5 MEDICIONES CÁLCULOS Y

OBSERVACIONES.


44

5.1 Tipos de uso.

Como se puede observar el auditorio 2 de ESIME Zacatenco es utilizado para

diversas actividades el cual debe de estar acústicamente adaptado para cada una de ellas las cuales se mencionan a continuación.

� Cine.- Esta actividad es llevada acabo dos días a la semana el

cual es proyectado cine contemporáneo y actual.

� Teatro.- Esta actividad es llevado según sea la programación de la dirección correspondiente el cual debe de tener condiciones diferentes el de cine ya que este por lo regular no se utiliza el refuerzo sonoro.

� Uso de la palabra.- (Recitales, Conferencias, entre otras) también es llevado según sea la programación de la dirección pertinente y para este uso es importante las condiciones acústicas ya que en ocasiones es usado el refuerzo sonoro y en otras no lo es utilizado.

� Conciertos.- Como en los anteriores también depende de la

programación de la dirección y sus condiciones depende del tipo de instrumentos que van a ser utilizados por los músicos en esta actividad puede haber diferentes tipos de música como: rock, clásica, contemporánea, regional, etc.

5.2 Materiales de construcción utilizados en au ditorio 2 ESIME Zacatenco.

A continuación se muestran los materiales utilizados para construcción y

acondicionamiento acústico del auditorio.

� Butacas sin tapizado. � Madera de ¼. � Fieltro. � Ladrillo visto. � Paneles de madera. � Alfombra sobre concreto. � Loseta. � Plafón de yeso.

5.3 Medición y cálculos.

5.3.1 TR60

Para la realización de los cálculos y observaciones realizados se utilizaron

equipos de medición como el PAA3, Sonómetro y flexómetro.

TR60 PAA3 con disparo.

Para la realización de esta medición se genero un disparo en la parte central del auditorio midiendo con el equipo mostrado en la figura 5.2 el tiempo de reverberación en 9 puntos del auditorio como se muestra en la figura 5.1.


45

Figura 5.1 Ubicación de las medidas Tomadas.

Tabla 5.1 Resultados véase Figura 5.1. Figura 5.2 Equipo utilizado.

Puntos TR60(s) 1 0.84 2 0.74 3 0.86 4 0.88 5 0.81 6 0.98 7 0.96 8 0.96 9 0.84

TR60 Total 0.87


46

Grafica 5.1 TR60 Auditorio 2. Grafica 5.2 TR60 Recomendado según volumen. Como se puede ver en la Tabla 5.1 y en la Grafica 5.1 los resultados obtenidos son elevados comparándolos con los valores de TR60 recomendados ya que no recinto tiene un volumen aproximado de 1200 metros cúbicos por lo que se da a entender que el auditorio tiene graves problemas de tiempo de reverberación ya que es muy elevado por lo consiguiente se tomo el TR60 con ruido de fondo comprendido por un una octava de frecuencias.

En esta medición se tomaron ruidos de 125Hz, 250Hz, 500Hz, 1000Hz, 2000Hz,

4000Hz y ruido rosa. Tomando los siguientes puntos que se muestran en la figura 5.3 que a continuación se muestra.


47

Figura 5.3 Puntos para la medición TR60.

Por lo consiguiente se obtuvieron los siguientes resultados en cada uno de los

puntos seleccionados, para reducir un poco la incertidumbre se realizaron 3 mediciones de cada frecuencia que se midió.


48

PUNTO A (Véase la Figura 5.3)

Figura 5.3 Imagen de la medición. Grafica 5.2 TR60 en el punto A.

Tabla 5.2 Resultados.

Frecuenci a.(Hz) Prueba Tiempo(s) 125 1 0.88 125 2 0.84 125 3 0.89 250 1 0.92 250 2 0.89 250 3 0.9 500 1 0.89 500 2 0.98 500 3 0.98

1000 1 0.82 1000 2 0.85 1000 3 0.86 2000 1 0.85 2000 2 0.82 2000 3 0.76 4000 1 0.98 4000 2 0.78 4000 3 0.79

ROSA 1 0.90 ROSA 2 0.89 ROSA 3 0.86


49

PUNTO B (Véase la Figura 5.3)

Figura 5.4 Imagen de la medición. Tabla 5.3 Resultados.

Grafica 5.3 TR60 en el punto B.

Frecuencia(Hz) Prueba Tiemp o(s) 125 1 0.46 125 2 0.87 125 3 0.89 250 1 0.93 250 2 0.95 250 3 1 500 1 1.02 500 2 1.01 500 3 1.13

1000 1 0.85 1000 2 0.77 1000 3 0.83 2000 1 0.79 2000 2 0.77 2000 3 0.77 4000 1 0.88 4000 2 0.81 4000 3 0.84

ROSA 1 0.79 ROSA 2 0.89 ROSA 3 0.85


50

PUNTO C (Véase la Figura 5.3)

Figura 5.5 Imagen de la medición. Grafica 5.4 TR60 en el punto C.


Frecuencia (Hz) Prueba Tiempo(s) 125 1 0.83 125 2 0.90 125 3 0.91 250 1 0.94 250 2 0.92 250 3 1.05 500 1 0.94 500 2 0.95 500 3 0.98

1000 1 0.82 1000 2 0.83 1000 3 0.83 2000 1 0.80 2000 2 0.88 2000 3 0.84 4000 1 0.86 4000 2 0.85 4000 3 0.82

ROSA 1 0.88 ROSA 2 0.89 ROSA 3 0.78


51

PUNTO D (Véase la Figura 5.3)

Figura 5.6 Imagen de la medición. Grafica 5.5 TR60 en el punto D.


Frecuencia(Hz) Prueba Tiempo(s) 125 1 0.80 125 2 0.84 125 3 0.86 250 1 0.85 250 2 0.86 250 3 1.06 500 1 0.86 500 2 0.87 500 3 0.82

1000 1 0.81 1000 2 0.81 1000 3 0.80 2000 1 0.75 2000 2 0.80 2000 3 0.79 4000 1 0.84 4000 2 0.78 4000 3 0.81

ROSA 1 0.88 ROSA 2 0.79 ROSA 3 0.72


52

PUNTO E y F respectivamente. (Véase la Figura 5.3)

Grafica 5.6 TR60 en el punto E.

Tabla 5.6 Resultados. Grafica 5.7 TR60 en el punto F.

Tabla 5.7 Resultados. Como podemos ver en la Tabla 5.7 el ruido rosa no es detectado, o no hay la suficiente presión sonora para tomar la medición con el PAA3


1000 1 0.77 1000 2 0.82 1000 3 0.84 2000 1 0.79 2000 2 0.79 2000 3 0.82 4000 1 0.80 4000 2 0.76 4000 3 0.81

ROSA 1 0.76 ROSA 2 0.85 ROSA 3 0.81


1000 1 0.74 1000 2 0.81 1000 3 0.79 2000 1 0.80 2000 2 0.77 2000 3 0.72 4000 1 0.77 4000 2 0.70 4000 3 0.86

ROSA 1 X ROSA 2 X ROSA 3 X


53

PUNTO G y H respectivamente. (Véase la Figura 5.3)

Grafica 5.8 TR60 en el punto G.

Tabla 5.8 Resultados. Grafica 5.9 TR60 en el punto H.



1000 1 0.89 1000 2 0.82 1000 3 0.89 2000 1 0.75 2000 2 0.76 2000 3 0.76 4000 1 0.71 4000 2 0.73 4000 3 0.76

ROSA 1 0.83 ROSA 2 0.82 ROSA 3 0.75


1000 1 0.81 1000 2 0.89 1000 3 0.88 2000 1 0.76 2000 2 0.85 2000 3 0.84 4000 1 0.85 4000 2 0.83 4000 3 0.85

ROSA 1 0.92 ROSA 2 0.85 ROSA 3 0.95


54

Punto I. (Véase la Figura 5.3)

Figura 5.7 Imagen de la medición. Grafica 5.10 TR60 en el punto I.


Tabla 5.11 Resultado del promedio de las 3 mediciones de cada frecuencia.

Como se puede ver en la Taba 5.11 de resultados obtenidos son similares a los

obtenidos inicialmente y comparando con la Grafica 5.2 se verifica que el auditorio tiene problemas de TR60 en todas las frecuencias ya que el ideal para auditorios de este volumen es de 0.5seg. a 500Hz. y acústicamente no es apto para las actividades que se realizan en el auditorio.

5.3.2 Ruido exterior.

Para la realización de de esta medición se ocupo un sonómetro estandarizado y

se realizaron mediciones en 11 puntos estratégicos en el exterior del auditorio que se muestran en la figura 5.8 para la obtención de ruido.

Frecuencia(Hz) Prueba Tiempo(s) 125 1 0.86 250 1 0.94 500 1 0.86

1000 1 0.77 2000 1 0.78 4000 1 0.81

ROSA 1 0.87

TR60 x Octava de Frecuencias y Ruido Rosa. F(Hz.) Punto

A (S.) Punto B (S.)

Punto C (S.)

Punto D (S.)

Punto E (S.)

Punto F (S.)

Punto G (S.)

Punto H (S.)

Punto I (S.)

125 0.87 0.74 0.88 0.83 0.87 0.85 0.86 0.94 0.86 250 0.90 0.96 0.97 0.92 0.83 0.82 0.78 0.93 0.94 500 0.95 1.05 0.95 0.85 0.89 0.90 0.89 0.93 0.86 1000 0.84 0.82 0.82 0.81 0.81 0.78 0.86 0.86 0.77 2000 0.81 0.77 0.84 0.78 0.80 0.76 0.75 0.81 0.78 4000 0.85 0.84 0.84 0.81 0.79 0.77 0.73 0.84 0.81 Rosa. 0.88 0.84 0.85 0.79 0.80 xxx 0.80 0.90 0.87


55

Figura 5.8 Puntos de medición de ruido.

En los cuales se realizaron 4 mediciones de ruido a diferentes horarios y se

obtuvieron los siguientes resultados que se muestran en la tabla 5.12 para (dBA.) y Tabla 5.13 para (dBC.). Mediciones en dBA.

Puntos Medición 1 Medición 2 Medición 3 Medición 4

= ∑

=

n

i

Lpi

pL1

10104

1log10

1 57.9 51.2 55.8 58.8 56.76 2 59.1 55.3 62.2 56.7 59.13 3 70.2 64.6 55.1 58.1 65.54 4 65.2 62.9 57.8 61.4 62.57 5 54.2 56.6 49.5 49.4 53.50 6 54.4 50.6 55.8 54.2 54.12 7 52.1 51.8 49.7 50.9 51.22 8 48.6 69.2 49.1 50.9 63.32 9 49.7 48.3 47.6 50.0 49.01

10 56.6 57.2 57.1 57.3 57.05 11 55.1 58.1 58.5 56.6 57.33

Tabla 5.12 Resultados de Mediciones de Ruido. (dBA.)


56

Mediciones en dBC.

Puntos Medición 1

Medición 2

Medición 3

Medición 4

= ∑

=

n

i

Lpi

pL1

10104

1log10

1 64.3 65.3 63.4 70.2 66.67 2 65.3 69.4 75.6 72.8 72.26 3 73.7 62.8 68.3 71.3 70.56 4 65.7 66.1 68.3 72.0 68.80 5 63.7 66.7 66.7 67.0 66.20 6 73.7 70.9 64.4 66.7 70.33 7 68.1 67.6 67.3 65.3 67.19 8 76.6 78.0 73.0 73.9 75.83 9 67.1 74.4 73.8 73.6 72.98

10 67.1 67.8 68.5 70.1 68.52 11 68.1 67.3 66.1 67.1 67.20

Tabla 5.12 Resultados de Mediciones de Ruido. (dBC.)

Grafica 5.11 Ruido exterior en dBC.

Grafica 5.12 Ruido exterior en dBA.


57

Grafica 5.13 Curvas de criterio de Ruido Como se puede ver en las graficas 5.10 y 5.11 tenemos que el ruido esta dentro de los estándares, observándolo en las curvas de criterio de ruido Grafica 5.13 solamente en ciertos puntos tenemos niveles altos de ruido pero no es significativo para una mala percepción del sonido dentro del auditorio.

5.3.3 Ruido interior. Para esta medición se ocupo ruido de fondo de una octava de frecuencia y se

midió el nivel de presión sonora con esto se obtuvo un promedio del ruido y se comparo con las graficas de criterio de ruido la NC y PNC.

En este caso se realizo la medición de nivel de presión sonora en 8 puntos en

todo el auditorio como se muestra en la figura 5.9.


58

Figura 5.9 Puntos para la medición SPL.


59

A continuación se muestran los resultados de cada punto según la Figura 5.9 y graficas de los mismos puntos respectivamente de medición.

Tabla 5.13 Resultados Tabla 5.14 Resultados del punto A del punto B

Tabla 5.15 Resultados Tabla 5.16 Resultados del punto C del punto D

F.(Hz) Prueba SPL (dB) 125 1 41 125 2 43 125 3 38 250 1 40 250 2 33 250 3 36 500 1 34 500 2 40 500 3 46 1000 1 37 1000 2 43 1000 3 40 2000 1 36 2000 2 36 2000 3 32 4000 1 41 4000 2 37 4000 3 35

ROSA 1 39 ROSA 2 40 ROSA 3 38

F(Hz) Prueba SPL(dB) 125 1 35 125 2 39 125 3 39 250 1 40 250 2 32 250 3 36 500 1 34 500 2 33 500 3 43 1000 1 34 1000 2 40 1000 3 37 2000 1 31 2000 2 33 2000 3 37 4000 1 34 4000 2 34 4000 3 31


F(Hz) Prueba SPL(dB) 125 1 35 125 2 39 125 3 39 250 1 40 250 2 32 250 3 36 500 1 34 500 2 33 500 3 43 1000 1 34 1000 2 40 1000 3 37 2000 1 31 2000 2 33 2000 3 37 4000 1 34 4000 2 34 4000 3 31


F(Hz) Prueba SPL(dB) 125 1 35 125 2 39 125 3 39 250 1 40 250 2 32 250 3 36 500 1 34 500 2 33 500 3 43 1000 1 34 1000 2 40 1000 3 37 2000 1 31 2000 2 33 2000 3 37 4000 1 34 4000 2 34 4000 3 31



60

Tabla 5.17 Resultados Tabla 5.18 Resultados del punto E del punto F

Tabla 5.16 Resultados Tabla 5.16 Resultados del punto G del punto H

F(Hz) Prueba SPL(dB) 125 1 35 125 2 33 125 3 33 250 1 32 250 2 32 250 3 37 500 1 40 500 2 35 500 3 41 1000 1 38 1000 2 42 1000 3 38 2000 1 39 2000 2 40 2000 3 32 4000 1 36 4000 2 31 4000 3 35


F(Hz) Prueba SPL(dB) 125 1 31 125 2 35 125 3 31 250 1 32 250 2 32 250 3 35 500 1 35 500 2 31 500 3 31 1000 1 30 1000 2 33 1000 3 31 2000 1 33 2000 2 31 2000 3 33 4000 1 30 4000 2 33 4000 3 30

ROSA 1 X ROSA 2 X ROSA 3 X

F(Hz) Prueba SPL(dB) 125 1 40 125 2 38 125 3 30 250 1 39 250 2 38 250 3 32 500 1 49 500 2 46 500 3 47 1000 1 36 1000 2 47 1000 3 45 2000 1 30 2000 2 40 2000 3 32 4000 1 40 4000 2 39 4000 3 40


F(Hz) Prueba SPL (dB) 125 1 30 125 2 31 125 3 32 250 1 37 250 2 36 250 3 36 500 1 31 500 2 38 500 3 38 1000 1 39 1000 2 39 1000 3 38 2000 1 33 2000 2 36 2000 3 34 4000 1 33 4000 2 32 4000 3 31



61

Graficas SPL para criterios de ruido NC Y PNC. En las siguientes graficas se representan los valores obtenidos en las tablas anteriores, con estas graficas se puede hacer una comparación con los criterios de ruido estandarizados para así determinar si esta en orden el aislamiento acústico del recinto.

Grafica 5.14 SPL del punto A Grafica 5.15 SPL del punto B

Grafica 5.16 SPL del punto C Grafica 5.17 SPL del punto D

F(Hz) Prueba SPL (dB) 125 2 33 250 1 35 500 1 35 1000 1 33 2000 1 30 4000 1 37

ROSA 1 30


62

Grafica 5.18 SPL del punto E Grafica 5.19 SPL del punto F

Grafica 5.20 SPL del punto G Grafica 5.21 SPL del punto H

Grafica 5.22 SPL del punto H


63

Grafica 5.23 Curvas de Criterio de ruido

Como se puede ver en las graficas el nivel de presión sonora no es muy alto y comparándolas con las Grafica 5.23 de criterios de ruido esta en los rangos permisibles para una adecuada respuesta en el auditorio. En cuestión de ruido el auditorio es aceptable y no hay problemas en ese aspecto.

Con respecto a la variante de inteligibilidad de la palabra no se realizo por que para que la inteligibilidad sea la correcta debe de haber un buen nivel de reverberación o TR60 como los resultados anteriores resaltaron que el tiempo de reverberación no es el adecuado la inteligibilidad de la palabra tampoco lo es basándonos en la teoría previamente mencionada.

CAPÍTULO 6 PROPUESTA PARA LA SOLUCIÓN DEL

PROBLEMA Y COTIZACIÓN.


64

6.1 Propuesta para el mejoramiento del auditorio 2 ESIME Zacatenco . PROPUESTA PARA EL MEJORAMIENTO DEL AISLAMIENTO ACÚSTICO.

• La eliminación de ventanales ya que estos no son utilizado precisamente por las cortinas que los bloquean, sustituirlos por muros.

• Colocación de cortinas de tela gruesa en las entradas para eliminar ruidos de

frecuencias altas que provengan del pasillo exterior. • Colocación de tela en la pared del pasillo de la entrada para la eliminación de

ruidos.

PROPUESTA PARA EL ACONDICIONAMIENTO ACÚSTICO. Hormigón • Colocación de cortinas más gruesas en la entrada del auditorio para la

eliminación de frecuencias altas. • Colocación de alfombra nueva para una mayor absorción. • Ya que el recinto es simétrico proponemos la colocación de un difusor

para que no se obtengan ondas estacionarias. • Hacer un estudio detallado de la inteligibilidad de la palabra. • Reforzar la sonoridad del auditorio ya que se presentan zonas donde

no hay la suficiente presión sonora.

• Cambio de plafones del techo, ya que presenta daños considerables los actuales.

• Eliminación de butacas para la creación de un pasillo central en el

auditorio para la eliminación de ruido por las personas durante el evento.

• Reemplazo de las butacas de madera por butacas acojinadas para absorción del TR60.

• Tapizado de las columnas de sostenimiento de auditorio.

• Colocación de madera en la parte del piso del escenario del auditorio.

• Colocación de trampas acústicas movibles en el auditorio para

cualquiera que sea el uso en especial para bajas y medias frecuencias por ser las mas difíciles de eliminar.


65


66

6.2 Cotización.

material Cantidad y Especificaciones Costos total pared

Tabique 500 unidades medidas es tándar. $1,700.00 x millar

$850.00

Cemento 10 bultos Cemex $85.00 x bulto

$850.00

Arena Carro completo $1,700.00 carro

completo

$1,700.00

Cal 10 bultos de cal Ponce tipo s $55.00 x bulto

$550.00

Albañil

$75.00 metro

cuadrado

$2,500.00

Repellado cemento Se utilizaran 10 bultos Cemex

$85.00 x

bulto $850.00

Arena Se utilizara la mitad de carro $1,700.00 carro

completo

$1,700.00

Albañil $85.00 metro

cuadrado

$3,200.00

Alfombrado Alfombra Gruesa de lana color verde

$180.00 metro

cuadrado

$9,000.00

colocador La colocan al comprar la alfombra Incluido Butacas Butaca para auditorio (estándar)

263butacas $270.00 x

butaca $71,010.00

Cortinas Tela 6m de largo x 4m de ancho gruesa $200.00

tela $8,000.00

tela Hilo Carrete de 1000 m $120.00

por hilo $120.00 por

hilo Colocador Realizar la cortina $32.00 x

metro cuadrado

$5,000 x metro

cuadrado Plafones Plafones de 50cmx50cm de yeso $43.00 x

plafón $2,580.00

graves Hechas de triplay de 19mm bocina de 18" remanufacturada para incorporar el doble imán para un mejor desplazamiento del cono y lograr unos bajos profundos, son de 600watts continuos y 1200 watts max. con un buen poder

$2400.00 c/u

$4,800.00


67

medios Cerwin vega modelo pd18 tienen un

crossover pasivo integrado bocina de 12”

$2,000.00 c/u $4,000.00

agudos Bafle profesional STEREN con crossover y amplificador de 3500 Watts de potencia PMPO. - 2 entradas para micrófono con conector hembra (jack) 6,3 mm o con conector hembra tipo Cannon

$3,000.00 c/u $6,000.00

Trampas para graves

Auralex Tru Traps Genesis System es un acondicionador acústico ideal para profesionales que buscan un sonido controlado, pero sin que deje de ser natural.

· 4 Tru Panels · 32 TruSpacers · 4 Q’Fusors · 2 Tubetak Pro

$3,862.00

$3,862.00

Ingenieros Acústico

Costo por el proyecto $15,000.00 $15,000.00

Mano de obra

5 Personas Capacitadas. $4,000.00 $20,000.00

Costos de imprevisto

$10,000.00 $10,000.00

TOTAL $146,572.00


68

Conclusión.

La perseverancia, creatividad y emprendedores, cualidades que identifican al egresado del Instituto Politécnico Nacional, el contenido consiste en proporcionar acondicionamiento acústico proponiendo mejoras en su diseño para un optimo desempeño con el menor gasto posible. Ya que con el análisis empleado demuestra que el recinto (auditorio 2 E.S.I.M.E. Zacatenco) no esta en las condiciones requeridas, ni fue diseñado para los eventos que ahí se realizan. El proyecto está exento de formulación matemática compleja y está escrito en un lenguaje simple y directo. Está destinado en general, y a todas aquellas personas interesadas en el campo de la acústica. La cantidad de información teórica contenida en esta compilación la podríamos agrupar en: Principios básicos del sonido, Ruido y Elementos para el acondicionamiento acústico, se recoge con el rigor que debe existir, lo relativo al acondicionamiento acústico de recintos, junto con la sencillez de ideas y conceptos, lo que hicimos es aprovechar, hacer reflexionar, proponer soluciones, dar un modelo de imitación, un ideal, es decir, intentar influir con una visión estratégica de futuro, cuales deberán ser las acciones prioritarias a desarrollar en los próximos años, con el objeto de alcanzar niveles óptimos de desarrollo educativo. Pretende contribuir al diagnóstico de las problemáticas clave de la infraestructura del auditorio 2 de ESIME Zacatenco, evaluación de su calidad y desarrollar una propuesta de renovación, que avanza en el cumplimiento de su misión de hacer proyecciones confiables y difundirlas ampliamente, brindando elementos a las autoridades para sustentar acciones de mejora, institucionalizando la cultura, la planeación y la evaluación a través de la reflexión colectiva para un desarrollo continuo. Sobre la base del resultado de estas actividades, se espera que se constituya formalmente el proyecto que establecerá las grandes líneas de acción, las estrategias y las prioridades que guiarán el quehacer educativo de la comunidad Politécnica. Deseamos que esta experiencia sirva para incrementar la sensibilización hacia la acústica, a la vez que sea también útil para concientizar a diferentes sectores o grupos sobre la importancia que el diseño acústico en general tiene en la calidad final de un auditorio, recinto, sala estudio de grabación, etc. Solo así será posible que la acústica adquiera el protagonismo que se merece en el marco de un proyecto desde sus primeras etapas de gestación.

ANEXOS


69

Anexo A

� ESTUDIO DEL ACONDICIONAMIENTO ACÚSTICO DE AULAS Y PEQUEÑOS AUDITORIOS.

Cuando se proyecta la realización de un espacio arquitectónico como es el caso

de salas destinadas como uso prioritario a la transmisión de la palabra (aulas y auditorios), es particularmente importante atender al objetivo de conseguir una audición aceptable. Para ello se deben considerar dos aspectos fundamentales:

• Un aislamiento acústico suficiente. • Un acondicionamiento acústico adecuado a las necesidades.

Para el caso del aislamiento acústico el referente fundamental, en cuanto a

valorar la calidad de las particiones que separan este tipo de espacios (aulas), es la exigencia mínima que se establece en la NBE-CA (88) (Norma de condiciones acústicas del 88) y es de 45 dB(A) para el aislamiento a ruido aéreo y de un nivel de ruido de impacto máximo de 80 dB(A). Dado que no existe un procedimiento a seguir, que nos permita garantizar el aislamiento que vamos a obtener “in situ” cuando se finalice la obra, por influir muchos factores, tanto relativos al diseño como de tipo constructivo y de ejecución, se hace necesario la evaluación experimental de distintas tipologías con el fin de disponer de datos de partida fiables y poder así predecir, en alguna medida, el valor de aislamiento que se obtendrá por semejanza de lo ya conocido.

De igual forma, en relación con el acondicionamiento acústico de las salas,

existen unas leyes generales y unos procedimientos más o menos contrastados que nos permiten formar un criterio a la hora de optar por una u otra solución. Sin embargo, no se tiene la certeza de que el resultado sea el que buscábamos. Por tanto, aun en los casos en que se hayan adoptado las soluciones de diseño y constructivas adecuadas, en función del uso, se hace necesario contrastar o comparar con los valores experimentales que se producen una vez finalizada la obra.

En el trabajo que presentamos se realiza el estudio del acondicionamiento

acústico en su doble vertiente del aislamiento y acondicionamiento, en sentido estricto.

� Norma UNE ISO 140-3. En donde toma en cuenta las capacidades del auditorio en donde se tienen las

siguientes consideraciones: nivel medio de presión acústica en el recinto emisor nivel medio de presión acústica en el recinto receptor, área del elemento constructivo, el área de absorción sonora equivalente del recinto receptor y si se miden en 'in situ', siguiendo las indicaciones de la Norma UNE ISO140-4, se indicará de la siguiente manera: R'. Teniendo esto como consideración la norma determina el aislamiento sonoro de Auditorios.


70

� NORMA UNE ISO 9614.

Determina la técnica de medición de potencia sonora, que puede medirse en

cualquier campo sonoro sin necesidad de recintos especiales, pudiendo realizarse medidas sobre máquinas o componentes individuales, incluso cuando todas las otras fuentes están radiando ruido, debido a que el ruido de fondo "estacionario" no contribuye a una potencia sonora determinada, cuando se mide intensidad.

Este norma, proporciona un tipo de método sencillo, por tanto, requiere muy

poca inversión, resultando rápido y cómodo de utilizar en lugares donde no se dispone de recintos adecuados, resultando muy sencillo determinar la posición de las fuentes sonoras constituidas por elementos individuales, así como las vías de transmisión del sonido.

La técnica de medida directa de la intensidad sonora es esencialmente más

complicada que la de medida de la presión sonora, ya que en el caso de la intensidad, no se trata simplemente de situar un conjunto de micrófonos sobre un trípode en las posiciones indicadas por la norma correspondiente y realizar las medidas, sino que debe ser el propio.

Operador el que determine la posición de los micrófonos de la sonda sobre una

superficie de medida, ya sea mediante medidas puntuales o con el barrido sobre la superficie, siendo por tanto la medida mucho más susceptible a los errores humanos.

Otro gran inconveniente es que, por las propias características direccionales de

este tipo de medidas, los resultados obtenidos de potencia sonora no se ajusten fielmente a la realidad, y por tanto han de ser tratados con cierta reserva. Esto es consecuencia de que la emisión sonora de una determinada fuente, puede que no se realice toda ella en la dirección en la que se mide la intensidad, existiendo determinadas componentes de ruido que no son medidas.

� ISO 4866.

Estudio de las vías de transmisión de las vibraciones en los edificios (ISO 4866) Determina las condiciones de los materiales que deben de localizarse en las

edificaciones en cuestión de transmisión de vibraciones uno de los materiales de los cuales se maneja en esta norma son las líneas telefónicas

� UNE 74043:1987.

MEDIDAS DEL TIEMPO DE REVERBERACIÓN EN LOS AUDITORIOS. El tiempo que tarda en hacerse inaudible el sonido en una sala, depende de su

intensidad. Para poder hacer comparaciones entre sonidos diferentes, es necesario definir una magnitud que no dependa de su intensidad inicial. Se define el tiempo de reverberación como el tiempo necesario para que la intensidad de un sonido disminuya a la millonésima parte de su valor inicial o, lo que es lo mismo, que el nivel de intensidad acústica disminuya 60 decibeles por debajo del valor inicial del sonido.


71

Anexo B PAA3 de PHONIC.

El PAA3 es un analizador de audio portátil queda a los ingenieros de sonido un arreglo enriquecido de herramientas de análisis de sonido. Tiene un analizador de espectro de 31 bandas de tiempo real, mediciones RT60, medidor de SPL y de línea, generador interno, programación de configuración de EQ, calibración de micrófono y analizador de fase de altavoces. Todas las funciones y menús son accesibles en un control central, dejando libre la otra mano para ajustar la configuración de audio. Una interfase USB permite a los usuarios descargar información y configuraciones fácilmente a un ordenador. La gran pantalla LCD tiene una luz visible para utilizarse en ambientes muy oscuros. Una vida de batería de siete horas hace al PAA3 una herramienta muy útil para todos los ingenieros de audio. (fig. 1.B)

• Analizador de Espectro en Tiempo Real de 31-bandas. • Display de EQ de 31-bandas (Boost/Cut). • Mediciones RT60. • Micrófono calibrado integrado. • Analizador de Fase. • Generador de ruido con Ruido Rosa, 1kHz y señal de prueba de polaridad

(salida balanceada). • Interfase USB para control mediante software. • Función de Memoria y cálculos Promedios. • Calibración de medidor SPL a través de calibrador de nivel de señal. • Medidor de Nivel de Presión Sonora de 30dB ~ 130dB. • Display de medición de nivel de Señal de Línea en dBu, dBV, o Volts (AC). • El medidor SPL y de Línea tienen tres rangos de selección de nivel. • Display de Nivel Máximo y Peak hold. • Entrada XLR y sockets de salida. • CD de señales de prueba de Audio y software de soporte. • Tres modalidades de energía: (1) Ahorro de Energía (2) Encendido (3)

Apagado. • Funciona siete horas con cuatro baterías AA. • Adaptador de AC incluido.

Fig. 1. B PAA3 de PHONIC.


72

ANEXO C

� DIAGRAMA DE LONGITUDES DEL AUDITORIO.

o Vista Superior del auditorio 2 ESIME Zacatenco.


73

o Vista Lateral del auditorio 2 ESIME Zacatenco


74

� Distribución y composición de las butacas del auditorio 2 de ESIME Zacatenco.

Fila # Asientos 1 19 2 20 3 21 4 20 5 21 6 20 7 21 8 20 9 19

10 20 11 21 12 20 13 21

Total de asientos 263


75

o Vista superior de la distribución de filas del auditorio 2 de ESIME

Zacatenco.


76

ANEXO D

Ruido en Recintos.

El análisis de las bondades de un recinto, sea éste un dormitorio, una oficina o

una sala de conferencias, comienza necesariamente por sus condiciones de aislamiento al ruido intrusivo (es decir, procedente del exterior) o al generado en su interior y que pueda trascender al exterior.

Tratándose de ruido interior a un recinto, es suficiente realizar una razonable

cantidad de mediciones de SPL por octavas, espaciadas en el tiempo, mediante un medidor de nivel sonoro.

Con los valores máximos obtenidos por octava, trazaremos una curva de nivel de

ruido, que aplicando el criterio apropiado en relación con el destino del recinto, nos permitirá su calificación. En acústica, no existe una fórmula exacta y general que permita evaluar cualquier caso que involucre la interacción entre el medio ambiente y el oído humano, por lo que existen "criterios" que facilitan el estudio de un mismo problema.

� Criterios de Ruido NC (Noise Criterion) y PNC (Pref erred Noise Criterion).

Los criterios NC (Criterio de Ruido) y PNC (Criterio de Ruido Preferente) surgen de la necesidad de evaluar las condiciones de ruido existentes en espacios cerrados y para formular las especificaciones de control de ruido en los mismos. En general, son usados para calificar salas de conferencias, teatros, cinematógrafos, estudios de grabación y sus controles, etc.

Estos criterios, mucho más amplios que el Nivel de interferencia de palabra SIL

(Speech Interference Level), no se limitan a evaluar la interferencia de la palabra como el promedio de tres octavas, sino que analizan el total del ruido presente, a partir de la medición de los valores individuales de ruido por octava y al trazado de una curva descriptiva de su comportamiento.

� Criterio de Ruido NC (Noise Criterion).

Este criterio data de 1957, fundado en la premisa de obtener, en espacios cerrados, buena inteligibilidad de la palabra, el placer de escuchar música o ambos.

La figura 1.D muestra un juego de curvas NC, trazadas a partir de entrevistas

con personas en oficinas, recintos y salas, midiendo simultáneamente el ruido presente por octavas, y la curva del umbral de audibilidad para ruido continuo.

Las curvas tienen en consideración la menor sensibilidad del oído en frecuencias

bajas. Sin embargo, al evaluar la molestia subjetiva, se debe tener en cuenta las vibraciones que producen frecuencias muy bajas de niveles altos. La forma de la curva nos mostrará la gravedad del problema a resolver en el recinto bajo estudio, al permitirnos comparar la medición realizada con una curva de criterio. En general, éstos, en función de su destino, tienen estandarizadas cifras de NC que no es conveniente superar.


77

Figura 1.

� Criterio de Ruido Preferente PNC (Preferred Noise C riterion).

A raíz de nuevos estudios psicoacústicos, en el año 1971 se modificaron los perfiles NC, creándose los perfiles PNC que se observan en la figura 2.D, cuyas principales correcciones fueron: - El cambio de niveles en la octava de 63 Hz. - El reemplazo de niveles para las octavas de 500, 1000 y 2000 Hz., a fin de corresponderlos con los criterios de interferencia de la palabra. - El ajuste de los niveles en las octavas bajas, para correlacionarlos con la información actualizada del umbral de audición para ruido continuo.

Figura 2.D

En general, los acústicos prefieren referirse a las curvas NC, a pesar de no tener estandarizadas las bandas correspondientes a la interferencia de la palabra y no considerar las octavas de 16 Hz y 31.5 Hz.

REFERENCIAS.


78

REFERENCIAS

� INGENIERÍA ACÚSTICA

ISBN: 8428326398 Autores: RECUERO LOPEZ MANUEL Editorial: Paraninfo

� KINSLER, L.E. “Fundamentos de Acústica”. Ed.Limusa. 1995.

México

� http://www.hiru.com/es/fisika/fisika_05000.html � http://tecnicaaudiovisual.kinoki.org/sonido/fisica.htm � http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiva/Ond

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todo/ � http://rabfis15.uco.es/lvct/tutorial/1/paginas%20proyecto%20def/(9)%20Control

%20por%20absorcion/absorcion%20acustica.htm � http://www.angelfire.com/empire/seigfrid/Reverberacion.html � http://cpagin.org.ar/articulos/absorcion_acustica.aspx � http://www.ucm.es/info/catmosf/docencia/mecanica2/ondas2.PDF � http://web.espectaculosarranz.com/p2534_Analizador-de-Audio-PHONIC-

PAA3.html � http://www.amigosdelamusicabahiadecadiz.org/dursonido.htm � http://es.wikipedia.org � http://www.sociedadelainformacion.com/departfqtobarra/ondas/SONIDO/SONI

DO.HTM � www.eie.fceia.unr.edu.ar/~acustica/biblio/inteligibilidad.pdf � http://eveliux.com/mx/index2.php?option=com_content&do_pdf=1&id=142 � http://www.solerpalau.com.mx/ima/products/pdf/198_01302008_ACCESORIOS

CONTROLRUIDOYVIBRACION.pdf � http://obrasocial.lacaixa.es/StaticFiles/StaticFiles/48ff438045dcf010VgnVCM10

00000e8cf10aRCRD/es/es12_c3_esp.pdf � http://www.atae.org/ataekaria/FUNDAMENTOS%20SONIDODIRECTOYDIFUS

OSOBRELAINTELIGIBILIDAD%20_28_dc.pdf � http://www.ugr.es/~fisicat/Departamento/Apuntes/T_AcusticaNiveles.pdf � http://www.eumus.edu.uy/docentes/maggiolo/acuapu/prp.html � http://www.composan.com/contenidos/docs/Publicaciones/Tarifas/Marzo06/capi

tulo_2.pdf � http://www.hiru.com/es/fisika/fisika_05000.html � http://tecnicaaudiovisual.kinoki.org/sonido/fisica.htm � http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiva/Ond

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