04 acustica psicofisiologica v3

ACUSTICAPSICOFISIOLGICAversin3(2010)CursodeAcondicionamientoAcstico

TEMA4ACUSTICAPSICOFISIOLGICA

ACSTICAeslacienciaqueestudialosfenmenosperceptiblesporelodohumano.Lapercepcinesel SONIDO. FISIOLOGA es la ciencia que estudia el funcionamiento de los rganos. ACSTICAFISIOLGICAimplicaelestudiodelodoylaaudicindelossereshumanos.

Definicindelcampodeaplicacin.

FUNCINDELODO.

Elodoesunrganosensorialquetransformavariacionesinstantneasdelaprisin(sonido)delaireenimpulsosnerviosos,que,procesadosporelcerebrosetransformaneninformacindelmedioquerodeaalsujeto.

La informacinaportadaporelsentidodelodo,enmuchoscasosnopuedeserpercibidaporotrosrganos.Ejemplo:vehculoenmovimientoalavueltadelaesquina.Estainformacinsetransformaenmuchos casosenun cdigode comunicacin.Ejemplos:el lenguajehablado, la sirenadeunaambulancia,eltimbredefinalizacindelaclase,etc..

ANATOMADELODOHUMANO.

Para poder iniciar el estudio de la fisiologa del odo, es necesario ver algunos aspectos de suanatoma.Latransmisinsonora,esunatransferenciadelaenergaproducidaporelestimulofsico(vibracinsonora),hastasuconversinenimpulsonerviosoquerecogeelcerebro.

IntervienenenEstemecanismotresseccionesdistintasdelodo:

odoExterno,odoMedioyodoInterno.

Elodoexterno.Comprendeelpabellndelaorejayelconductoauditivo.

Elodomedio.Comprendeeltmpano,lacadenasea,msculosylatrompadeEustaquio.

Elodointerno.Comprendeellaberintoseo,lacclea,loscanalessemicirculares,ylosconductosnerviososauditivos.Desdeelpuntodevistafisiolgicode laaudicin,seproponeotradivisinqueponemsderelievelasdistintasfuncionesdelodo.Seconsiderapuesunaparatoderecepcinque

Prof.Titular(G4)Arq.RicardoEstellsDaz 1de25

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comprende el pabelln, el conducto auditivo y la cara externa del tmpano. Un aparato detransmisin: los huesecillos, ventanas y cclea. Un aparato de percepcin formado: la cadenanerviosa que empieza en las clulas pilosas y que contina por las membranas hasta la regincorticaldelcerebro.

ELPABELLN.

Conformadepantallareceptoraconstruidaporunaestructuracartilaginosaderelieveirregularquetienefuncinenlaorientacin.

ELCONDUCTOAUDITIVO.

Tieneunalongitudde2,7cm.y7mm.dedimetroaproximado,seccincircularligeramenteelptica,unextremoencontactoconelanterior,yotrocerradoporlamembranadeltmpano,porestaformapresentafrecuenciaspropias,caractersticas.

Este fenmeno de resonancia en el canal, supone un aumento de 5 a 10 dB., para frecuenciascomprendidas entre 2.500 y 5000 Hz, que son las que aportan ms a la comprensin de lainteligibilidaddelapalabra,(ellenguajehumano).

ELODOMEDIO

El tmpano. Separa el conducto auditivo del odomedio. Es unamembrana cnica elstica convrticeexcntricodirigidoalexteriorycolocadooblicuo,enunngulode120Debidoasuformaycolocacin, su superficieeficazquedaaumentada.Suespesoresde0,1mm.y su superficiede85mm2. Su parte superior acta como bisagra, y cuando se presenta la vibracin, la parte inferioralcanzaelmximodeamplitud.Elmovimientodel tmpanopresentaelongacionesmuypequeas,invisibles a simple vista, del orden de 108 menor que una molcula de hidrgeno. Su funcinprincipal es la de proteccin del odo, a los efectos de mantener la temperatura y la humedadconstante, independientementedelexterior.Elodomediosecomunicaconelexteriormediante laTrompadeEustaquio,queesuntuboaplastadoqueseabrealmoverlasmandbulas(masticar).Deesa forma se logra igualar las presiones estticas en las 2 caras del tmpano. Cuando se estaresfriado, el tubo se tapa con mucosidad y se tiene la sensacin de "odos tapados", sensacindolorosa.Cuando seviajaenavin seacostumbraamasticarchicle,para igualar ladiferenciadepresionesproducidaporlaaltura.

LACADENADEHUESECILLOS.

La membrana del tmpano en su parte superior e interior, se encuentra vinculada al "martillo",huesecilloconformadebastn,quesevinculaconel"yunque,ysteasuvezconel"estribo",queestunidoalamembranadelaventanaoval.Lafuncindelsistemadetransmisindestacadenaseaesdeadaptacinyproteccin.FuncinAdaptadora.Estandoelodo internoconstituidoporunacavidadllenadelquido(humoracuoso),laondasonorahadepasardeunmedioareoaotroacuoso,yporlotantodedistintaimpedancia.

Odomedio:mecnicadeloshuesecillos


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Zaire=415raylsZlquido=14x105rayls

Estoselograpordosmecanismos:1)laaccindesmultiplicadoradelacadenaseaqueesde1,3a3veces(multiplicalafuerzatransmitidadisminuyeeldesplazamientoentreeltmpanoylaventanaoval).2)ladiferenciadereasentreeltmpanoylaventanaovalqueesmuchomenor.Medianteestos dos mecanismos, la presin en el tmpano resulta multiplicada entre 15 y 30 veces en laventanaoval, loquesignificaentre20y30dBdeganancia.Funcinprotectora.Losmsculosqueligan los huesecillos amortiguan las vibraciones cuando estas alcanzan elongaciones muyimportantes. Adems estn suspendidos de forma que puedan vibrar de ms de una manera omodo. Tambin unos msculos ligados al tmpano y al estribo contribuyen al mecanismo deproteccin.Losmecanismosdeproteccinnoactan instantneamente. Explosioneso fenmenossonorosinstantneospuedenafectarelodorompiendoeltmpano,perostepuederegenerarsealcicatrizar.Cuandoseestexpuestoenformaprolongadaaaltosnivelesderuido,elcansanciodelosmsculospuedeanular laproteccinyprovocar sordera temporalydatosalodo.Puede tambinproducir datos permanentes en el odo por atrofia de estosmecanismos y destruccin de clulasciliadas.

ODOINTERNO:

Seencuentradentrodellaberintoseodelhuesoparietal.

Odointerno:lacclea


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Ventanaoval:

losmovimientosdelaplatinadel"estribo"enlaventanaovalsonlosqueoriginanlasvibracionesenloslquidosdelodointerno,queasuvezestimulanlasclulassensoriales.Esunamembranaflexiblequecomunica lacocleaconelodomedio.Tieneunreade3mm2.Ventanacircularoredonda.Compensaelmovimientode laventanaovalnecesariopor lacaractersticade incomprensibledelhumoracuosoque llena la cclea.Est colocadaenunaplanoperpendicular con laventanaovalparaevitar la fasede laondaacstica sobre lasdosventanas.Funcionacomounecualizadordepresionesytieneunreade2mm.aprox.

Lacclea.Estformadaporlapartesuperior,(canalessemicirculares),queestndispuestosentresplanosdiferentesenelespacio.Sufuncin intrnsecaesmantenerelequilibrioelcuerpo,(miden laaceleracinangular).

Parte anterior. Est formada por un conducto de 35 mm. de longitud enrrollado sobre un ejeoblicuodosvueltasymedia,(21/2)yunaseccinde4mm,.estdivididalongitudinalmenteendospartesporunamembranafibrosa,lamembranaBasilar,constituidapor24.000fibrastransversalescuyalongitudvaraentre0,04y0,05.

Odointerno:lacclea

Los dos espacios debido a su forma, se llaman: rampa vestibular, rampa superior, y rampatimpnica,interconectadasentresalfinaldelaespiral,porlaelicotrema,de2mm.Estllenadeunlquido,(humoracuoso),llamadoperilinfa.

A su vez la rampa vestibular presenta una membrana oblicua llamada de Reissner, que con lamembranabasilar formanun espacio cerrado lleno conotrohumoracuoso, llamado endolinfa ycontiene un conjunto complejode clulaspulposas y clulas ciliaresque componen elrganodeCorti, conectado a las terminales de los nervios auditivos que terminan en las reas auditivascorticalesdelcerebro.EsenestelugardondecomenzaraloquelamamoselAparatodePercepcin.EsenelrganodeCorti,dondetieneefectolatransformacindelaenergamecnicadelsonidoenimpulsosnerviosos.


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RANGOAUDIBLE.

Elodopercibirsensacionessonorascuandolasondasincidentesestncomprendidasenelrangodefrecuenciasde20a20.000Hzconpresioneseficacescomprendidasentre2x105P (Pascal)y20P,pordebajode20Hz estamos enpresenciade infrasonidos ypor encimade los20.000Hzde losultrasonidosquesibienresultandeintersparaotrastecnologasestnfueradelcampodeestudiodeestamateria.Sonidosconpresineficazmenora2x105Pnoproducensensacin sonoraen lamayora de los individuos en condiciones normales, cuando la presin eficaz supera los 20 P lasensacin empieza a ser de fuerte molestia y de continuar aumentando se transforma enfrancamentedolorosa.

FISIOLOGA.

Funcionamiento. Al moverse rpidamente la ventana oval (instantneamente), produce unaalteracinenlaendolinfaquetiendeaequilibrarseenlaventanaredonda,perocomoelmovimientoesrpidoseproduceun"cortocircuito.Cuantomsrpidaes lavibracin,mscercade laventanaovalseproduceelcortocircuito,comoseapreciaen la figura.Cuantomayores la frecuencia,mscerca se produce el punto de excitacin en el rgano de Corti, debido al desplazamiento de lamembrana basilar, que resuena con perturbacin. De sta forma, la "teora del lugar" o "sitio"explicaladiscriminacindelasdistintasfrecuenciasporellugarqueocupanlosterminalesnerviososa lo largode lamembranabasilar. El sistemanervioso est constituidopor un conglomeradodeclulasyfibrasnerviosas,cuyoelementofuncionaleslaneurona.

2.1Umbrales.Paraquelaperturbacindelairepuedeserpercibidaporelodohumanodebeestarcomprendidaentredeterminados valores, tantodepresin comode frecuencia.Esuna situacinidealdeausenciaderuidodefondo(cmaraanecoica).Unapersonajovenconelodosanoescapazdepercibiruntonode1000Hz,conunapresineficazde2x105Pascal,loqueesiguala2x105Nw/m2.Para ste valor se define la Po de referencia. Se observa que para 3000 ciclos/seg. , elumbraldeaudibilidaddisminuyeenalgo,(recordarresonanciadelcanalauditivo).Cuandolapresindelsonidoalcanzaosobrepasalos120Pas.,seproducesensacindedolor.Para50Hz.senecesitan45dBdelNSP. Con laedadsepierde laaudicinsobretodoenaltasfrecuencias.Parafrecuenciasmenoresde16Hz.sepierde lasensacinde sonido,(infrasonido),yparafrecuenciassuperioresa20.000Hz.,sucedelomismo,(ultrasonido).


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Rampatimpnica

Esta, a su vez, est formada por un cuerpo de caracterstica celular, con prolongacionesprotoplasmticasdedosclases: losdentritos,por losqueel impulso llegahasta laclulayporuncilindroejeoaxona,quetransmite laexcitacinaotrasneuronasoaunmsculo.Lasneuronassearticulanenunapunto llamado sinapsis. Lasneuronas situadasenelrganodeCorti y lasreasauditivascorticalesformanunacadenaquetransmiteseales. El impulsonerviosoobedeceaunadeterminado nmero de leyes y circulan por los nervios en forma de tren de oscilaciones defrecuencialimitadade20a300c.p.s.,convelocidaddecirculacinde1a100mts/s.(1/20sg1/300sg.mximodepulsosquepuededescargarunnervio).Elnervio respondea laexcitacin,cuandosta alcanza una cierta intensidad, y a partir de sta, para cualquier intensidad, la respuesta essiemprecompleta,(leydel"todoonada"),comoenlossemiconductoresdelosequiposelectrnicos,elestmulooriginaunadespolarizacinde lamembrananerviosa,cuyopotencialelctricotieneunvalordeterminadopotencialdeaccin,porlotantonecesitauntiempoparalarecargaelectroltica,tiemporefractariooderecuperacin.

DISCRIMINACIONDELAINTENSIDAD.

Esasqueelodotraduce lasvariacionesde intensidadsonoraenvariacionesdefrecuenciasde losimpulsosnerviososencadafibrayenunaumentodelasfibrasenservicio.Esdecir,expresivamenteel nmero de impulsos nerviosos que llega al crtex por unidad de tiempo, (velocidad), lo quedeterminalaintensidaddelasensacin.

ENMASCARAMIENTO.

Es la prdida de audicin de un sonido en presencia de otro. El sonido enmascararte excita lasmismas zonas de la membrana basilar para hacer audible el sonido enmascarado deberaumentarsesu intensidad.Estefenmenoresultaexplicablepor lateoradel lugar,noobstante, siF1yF2estnmuycercanos lateoradel lugarnoresultadeltodosatisfactoria,puesF2seescuchacomoconfluctuacionesobatidos.Losmecanismosdel"lugar"sedananivelnervioso,perosedandistintosmecanismosquenosonsiempreigualesparatodaslasfrecuenciasytodaslasintensidades.El sonido enmascararte slo enmascara con las frecuencias cercanas al sonido enmascarado. Elanchodebandacrticoexpresael intervalodefrecuenciassobreelcual lassensacionesproducidaspor dos sonidos no se experimentan en forma independiente, sino que estn influidas entre s.Ademslacontribucindediversasbandasdefrecuenciaalainteligibilidaddelhabla,parecevariardelmismomodoconlafrecuencia.

PERCEPCINDEGRAVES.

La teoradel lugarpresente inconvenientesparaexplicarelaltopoderdediscriminacindelodo,para las frecuencias por ejemplo: menos del 1% para 1000 Hz., e incluso no puede explicar lapercepcindefrecuenciasmenoresde50Hz.,paralascualeslamembranabasilarvibraalunsono.LaTeorade lasdescargas. Esta teora suponeque la intensidaddelsonidopuede serpercibidacomo lavelocidadpromediode los impulsosnerviosos,eltonoestasociadoconsuagrupacin,esdecir,tieneencuentalavariacinperidicadelavelocidaddelaspulsaciones.Segnestateoradedescargas, loqueseenvaalcerebroesunasucesinde impulsosquesepropagaa lo largode las


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neuronas que constituyen el nervio. Los impulsos juntos, forman una reproduccin algodistorsionada delmovimiento vibratorio de lamembrana basilar. La percepcin puede sermejorpara lasbajasfrecuencias,puestoqueelgrupodeneuronaspodrproporcionarvariospulsosparacada ciclo y serms pobre para frecuenciasmuy altas, para las cuales una neurona individualpuede,alosumo,suministrarunpulso,sloluegodevariosciclos,posiblementeelmecanismodelapercepcinutilicealgoparecidoalateoradellugar,paradiscriminarlasondasdealtafrecuencia,yalgo similar a la teora de las descargas para las frecuencias menores. En oportunidades, elmecanismo de las descargas permite percibir y recomponer la " fundamental" de un grupo dearmnicos.

DISCRIMINACINTEMPORAL.

Lanocindedescargasnerviosas resulta tambinmuytilparaexplicar la interaccinbiauricularproducidapor ladiferente coloracinde losodos en la cabeza.Cadaodo recibe lamismaondasonora, pero uno la recibe un poco ms tarde que el otro, si suponemos que cada onda estrepresentadaenelsistemanerviosomedianteunaseriededescargaseneltiempo,endoscadenasnerviosas paralelas, con sentido de propagacin inverso, producindose el contacto en neuronascomunes cuando existe coincidencia de los impulsos en ambas cadenas para excitarse. De estamanera, las diferencias de tiempo pueden representarse mediante una coordenada especial,tendindosealocalizarlafuentehaciaelodoquerecibelasealmsintensa.Esteaspectoresultamuyimportanteenlapercepcindelsonidoenlosespacioscerrados,efectodeprecedencia,segnelcual escuchamos un sonido como si nos llegara de una fuente ms cercana al odo que recibeprimerolaseal,ancuandoelsonidoretrasadosea8dBmsintensoqueelprimero.

DISCRIMINACIN.

INTENSIDADES:enfuncindelnivelylafrecuencia.UnapersonaescapazdereconocerunavariacindelNSPde1dBpara cualquier tono comprendido entre50 y10.000Hz.,por encimadelumbralcorrespondiente.Paraniveles inferioresa40dB , se requierencambiosde1a3dBparanotarelcambio.

DISCRIMINACIN DE FRECUENCIAS. Para frecuencias superiores a 1000 Hz. y niveles de presinsuperioresa40dB lavariacinmnimaresultadelordendel0.3%parafrecuencias inferioresa los1000Hz.y40dB,esde3Hz.Encondicionesfavorablesyenunasecuenciaordenada,elodopuedediscriminarentre40.000combinacionesdesonidosentrelafrecuenciaylaintensidad,peroleresultaimposiblecuandolafrecuenciaesaleatoriayrpida,comosucedeporejemploenunaconversacinnormal.Enesascondiciones,elodo slodiscrimina49combinacionesde frecuenciae intensidad.Nmerosimilaraldefonemas(sonidosfundamentales)deloslenguajes.

DISCRIMINACINESPACIAL.

HORIZONTAL.Laaudicinbiaural,lacolocacindelosodosalcostadodelacabeza,yelfenmenodedifraccinacstica,producenlaposibilidaddediscriminacinespacialenelplanohorizontalDI.los sonidosagudospermitenunamejorcaptacinde ladireccindedondeprovieneel sonido.Lacabezaarrojasombraacsticademodoqueelsonidoesmsfuerteenelodovueltoalafuente.


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VERTICAL . En elplano vertical, ladiscriminacin resultamsdifcil,por lo cual la colocacindealtavocesfueradelplanodeaudiencia.

DISCRIMINACINDETIEMPOS.Elodohumanotieneunacierta inerciatal,que lossonidos igualessonpercibidos comouno solo , cuando ladiferenciade tiempo esmenora65milisegundosparasonidosbreves.Enelcasodesonidosprolongados,presentaunamayorinercia200me.0,1s.Estoimplica que cuando la sucesin de sonidos sobrepasa esta velocidad, se produce una escuchadefectuosa.Debidoalfenmenodeenmascaramientodeunsonidoenpresenciadeotro.

TeoradelLugar.

Explica la discriminacin de las frecuencias por el lugar de mxima oscilacin de la membranabasilar.Noobstanteestateoranoexplicaladiscriminacindefrecuenciamenoresa50Hz.niparaladiscriminacindelaintensidad

EstateorasecomplementaconladelasDescargas.

TeoradelasDescargas

Establece que la intensidad del sonido puede ser percibida como la velocidad promedio de losimpulsosnerviosos.Eltonoestasociadoconsuagrupacin,tieneencuenta lavariacinperidicadelavelocidaddelaspulsaciones.

Bajas frecuencias varios pulsos para cada ciclo

Altas frecuencias un pulso para varios ciclos

Discriminacindelaintensidad

Elodo traduce lasvariacionesde intensidad sonoraenvariacionesde frecuenciasde los impulsosnerviososdecadafibrayunaumentodelasfibrasenservicio.

La intensidadde lasensacinestdeterminadaporelnumerode impulsosnerviososque lleganalcrtexporunidaddetiempo

Percepcindelaaltura


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Larelacinentrelafrecuenciaylaalturapercibidaessimple,almenosparalaculturabasadaenlamsicaoccidental.Lafrecuenciapatrnde440Hzcorrespondealaalturadelladelaoctavacentraldelpiano.

La 440 Hz

La 440

Engeneralamayorfrecuenciasetienemayoraltura.

Podemosclasificarlossonidossegnsualturacomoaltos,mediosybajosocomoagudos,mediosybajos.

Percepcindelasonoridad

Lapresinsonoraaudibleabarcaunrangomuyamplio:

De 2 x 10-5 Pa a 20 Pa

Convieneexpresarlacomoniveldepresinsonora,Lp,decibeles.

P:presinsonoraeficaz Pref : 2 x 10-5 Pa

Losvaloresinferioresa20dBsonmuyinusuales,ymuchaspersonasnolosescuchan.

Losvaloressuperioresa80dBsonpeligrososparalaaudicinhumana.

La relacin entre el Lp y la sensacin de sonoridad no es sencilla fue investigada por Fletcher yMunsonen1930.

Haciendo escuchar a un sujeto un tono puro de 1000Hz y determinado nivel de presin sonora,inmediatamente despus se le haca escuchar un tono puro de otra frecuencia. El sujeto debaajustarelniveldelsegundotonohastaquelopercibieraigualmentesonorocomoelprimero.


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Repitiendoelprocedimientoparaotrosnivelesdepresinsonoradeltonodereferenciade1000Hz,seobtuvolafamiliadecurvasdecontornodeigualsonoridad

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Contornos de Fletcher-Munson

Apartirdeestoscontornossepretendidisearunequipoquemidiera lasensacindesonoridad.Para ello se propuso aplicar almedidor de nivel de presin sonora un filtro que compensara larespuesta del odo humano pero como la respuesta era diferente segn el nivel de sonoridad enfones, se resolvi utilizar tres filtros diferentes, que se denominaron A, B y C. y presentan unandamientosimilarperosimtricoalascurvassiguientes.


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Quefueronregularizadasporrazonestcnicasdelasiguienteforma:

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A

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Quedandofinalmente,segnlasiguientesecuencia:


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A

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Obtenindosefinalmentelassiguientescorrecciones.


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dB dB

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A

B

C

Banda de Octava 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 Hz.. Ponderacin A -26 -16 -9 -3 0 +1 +1 -1

EJEMPLO DE APLICACIN PARA UN RUIDO R:

Banda de Octava 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 Hz. Nivel de R (dB) 50 55 60 62 67 75 80 82 dB. Ponderacin

-26 -16 -9 -3 0 +1 +1 -1

L (dBA) 24 39 51 59 67 76 81 81 dBA.

Elintentonotuvoxito,porquelascurvasdecontornosdeFletcheryMunsonfueronobtenidosparatonospurosy losruidosdelambiente,estnmayoritariamenteformadosporunagrancantidaddetonosdediferentesfrecuencias,sinembargo,lacurvaAhatenidoaceptacinporsucorrelacinconlamolestiayconelriesgoauditivo,ascomo la facilidadderealizar lasmedicionesaplicandoestefiltro.


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LasmedicionesobtenidasintercalandoestefiltroseexpresanendecibelesA,abreviadosdBA.

LascurvasdeFletcheryMunsonposteriormente fueron redeterminadasporRobinsonyDadson,ymstardenormalizadasporlaISO226.

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Contornos de Robinson-Dadson

LoscontornosdeFletcherMunson,ascomolosdeRobinsonDadsonproporcionanunamagnitudpsicofsicadenominadaniveldesonoridad,LS

Elniveldesonoridadseexpresafon.

Sibienelniveldesonoridadpermiteordenarlossonidossegnsusonoridadenformaindependientedelafrecuencia,noconstituyeunaverdaderaescala.

Porejemplo,unsonidoquetengaeldobledeniveldesonoridadqueotrosonido,nosepercibecomodoblementesonoro.

Serealizaronnuevosexperimentoscomparandolaaudicindeuntonoescuchadomonoauralmenteybinauralmente.

Elresultadodeestosexperimentosfue laobtencindeunanuevamagnitud,lasonoridad,S,quesconstituyeunaescala.Queseexpresaenunanuevaunidad,elson.

Lasonoridadserelacionaconelniveldesonoridadmediantelasiguientefuncin.


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SS [[sonson]]

NS NS [[fonfon ]]120120

100100

1010

11

0,10,1

0,010,01

0,0010,00111011010010090908080707060605050404030302020101000

Unsonidode2sonesdoblementesonoroqueunode1son.

Porencimade40fonlacurvaanterioreslineal.Estopermiteobtener:

S = 10 (Ls 40) / 30

Hasta ahora hemos analizado la sonoridad de los tonos puros, se han propuesto mtodossimplificados para llevar a cabo esta idea, elms simple es el de Stevens. Estemtodo requieredisponerdelespectrodebandasdeoctavadelsonidoaanalizar.Utilizalasbandascentradasen31,5Hzhasta8000Hz.

Por medio de los contornos de RobinsonDadson se determina, para cada banda, el nivel desonoridadyluegolasonoridad.

Finalmente,seaplicalasiguientefrmula:

ST = Smx + 0,3 Si


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Frenteaunsonidocomplejo,continuoodebandacontinua,elMtododeStevenscomienzaconel

clculodelasonoridaddecadabandayposteriormenteseaplicalafrmulaanteriorparaobtenerla

sonoridaddelsonidocomplejo ST.

ST = Smx + 0,3 Si Smx : Sonoridad de la banda de octava con mayor sonoridad Prof.Titular(G4)Arq.RicardoEstellsDaz 16de25

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Si : Sonoridad de las restantes bandas de octava.

Ejemplo

Bandas Oct. 125 250 500 1000 2000 4000 Hz.

Nivel 81 82 89 83 76 77 dB.

Sones 10 12 25 20 15 20 Son

Stot = 25 + 0.30 ( 10+12+20+15+20)

Stot = 48.10 sones

48.10 sones = 95 fones.

Nss = 95 fones

En la actualidad la utilizacin de la sonoridad y el nivel de sonoridad se ha dejado para casos

especiales y sehandefinido curvasdeponderacin (A,B, yC vistasanteriormente)que intentan

simularen lossonmetros lascaractersticasde laaudicindelodohumano.Siendodeaplicacin

casiuniversallacurvaA.

ENMASCARAMIENTO

En condiciones de silencio un determinado tono se percibir hasta un nivel de presin sonora

bastantebajo,llamadoumbraldeaudicin.

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LLpp

120120

110110

100100

9090

8080

7070

6060

5050

4040

3030

2020

1010

00

dB dB

2020 100100 500500 10001000 50005000 10000 Hz10000 Hzff

Umbral de audicin


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Si se agrega otro sonido, se encuentra que algunos sonidos, que en condiciones de silencio se

perciban,yanoseperciben.

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LLpp

120120

110110

100100

9090

8080

7070

6060

5050

4040

3030

2020

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00

dB dB

2020 100100 500500 10001000 50005000 10000 Hz10000 Hzff

Tono Mscara

400 Hz, 80 dB400 Hz, 80 dB400 Hz, 80 dB

500 Hz, 40 dB500 Hz, 40 dB500 Hz, 40 dB

400 Hz + 500 Hz400 Hz + 500 Hz400 Hz + 500 Hz

El sonido externo enmascara a los otros sonidos. Por esa razn se lo denomina sonido

enmascarante.Elumbraldeaudicinenestecasohaaumentado,esdecir,otrossonidosrequieren

unmayorniveldepresinsonoraparaqueselospuedapercibir.

Elumbraldeaudicinenestecasohaaumentado,esdecir,otrossonidosrequierenunmayornivel

depresinsonoraparaqueselospuedapercibir.

Cuantomayorseaelniveldelsonidoenmascarante,tantomayorserelaumentodelumbralenlas

diversasfrecuencias.

Elsiguienteejemplocorrespondeauntonoenmascarantede400Hzatresdiferentesniveles:40dB,

60dBy80dB


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Resultantrescurvasdeumbraldeaudicinsucesivamentemselevadasymsanchas.

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LLpp

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dB dB

2020 100100 500500 10001000 50005000 10000 Hz10000 Hzff

Umbral de audicin

80 dB80 dB

40 dB40 dB60 dB60 dB

Enmuchoscasos,elenmascaramiento,resultaperjudicial.Porejemplo,dificultalainteligibilidadde

lapalabraodelamsicaenpresenciaderuidoambiente.

Directividad

89

xx = c t= c t


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Enlafiguraseobservaquelosrecorridosentrelafuenteylosodossondediferentelongitud,porlo

queseproduceunadiferenciadetiempointeraural,t.

Tambinhayunadiferenciade intensidad interaural,queobedeceados factores: ladiferenciade

distanciaylaatenuacindelapropiacabeza.

Ladiferenciadedistanciainfluyedebidoaladivergenciageomtricadelcamposonoro(atenuacin

conladistancia).

La divergencia geomtrica es importante cuando la fuente se encuentra muy cerca. As, una

diferenciade10cmenunadistanciade1mimplicaunadiferenciadeapenas1dB.

Paradistanciasmayoresestefactorpierde importanciafrentea laatenuacinde lapropiacabeza.

Laatenuacindelacabezasedebealefectopantallaquelamismacausaenelodomenosexpuesto

Tambinporcausadelfenmenodeladifraccinseproducenvariacionesdelsonidopercibidoenun

mismoodo.

Discriminacintemporal

Elodohumanotieneciertainerciatal,quelossonidosigualessonpercibidoscomounosolocuando

ladiferenciadetiempoesmenora65milisegundosparasonidosbreves.Parasonidosprolongados

presentaunainercia50a100milisegundos.

Retardo:diferenciadetiempoentrelallegadadeunsonidoyotro

Eco: Recepcin repetida de un sonido proveniente de una fuente por efecto de reflexin.

103

dr2 dr3

dr1fuente receptor

Sonidos cortos: 340 x 0.065 = 22m.Ya hay eco con una diferencia de recorrido de 22 metros.Sonidos largos: 340 x 0.050 = 17m.Con una diferencia de recorrido de 17 metros ya hay molestias.Con una diferencia de 34 metros se percibe como eco.


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Discriminacinespacial

El odo no slo permite determinar la procedencia del sonido sino obtener una imagen

sorprendentementeprecisadelentornoacstico.

Laspersonasconvistanormalnoprestanengeneraldemasiadaatencinalainformacinespacial

provistaporelsonido.

Losciegos,encambio.alfaltarleslainformacinvisual,aprovechanmuybienestacapacidad.

Lapercepcinespacialdelsonidoestdeterminadafundamentalmenteporelpatrndereflexiones

delsonido.

108

FuenteFuente

ReceptorReceptor

Elcaminomscortoes siempreeldirecto.Estodaorigenalefectodeprecedencia,porelcual la

direccinpercibidacorrespondealadelprimerfrentedeondarecibido.

El efecto de precedencia, tambin llamado efecto Haas, explica por qu en un ambiente

reverberante la ubicacin de la fuente en general se percibe correctamente, pese a lasmltiples

reflexiones.

Elretardoconelcual llegaelsonidoreflejadorespectoalsonidodirecto,y ladiferenciadeniveles

entreellos,determinanun importanteparmetrode calidadde laaudicinenespaciosdonde se

produceelfenmenodelareflexinmltipledelsonido.


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Estoesdebidoalpoderdeintegracintemporaldelsentidodelodo.

A mayor retardo se requiere una diferencia de niveles menor para mantener la calidad de la

audicin.

Haas determin experimentalmente en funcin del retardo y la diferencia de niveles, lamolestia

producidaporlareverberacin.

Situaciones muy satisfactorias

Ejemplo: Un 10% del conjunto de oyentes percibirn molestias cuando el retardo sea de

100 ms y la diferencia de niveles de 10 dB. Si el retardo es de 200 ms para mantener el

mismo % de oyentes molestos, la diferencia de niveles no podr se menor de 20 dB.

Reverberacin

Laenergaradiadaporuna fuentesonoraenun recintocerrado llegaaunoyenteubicadoenun

puntocualquieradelmismodedosformasdiferentes:unapartedelaenergallegadeformadirecta


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(sonidodirecto),esdecir,comosi fuenteyreceptorestuviesenenelespacio libre;mientrasque la

otrapartelohacedeformaindirecta(sonidoreflejado).

En un punto cualquiera del recinto, la energa correspondiente al sonido directodepende

exclusivamente de la distancia a la fuente sonora y la potencia de esta,mientrasObtenindose

finalmentelassiguientescorrecciones.

Enlafigurasiguientesemuestraunacurvamedidaenunpuntodeunrecinto.Enabscisasseindica

eltiempo,expresadoenms(milisegundos),mientrasqueenordenadasseindicaelnivel,expresado

endB.


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De loanterior surgequeelnivel sonoroproducidoporun sonido singular, tieneunadeterminada

tasa de extincin (velocidad con que decrece el nivel sonoro), siendo esta caracterstica la cual

distinguelapropagacinalairelibredelaqueserealizaenelinteriordeunrecinto.

Tiempodereverberacin(TR)

Para caracterizar esta propiedad de los espacios arquitectnicos en general resultams prctico

establecer el tiempo en que tarda en disminuir el nivel sonoro un determinado valor, que se ha

convenidoenquesea60dB.

Sedefineel tiempode reverberacindeun local comoel tiempoque tardaelniveldeun sonido

producidoensuinteriorendecrecer60dB.Esdecirquelaenergasonoraproducidadisminuyaala

millonsimaparte.

Al iniciode laAcsticaCientfica se considerabaesteparmetro comode suma importanciapara

determinarlacalidadacsticadeunasala,algunosfracasoseneldiseodenuevassalasrealizadas

basndose casi exclusivamente en este criterio demostraron que la calidad acstica depende

tambindeotrosfactores,querequierenunestudiomscomplejo.


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Para ampliar estos conceptos ver el tema de Acstica de Recintos.

Referencias Bibliogrficas

Barron, Michael: Auditorium Acoustics and Architectural Design. E & FN Spon. Londres (UK), 1993.

Beranek, Leo L.: Concert Opera Halls: How they Sound. Acoustical Society of America. New York (USA), 1996.

Everest, F. Alton: The Master Handbook of Acoustics. McGraw-Hill. Blue Ridge Summit (USA) 1989.

Haas, Helmut: The influence of a single echo on the audibility of speech. Journal of the Audio Engineering Society, Vol 20, No 2, March 1972, pp 146-159.

ISO TC 43 Ruidos. Procedimiento para su evaluacin utilizando las curvas NR

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04 acustica psicofisiologica v3

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