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E S C UE L A T É C N I C A S U PE RI O R D E

I NG E NI E RÍ A D E TE LE C OM UN I C AC I Ó N

U N I V E RSI D AD D E M Á L AG A

P R O Y E C T O F I N D E C A R R E R A

ACONDICIONAMIENTO ACÚSTICO DEL AULA Nº 3

DEL EDIFICIO GERALD BRENAN DE MÁLAGA

I N G E N I E R Í A T É C N I C A D E T E L E C O M U N I C A C I Ó N

E S P E C I A L I D A D S O N I D O E I M A G E N

M ª D E L C A R M E N R O S A S P É R E Z

i

Índice

Capítulo 1. Introducción ............................................................................... 1

1.1. Entorno del proyecto ............................................................................................................. 1

1.2. Motivación y objetivos .......................................................................................................... 2

1.3. Estructura del proyecto ........................................................................................................ 3

Capítulo 2. Análisis acústico de recintos ................................................. 5

2.1. Principios básicos del sonido ............................................................................................. 5

2.1.1. La voz humana ................................................................................................................................. 6

2.2. Propagación del sonido en un recinto cerrado ........................................................... 8

2.3. Parámetros acústicos en aulas y salas de conferencias ........................................ 10

2.3.1. Tiempo de reverberación (TR) ............................................................................................... 10

2.3.2. “Early Decay Time” (EDT) ........................................................................................................ 13

2.3.3. Claridad de la voz (C50) .............................................................................................................. 13

2.3.4. Definición (D)................................................................................................................................. 14

2.3.5. Parámetros de inteligibilidad .................................................................................................. 15

2.3.6. Sonoridad (G) ................................................................................................................................. 17

2.3.7. Ecos y focalizaciones del sonido ............................................................................................ 18

2.3.8. Resumen de los valores recomendados para los parámetros acústicos a aulas y

salas de conferencias. ............................................................................................................................. 19

Capítulo 3. Caracterización del recinto.................................................. 20

3.1. Presentación del aula ......................................................................................................... 20

3.2. Realización de las mediciones ........................................................................................ 23

3.2.1. Equipo utilizado y conexionado ............................................................................................. 23

3.2.2. Posiciones de medida ................................................................................................................. 25

3.2.3. Configuración del software de medición ............................................................................ 27

3.2.4. Correcciones para sala vacía ................................................................................................... 32

ii

3.3. Evaluación de los resultados obtenidos ...................................................................... 34

3.3.1. Datos obtenidos con la fuente omnidireccional .............................................................. 34

3.3.2. Datos obtenidos con el sistema de megafonía ................................................................. 48

3.3.3. Datos obtenidos con la microcadena ................................................................................... 54

Capítulo 4. Modelado del recinto ............................................................. 60

4.1. Creación del modelo arquitectónico con EASE ........................................................ 60

4.2. Características acústicas del modelo y ajuste ........................................................... 62

Capítulo 5. Mejoras propuestas ................................................................ 70

5.1. Consideración de distintas posibilidades ................................................................... 70

5.2. Simulación y evaluación de la mejora elegida .......................................................... 72

5.2.1. Cambio en las áreas de audiencia del modelo .................................................................. 72

5.2.2. Elección del nuevo material ..................................................................................................... 74

5.2.3. Resultados obtenidos tras la mejora .................................................................................... 75

5.2.4. Simulación del comportamiento ante otras fuentes de sonido ................................. 80

5.3. Presupuesto aproximado .................................................................................................. 86

Capítulo 6. Conclusiones ............................................................................. 90

6.1. Sobre el acondicionamiento de recintos ..................................................................... 90

6.2. Sobre el trabajo realizado ................................................................................................. 91

6.3. Posibles trabajos futuros .................................................................................................. 92

Apéndice A. Formulación de parámetros ............................................. 93

Apéndice B. Condiciones de la Universidad de Cambridge para la

realización del “Listening test” ................................................................. 99

Apéndice C. Resultados de las mediciones ........................................ 101

Referencias ................................................................................................... 109

iii

Índice de figuras

Figura 2.1. Espectro frecuencial de la señal generada por la vibración de las cuerdas

vocales [1] ................................................................................................................................................................ 6

Figura 2.2. Contribución frecuencial al nivel de la voz y a la inteligibilidad de la palabra [1]

...................................................................................................................................................................................... 7

Figura 2.3. Directividad de la voz humana en las bandas de octava comprendidas entre 500

Hz y 4 kHz (según Moreno y Pfretzschner) [1] ........................................................................................ 8

Figura 2.4. Ecograma asociado a un receptor con indicación del sonido directo, las

primeras reflexiones y la cola reverberante [1]....................................................................................... 9

Figura 2.5. Valores recomendados de TRmid (500 Hz - 1 kHz) en función del volumen del

recinto: a) espacios de uso deportivo b) salas de conferencias y aulas (recintos ocupados)

[1] .............................................................................................................................................................................. 12

Figura 2.6. Relación entre el EDT y el tiempo de reverberación ..................................................... 13

Figura 2.7. Correspondencia entre %ALCons y STI/RASTI [1]........................................................ 16

Figura 2.8. Evolución temporal de la energía sonora correspondiente a la emisión de una

vocal seguida de una consonante en un recinto cerrado (según Kurtovic) [1]......................... 17

Figura 3.1. Situación y fachada del edificio Gerald Brenan (Fuente: Google y UMA) ............. 20

Figura 3.2. Interior del aula 3 del edificio Gerald Brenan .................................................................. 21

Figura 3.3. Distribución de los alumnos durante la realización de un examen ........................ 21

Figura 3.4. Detalle del sistema megafonía ................................................................................................ 22

Figura 3.5. Fotografía de uno de los equipos de los que se dispone (LG FA162) [9] .............. 22

Figura 3.6. Esquema de conexionado del equipo utilizado para realizar las medidas en el

aula............................................................................................................................................................................ 23

Figura 3.7. a) Conectores XLR macho y hembra, b) Conector Jack, c) Conector Speakon .... 24

Figura 3.8. Conector RCA ................................................................................................................................. 24

Figura 3.9. Distribución de los puntos de medida sobre la zona de audiencia (pupitres) ... 25

Figura 3.10. Posición del equipo utilizado dentro del aula ............................................................... 26

Figura 3.11. Ventana de configuración principal ................................................................................... 27

Figura 3.12. Configuración “Hardware Reference” para obtener la señal de referencia ...... 28

Figura 3.13. Configuración de la señal utilizada como estimulo ..................................................... 28

Figura 3.14. Configuración para realizar las medidas a través de un micrófono ..................... 29

Figura 3.15. Configuración para la calibración del micrófono ......................................................... 30

Figura 3.16. Selección y visualización del nivel de salida .................................................................. 30

Figura 3.17. Configuración para comenzar la realización de mediciones con promediado,

preestimulación y señal de referencia de hardware ............................................................................ 31

iv

Figura 3.18. Valores medios de TR en el aula vacía y en la ocupada ............................................. 35

Figura 3.19. Curvas del TR (ocupada) en distintos puntos de medida ......................................... 35

Figura 3.20. Desviación estándar de TR (ocupada) .............................................................................. 36

Figura 3.21. Valores de TRmid (ocupada) en función de la distancia a la fuente sonora ........ 36

Figura 3.22. EDT medio en el aula vacía y en la ocupada ................................................................... 37

Figura 3.23. Valores medios de TR y EDT (ocupada)........................................................................... 38

Figura 3.24. Desviación estándar de EDT para cada banda de frecuencia .................................. 38

Figura 3.25. Valores de EDTmid (ocupada) en función de la distancia a la fuente sonora ..... 39

Figura 3.26. Valores medios de C50 para cada banda de frecuencia en el aula vacía y

ocupada ................................................................................................................................................................... 40

Figura 3.27. Desviación estándar de los valores de C50 (ocupada) en cada punto de medida

.................................................................................................................................................................................... 41

Figura 3.28. C50 “speech average” (ocupada) en función de la distancia ...................................... 41

Figura 3.29. Valores medios de D en el aula vacía y en la ocupada ................................................ 42

Figura 3.30. Desviación estándar de las distintas medidas de D (ocupada) .............................. 43

Figura 3.31. Valores de STI (ocupada) en función de la distancia a la fuente sonora ............ 44

Figura 3.32. Valores de G (ocupada) en función de la distancia a la fuente sonora ................ 45

Figura 3.33. Ecograma de todas las medidas realizadas en el aula vacía .................................... 46


Figura 3.35. a) TR (ocupada) en distintos puntos de medida b) Valores de TRmid (ocupada)

en función de la distancia a la fuente sonora .......................................................................................... 49

Figura 3.36. EDT medio con el aula vacía y el aula ocupada ............................................................. 49

Figura 3.37. a) Valores de EDTmid (ocupada) en función de la distancia a la fuente sonora b)

Valores medios de TR y EDT (ocupada) .................................................................................................... 50


ocupada ................................................................................................................................................................... 50

Figura 3.39. a) Desviación estándar de los valores de C50 (ocupada) en cada punto de

medida b) C50 “speech average” (ocupada) en función de la distancia .................................. 51

Figura 3.40. a) Valores medios de D en el aula vacía y en la ocupada b) Desviación estándar

de las distintas medidas de D (ocupada) .................................................................................................. 52


Figura 3.42. Situación de los puntos de medida realizados con la microcadena como fuente

.................................................................................................................................................................................... 54


Figura 3.44. a) TR (ocupada) en distintos puntos de medida b) Valores de TRmid (ocupada)

en función de la distancia a la fuente sonora .......................................................................................... 55

v

Figura 3.45. EDT medio con el aula vacía y el aula ocupada ............................................................. 55

Figura 3.46. s) Valores de EDTmid (ocupada) en función de la distancia a la fuente sonora b)

Valores medios de TR y EDT (ocupada) .................................................................................................... 56


ocupada ................................................................................................................................................................... 56

Figura 3.48. a) Desviación estándar de los valores de C50 (ocupada) en cada punto de

medida b) C50 “speech average” (ocupada) en función de la distancia .................................. 57

Figura 3.49. a) Valores medios de D en el aula vacía y en la ocupada b) Desviación estándar

de las distintas medidas de D (ocupada) .................................................................................................. 58


Figura 4.1. Modelo del aula construido en EASE ................................................................................... 60

Figura 4.2. Vistas arquitectónica del modelo con los materiales diferenciados por colores

.................................................................................................................................................................................... 61

Figura 4.3. TR obtenido con el modelo (aula vacía, sin ajustar) ...................................................... 62

Figura 4.4. Comparación entre el TR medido y el TR del modelo sin ajustar ............................ 63

Figura 4.5. Ventana de “Optimize RT” con coeficientes de absorción de “Yeso techo” y TR

obtenido al aplicarlos al techo ....................................................................................................................... 64

Figura 4.6. Directividad y respuesta en frecuencia de la fuente de sonido “Sphere” ............. 64

Figura 4.7. Comparación entre el EDT medido y el del modelo ajustado .................................... 65

Figura 4.8. Representación tridimensional de los valores de EDT sobre la audiencia .......... 65

Figura 4.9. Comparación entre los valores de C50 medidos y el los modelo ajustado ............ 65

Figura 4.10. Representación tridimensional de los valores de C50 sobre la audiencia .......... 66

Figura 4.11. Comparación entre los valores de D medidos y los del modelo ajustado .......... 66

Figura 4.12. Representación tridimensional de los valores de D sobre la audiencia ............. 66

Figura 4.13. Representación tridimensional de a) %ALCons y b) STI sobre la audiencia ... 67

Figura 4.14. Representación tridimensional de los valores de G sobre la audiencia ............. 67

Figura 5.1. Diferencias entre el examen de Cambridge por ordenador y el tradicional

(Fuente: www.britishcouncil.org) ............................................................................................................... 71

Figura 5.2. División de las áreas de audiencia en siete filas con alternación de materiales 73

Figura 5.3. Coeficientes de absorción de material utilizado en el techo para la mejora ....... 75

Figura 5.4. Comparación entre el TR medido en el aula vacía, el corregido para aula

ocupada y el del modelo mejorado .............................................................................................................. 76

Figura 5.5. Comparación entre el EDT medido y el del modelo ajustado .................................... 76

Figura 5.6. Representación tridimensional de los valores de EDT del modelo mejorado .... 76

Figura 5.7. Comparación entre los valores de C50 medidos y el los modelo mejorado .......... 77

Figura 5.8. Representación tridimensional de los valores de C50 del modelo mejorado ...... 77

vi

Figura 5.9. Comparación entre los valores de D medidos y los del modelo mejorado .......... 77

Figura 5.10. Representación tridimensional de los valores de D del modelo mejorado ....... 78

Figura 5.11. Representación tridimensional de a) %ALCons y b) STI del modelo mejorado

.................................................................................................................................................................................... 78

Figura 5.12. Representación tridimensional de los valores de G del modelo mejorado ....... 79

Figura 5.13. Directividad de los altavoces del sistema de megafonía en la banda de 2 kHz80

Figura 5.14. Comparación entre los valores de C50 medidos con megafonía y su modelo

mejorado ................................................................................................................................................................ 81

Figura 5.15. Representación tridimensional de los valores de C50 del modelo simulado con

la megafonía en el recinto mejorado........................................................................................................... 81


Figura 5.17. Directividad de los altavoces utilizados como microcadena en la banda de 2

kHz ............................................................................................................................................................................ 82

Figura 5.18. Comparación entre los valores de C50 medidos con la microcadena y su

modelo mejorado ................................................................................................................................................ 83

Figura 5.19. Representación tridimensional de los valores de C50 del modelo simulado con

la microcadena en el recinto mejorado ..................................................................................................... 83


Figura 5.21. Esquema de instalación de los materiales presupuestados [Fuente: Ecophon]

.................................................................................................................................................................................... 88

Figura A.1. Gráficas para la determinación del producto 4m (para una presión atmosférica

estática de 105 Pa y una temperatura de 20°C) [1] ............................................................................... 94

Figura A.2. Señal de referencia enventanada y desplazada para calcular la sonoridad ........ 97

vii

Índice de tablas

Tabla 2.2.1. Características más relevantes del mensaje oral [1] ..................................................... 7

Tabla 2.2. Tiempo de reverberación máximo establecido por el reglamento de Andalucía

[6] .............................................................................................................................................................................. 12

Tabla 2.3. Relación entre %ALCons, STI/RASTI y la valoración subjetiva de la

inteligibilidad [1] ................................................................................................................................................ 16

Tabla 2.4. Valores recomendados para recintos destinados al uso de la palabra (ocupados)

.................................................................................................................................................................................... 19

Tabla 3.1. Coeficientes de absorción de pupitres de madera ocupados y vacíos y su

variación (Fuente: Áurea Acústica) ............................................................................................................. 32

Tabla 3.2. Tiempo de reverberación en segundos de todos los puntos de medida (ocupada)

.................................................................................................................................................................................... 34

Tabla 3.3. Desviación promediada del TR (ocupada) .......................................................................... 35

Tabla 3.4. EDT en segundos en los diferentes puntos de medida (ocupada)............................. 37

Tabla 3.5. Porcentaje de desviación promedia de los valores de EDT en cada medida ......... 38

Tabla 3.6. Claridad de la voz (dB) en los puntos de medida con el aula ocupada .................... 39

Tabla 3.7. Valores de D (ocupada) para cada banda de frecuencia en cada punto de medida

.................................................................................................................................................................................... 42

Tabla 3.8. Valores de %ALCons y STI (ocupada) ................................................................................... 43

Tabla 3.9. Valores medios de los parámetros de inteligibilidad...................................................... 44

Tabla 3.10. Valores en dB de la Sonoridad G (ocupada) ..................................................................... 45

Tabla 3.11. Resumen de los valores obtenidos con la fuente omnidireccional en el aula

vacía y en la ocupada, y valores recomendados para cada uno de los parámetros ................ 47

Tabla 3.12. Posición de las medidas realizadas con el sistema de megafonía ........................... 48

Tabla 3.13. Valores medios de D (ocupada) para cada banda de frecuencia ............................. 51

Tabla 3.14. Valores medios de los parámetros de inteligibilidad ................................................... 52

Tabla 3.15. Resumen de los valores obtenidos con el sistema de megafonía en el aula vacía

y en la ocupada, y valores recomendados para cada uno de los parámetros ............................ 53

Tabla 3.16. Valores medios de D (ocupada) para cada banda de frecuencia ............................. 57

Tabla 3.17. Valores medios de los parámetros de inteligibilidad ................................................... 58

Tabla 3.18. Resumen de los valores obtenidos con la microcadena en el aula vacía y en la

ocupada, y valores recomendados para cada uno de los parámetros .......................................... 59

Tabla 3.19. Comparación de los valores obtenidos con cada una de las fuentes (ocupada)

.................................................................................................................................................................................... 59

viii

Tabla 4.1. Coeficientes de absorción de los materiales utilizados en el modelo (Fuentes:

*Miller Acoustics Lab [20], EASE) ................................................................................................................ 62

Tabla 4.2. Comparación entre los valores de %ALCons y STI medidos y los del modelo

ajustado ................................................................................................................................................................... 67

Tabla 4.3. Comparación entre los valores de G (dB) medidos y los del modelo ajustado .... 67

Tabla 4.4. Comparación de los valores de los parámetros en el aula vacía y en el modelo de

EASE ......................................................................................................................................................................... 68

Tabla 4.5. Valor de 1 JND para los principales parámetros acústicos ........................................... 68

Tabla 5.1. Coeficientes de absorción del material utilizado como asientos ocupados........... 73

Tabla 5.2. Valores de los parámetros en el aula ocupada y su modelo de EASE....................... 74

Tabla 5.3. Comparación entre los valores de %ALCons y STI medidos y los del modelo

ajustado ................................................................................................................................................................... 78

Tabla 5.4. Comparación entre los valores de G (dB) medidos y los del modelo ajustado .... 78

Tabla 5.5. Valores de los parámetros del modelo mejorado ............................................................. 79

Tabla 5.6. Valores de %ALCons y STI medidos con megafonía y su modelo mejorado ......... 81

Tabla 5.7. Valores de %ALCons y STI medidos con la microcadena y su modelo mejorado

.................................................................................................................................................................................... 84

Tabla 5.8. Comparación de los valores obtenidos con cada una de las fuentes (modelo

mejorado) ............................................................................................................................................................... 85

Tabla C.1. TR (s) del aula vacía y ocupada con la fuente omnidireccional ............................... 101

Tabla C.2. EDT (s) del aula vacía y ocupada con la fuente omnidireccional ............................ 102

Tabla C.3. C50 (dB) del aula vacía y ocupada con la fuente omnidireccional ......................... 102

Tabla C.4. D del aula vacía y ocupada con la fuente omnidireccional ........................................ 103

Tabla C.5. STI y %ALCons del aula vacía y ocupada con la fuente omnidireccional ............ 103

Tabla C.6 G (dB) del aula vacía y ocupada con la fuente omnidireccional ............................... 104

Tabla C.7. TR (s) del aula vacía y ocupada con la megafonía ......................................................... 105

Tabla C.8. EDT (s) del aula vacía y ocupada con la megafonía ...................................................... 105

Tabla C.9. C50 (dB) del aula vacía y ocupada con la megafonía ................................................... 105

Tabla C.10. D del aula vacía y ocupada con la megafonía ................................................................ 106

Tabla C.11. STI y %ALCons del aula vacía y ocupada con la megafonía .................................... 106

Tabla C.12. TR (s) del aula vacía y ocupada con la microcadena ................................................. 107

Tabla C.13. EDT (s) del aula vacía y ocupada con la microcadena .............................................. 107

Tabla C.14. C50 (dB) del aula vacía y ocupada con la microcadena ........................................... 107

Tabla C.15. D del aula vacía y ocupada con la microcadena ........................................................... 108

Tabla C.16. STI y %ALCons del aula vacía y ocupada con microcadena ................................... 108

1

Capítulo 1. Introducción

1.1. Entorno del proyecto

La acústica es una ciencia que tiene su origen en la Antigua Grecia y Roma, estudiada

por Pitágoras y Aristóteles en el terreno musical y asociada a la arquitectura por

Vitrubio, quien ya en el año 20 a. C. escribió un tratado sobre las propiedades acústica

de los teatros incluyendo conceptos como interferencias, ecos y reverberación.

Pero a pesar de la existencia de estos conocimientos, a medio camino entre la física

ondulatoria y la observación experimental, no fue hasta el año 1898 cuando se

estableció un método matemático para calcular el tiempo de reverberación. Fue

Wallace Clement Sabine quien formuló la relación de este parámetro con el volumen y

la absorción de las superficies del recinto, iniciando así la acústica arquitectónica

moderna.

Gracias a este descubrimiento y a los avances tecnológicos en la instrumentación, lo

que antes era intuición y experimentación pudo convertirse en medición, análisis y

cálculos precisos, y hoy en día es posible caracterizar acústicamente cualquier tipo de

recinto determinando el valor de los principales parámetros implicados en la audición

de la música o la palabra. Así, aunque la percepción subjetiva de la calidad de un

espacio es producto de multitud de factores complejos, dicha disposición se puede

traducir en varias magnitudes para el diseño de recintos según el tipo de uso que se

haga de ellos.

En este proyecto se incidirá en la importancia de un buen acondicionamiento acústico

en aulas destinadas a la impartición de clases orales, en las que es imprescindible

garantizar por encima de todo la inteligibilidad de la palabra.


2

1.2. Motivación y objetivos

El presente estudio nace con la intención de analizar y mejorar las condiciones en las

que se realiza la prueba de reconocimiento auditivo de un texto en inglés, llamada

“Listening test”, de los exámenes de Cambridge ESOL realizados por la Fundación

General de la Universidad de Málaga.

Dicha prueba se realiza en las aulas de mayor aforo del edificio Gerald Brenan, y,

según varios testimonios de alumnos de diferente nivel y de los propios responsables

de la institución examinadora, las condiciones acústicas en las que se realiza la prueba

son altamente deficientes. Además, para la reproducción del audio se utilizan una serie

de equipos domésticos que podrían resultar no ser los más óptimos para una correcta

inteligibilidad del discurso, a pesar de que algunas aulas cuentan con un sistema de

megafonía instalado por una empresa profesional que queda sin utilizar para garantizar

la igualdad de condiciones en la realización de todas las pruebas.

Como consecuencia, las notas obtenidas en esta parte del examen son

considerablemente más bajas que las del resto de pruebas en la mayoría de los casos,

haciendo que la nota media disminuya y se pueda llegar a suspender por su causa. Si

bien es cierto que es una prueba de una dificultad muy elevada y que determina el

grado de acercamiento real al idioma estudiado, se debería garantizar al máximo que

no existan elementos externos que puedan aumentar dicha dificultad inherente, al igual

que la evaluación de una prueba de lectura no debe depender en ningún caso de la

correcta visualización del texto.

Así, los objetivos principales de este proyecto son los siguientes:

1. Realizar las medidas necesarias para la evaluación de las condiciones acústicas

actuales de una de las aulas en las que se realiza esta prueba. Para realizar

dichas medidas se utilizará el programa especializado EASERA (Electronic and

Acoustic System Evaluation and Response Analysis).

2. Simulación de las condiciones acústicas aplicando los valores de los principales

parámetros obtenidos con EASERA a un modelo construido con el programa

EASE (Enhanced Acoustic Simulation for Engineers).

3. Proposición de posibles actuaciones para mejorar estas condiciones tras el

análisis de los resultados obtenidos, calculando de forma teórica los valores de

los nuevos parámetros y evaluando la eficacia del acondicionamiento propuesto.

Introducción

3

Otro de los objetivos perseguidos es la concienciación de la importancia de un correcto

diseño acústico al realizar la construcción de aulas y recintos destinados al uso de la

palabra, especialmente si la correcta audición es un factor decisivo en algún tipo de

evaluación académica.

Por último, aunque no por ello menos importante, se ha de señalar que en las

consideraciones realizadas para la evaluación de las mejora se tendrá en cuenta la

repercusión medioambiental de las actuaciones y materiales elegidos, puesto que la

utilización racional de recursos naturales y una huella ecológica mínima en la

construcción y acondicionamiento de espacios arquitectónicos es cada vez más

importante para la sostenibilidad del medio ambiente.

1.3. Estructura del proyecto

Parte teórica

En el Capítulo 2 se definirán los conceptos y parámetros más relevantes para

caracterizar el sonido, su forma de interactuar con elementos arquitectónicos y los

factores que influyen en la percepción de sus diferentes atributos por el oído humano.

Dichos parámetros se utilizarán para evaluar las condiciones acústicas del aula objeto

de estudio desde el punto de vista de la inteligibilidad de la palabra, factor clave en este

proyecto debido a la función principal del recinto. También se definirán los valores

objetivos para cada uno de los parámetros siguiendo las recomendaciones de fuentes y

autores contrastados.

Parte práctica

El Capítulo 3 se realizará una presentación del aula estudiada, se explicarán el

procedimiento de medida según la normativa y la utilización del software EASERA para

obtener los valores necesarios para la caracterización del recinto y se presentarán

dichos valores, evaluándolos según los objetivos que habrían de cumplir para una

correcta audición de la palabra.

En el Capítulo 4 se realizará el modelo tridimensional del aula según las medidas

obtenidas, detallando el proceso de ajuste de dicho modelo para que sus


4

características acústicas se correspondan lo más fielmente posible con las del recinto

real.

En el Capítulo 5 se considerarán distintas posibilidades que podrían aplicarse al recinto

para mejorar los valores que determinan su calidad acústica, y se utilizará el modelo

creado en el capítulo anterior para realizar la simulación de una de las mejoras

propuestas y evaluar de forma teórica la eficacia de dicha actuación. También se

presentará un presupuesto aproximado del coste que supondría la aplicación de la

mejora elegida.

Por último, en el Capítulo 6 se expondrán las conclusiones principales extraídas de

todo el proceso, y se enumerarán algunas acciones e investigaciones que se podrían

realizar tras este proyecto.

Apéndices

Para completar algunos aspectos mencionados a lo largo de esta memoria, se han

incluido una serie de apéndices al final de la misma.

En el Apéndice A se desarrolla más detalladamente la formulación de los distintos

parámetros utilizados en este estudio para caracterizar acústicamente el recinto.

El Apéndice B contiene las condiciones recomendadas por la Universidad de

Cambridge para la realización del “Listening test”, a aplicar por todos los centros en los

que se convoque dicha prueba.

En el Apéndice C se exponen la totalidad de las medidas obtenidas con cada una de

las fuentes de sonido utilizadas.

5

Capítulo 2. Análisis acústico de recintos

2.1. Principios básicos del sonido

La forma más habitual de definir el sonido es como la vibración mecánica que

se propaga a través de un medio material elástico y denso y que es capaz de

producir una sensación auditiva. Se asocia así con el concepto de estímulo

físico, de forma que se puede definir el sonido desde un punto de vista

subjetivo como la sensación auditiva producida por la propagación de ondas

mecánicas a través de las partículas de un medio elástico y denso.

El número de oscilaciones de dichas ondas por segundo determina la

frecuencia del sonido, que será percibido como más grave o más agudo en

función de si es más alta o más baja. El oído humano puede llegar a detectar

frecuencias comprendidas entre los 20 Hz y los 20.000 Hz e identificarlos como

sonidos, aunque la mayor parte de lo que percibimos se compone de un

conjunto de varias frecuencias superpuestas con diferentes niveles de presión

sonora. La representación gráfica de estos valores constituye el espectro

frecuencial del sonido.

Sin embargo, el oído no percibe estos parámetros de forma lineal, sino que su

respuesta en frecuencia es logarítmica, y su sensibilidad varía en función de la

frecuencia y el nivel del sonido. Así, por ejemplo, si doblamos la presión o

volumen de un tono de 1 kHz, la sonoridad subjetiva percibida no se

corresponderá con el doble de la anterior, sino que habría que multiplicar la

presión por un factor de 3,16 para percibir el doble de volumen. Esta energía o

nivel presión sonora es el SPL, y su unidad es de medida es el dB. [1]


6

2.1.1. La voz humana

La fisionomía de los órganos que componen el sistema fonador humano

determina las características de los sonidos que somos capaces de producir

con él. Las cuerdas vocales tienen una frecuencia de oscilación de 125 Hz, y la

señal que producen atraviesa faringe, cavidad nasal y cavidad bucal, que

actúan a modo de cavidades resonantes y provocan que la voz de cada

persona tenga unas características particulares.

Figura 2.1. Espectro frecuencial de la señal generada por la vibración de las cuerdas vocales [1]

En función de la existencia o no de esta vibración en las cuerdas vocales, los

sonidos se pueden clasificar en sonidos sonoros o sordos. Las vocales y las

consonantes que implican vibración (/b/, /d/, /g/, etc.) son sonidos sonoros,

mientras que la mayoría de las consonantes se generan mediante una

constricción del flujo de aire que atraviesa la cavidad bucal, por lo que son

sonidos sordos.

Al hablar se emplea mayor tiempo en la emisión de vocales (90 ms de

promedio) que en la de las consonantes (20 ms), por lo que el nivel de presión

sonora asociado a las vocales es del orden de 12 dB mayor que el

correspondiente a las consonantes. Además, el contenido de bajas frecuencias

en las vocales es mayor, mientras que las consonantes son más ricas en altas

frecuencias.

Puesto que el grado de inteligibilidad de la palabra depende en gran medida de

la correcta percepción de las altas frecuencias, las consonantes son las que

determinan la comprensión del mensaje oral, mientras que la información

contenida en las vocales es redundante.


7

Duración

(Promedio)

Contenido frecuencial dominante

Nivel (Promedio)

Contribución a la inteligibilidad

de la palabra

Vocales ≈ 90 ms bajas

frecuencias nivel vocales ≈

nivel consonantes +

12 dB

baja

Consonantes ≈ 20 ms altas frecuencias alta

Tabla 2.2.1. Características más relevantes del mensaje oral [1]

En cuanto a la contribución en cada banda de frecuencia, la máxima

contribución al nivel de la voz se sitúa en las frecuencias medias, destacando

la banda de 500 Hz con un 46%, mientras que la máxima contribución a la

inteligibilidad de la palabra está situada a frecuencias más elevadas (57%

sumando la contribución de las bandas de 2 kHz y 4 kHz).

Figura 2.2. Contribución frecuencial al nivel de la voz y a la inteligibilidad de la palabra [1]


8

Por último, la voz humana presenta una directividad, o nivel de potencia

radiada según la dirección, determinada por el sistema de fonación y la forma

de la cabeza, aumentando con la frecuencia y con mayor directividad en la

dirección frontal.

Figura 2.3. Directividad de la voz humana en las bandas de octava comprendidas entre 500 Hz y 4

kHz (según Moreno y Pfretzschner) [1]

2.2. Propagación del sonido en un recinto cerrado

Debido a sus características físicas, las ondas sonoras generadas por cualquier

fuente sonora se propagan en todas las direcciones, y si no se encuentran en

un espacio libre, dichas ondas se reflejarán en las superficies límites del

recinto. Por tanto, un oyente recibirá dos tipos de sonidos según se haya

encontrado con una interferencia o no: el sonido directo y el reflejado.

Sonido directo: es la energía sonora que llega al oyente sin ningún tipo

de obstáculo, es decir, como si se encontrara en un espacio libre. Su

energía depende exclusivamente de la distancia a la fuente sonora.


9

Sonido reflejado: es el sonido que llega al oyente de forma indirecta tras

las sucesivas reflexiones producidas al incidir en las superficies del

recinto. Dichas reflexiones conllevan un retardo y una atenuación en el

sonido percibido, y cuanto más distancia recorra y más absorbente sean

las superficies en las que se refleje menor será su energía.

Dependiendo del número de reflexiones que se produzcan en el rayo sonoro

antes de llegar al oyente podemos diferenciar dos conjuntos: las primeras

reflexiones, que como norma general son las que han incidido en un máximo

de tres superficies (en la práctica, las que tardan hasta 100 ms desde la

llegada del sonido directo aproximadamente), y las reflexiones tardías, que

constituyen la cola reverberante.

Figura 2.4. Ecograma asociado a un receptor con indicación del sonido directo, las primeras

reflexiones y la cola reverberante [1]

Si estas reflexiones llegan en menos de 50 ms desde la llegada del sonido

directo son integradas por el oído humano y no se percibe ninguna diferencia

entre ambos. Esto contribuye a mejorar la inteligibilidad si el sonido es un

mensaje oral, y hace que aumente la sonoridad o sensación de amplitud del

sonido.


10

Sin embargo, si el retardo es mayor de 50 ms la reflexión es percibida como

una repetición del sonido directo (eco), por lo que se produce una pérdida de

inteligibilidad.

2.3. Parámetros acústicos en aulas y salas de conferencias

El comportamiento deseable en cada recinto va a depender siempre del uso

principal al que esté destinado. En este caso, el aula está dedicada casi

exclusivamente a la audición de discursos orales, proveniente tanto de

personas como de equipos de reproducción de sonido, por lo que no se

tendrán en cuenta las consideraciones y parámetros asociadas a espacios de

otros tipos de uso.

El principal requisito para las salas destinadas a la palabra es el grado de

comprensión del mensaje oral o inteligibilidad, manteniendo una sonoridad

adecuada y uniforme en toda el recinto sin necesidad de un sistema auxiliar de

sonido, y en el caso de que dispusiera de alguno, que se asegure que los

mensajes emitidos sean claramente inteligibles y lleguen a todos los puntos

con un nivel suficiente y sin coloraciones.

Para conseguir un adecuado confort acústico y una correcta inteligibilidad de la

palabra, es necesario que el ruido de fondo existente en la sala sea

suficientemente bajo, que el nivel de campo reverberante sea bajo también y

que no existan ecos ni focalizaciones del sonido.

Según las características del sonido y la voz descritas anteriormente, los

valores de los principales parámetros acústicos habrán de encontrarse unos

márgenes determinados para garantizar una correcta audición.

A continuación se definen dichos parámetros y valores recomendados para

conseguir los objetivos mencionados.

2.3.1. Tiempo de reverberación (TR)

Para obtener un modelo matemático del comportamiento del sonido en un

recinto, la teoría estadística hace la suposición aproximada de que tanto las

primeras reflexiones como las pertenecientes a la cola reverberante son


11

iguales, y que su energía se distribuye uniformemente por todo el recinto,

constituyendo el campo difuso.

La prolongación del sonido (no superior a 50 ms) tras la finalización del original

es lo que se conoce como reverberación, y el tiempo que tarda en la energía

sonora en caer 60 dB es el tiempo de reverberación (TR).

Un recinto con un TR grande se denomina comúnmente “vivo”, y tendrá un

campo reverberante mayor, mientras que un TR pequeño da lugar a un recinto

“apagado” o “seco”. De entre todas las fórmulas existentes para hallar este

valor, utilizaremos la de Sabine, explicada con más detalle en el Apéndice A.

En la práctica es muy difícil detectar una caída de 60 dB, ya que el sonido

analizado y el ruido de fondo suelen tener una diferencia menor a ese valor.

Por tanto, para calcular el TR se emplea los valores T10, T20 y T30, y según la

norma ISO-3382 [2], la pendiente que debe escogerse para la determinación

de T10 debe hallarse entre los niveles -5 dB a -15 dB del proceso de

decaimiento del sonido; para el T20, entre los niveles -5 dB a -25 dB, y para el

T30, entre los niveles -5 dB a -35 dB.

Tanto el software de medición como el de simulación proporcionan todos estos

valores, pero en este proyecto se utilizará T20, que es el tiempo que tarda el

sonido en caer 20 dB multiplicado por tres.

Por otra parte, el TR no es único, sino que varía con la frecuencia, por lo que

para establecer valores recomendados se utiliza el TRmid, que es la media

aritmética de los valores de las bandas de 500 Hz y 1 kHz.

𝑇𝑅𝑚𝑖𝑑 = 𝑇𝑅 500 𝐻𝑧 + 𝑇𝑅 (1 𝑘𝐻𝑧)

2 (2.1)

Este parámetro no ha de ser muy alto en el caso de salas en las que sea

primordial la inteligibilidad de la palabra, y el valor óptimo dependerá del

volumen del recinto, aunque hay diferentes recomendaciones según el autor.


12

Según Carrión [1], el valor de TRmid óptimo para un aula o sala de conferencia

con un alto grado de ocupación y de un volumen comprendido entre 100 y

10.000 m3 se halla entre 0.7 y 1 segundo.

Figura 2.5. Valores recomendados de TRmid (500 Hz - 1 kHz) en función del volumen del recinto: a)

espacios de uso deportivo b) salas de conferencias y aulas (recintos ocupados) [1]

Por otra parte, en el artículo 33.4 del Reglamento de Protección contra la

Contaminación Acústica en Andalucía [3] se establecen exigencias a los

tiempos de reverberación para las siguientes actividades:

Aulas y salas de conferencias vacías con volumen inferior a 350 m3 TR < 0,7 s

Aulas y salas de conferencias vacías pero incluyendo el total de las butacas, cuyo volumen sea inferior a 350 m

3

TR < 0,5 s

Restaurantes y comedores vacíos con independencia del volumen de la sala TR < 0,9 s

Tabla 2.2. Tiempo de reverberación máximo establecido por el reglamento de Andalucía [3]

Si el recinto tiene un volumen superior a 350 m3, el criterio de diseño queda a

elección del ingeniero o ingeniera. El aula analizada en este proyecto tiene 402

m3, por lo que se establecerá que

0,6 s< TR < 0,9 s

Es importante que este valor dependa lo menos posible de la ocupación para

independizar el rendimiento acústico del recinto del número de personas

presentes, y que se mantenga constante con respecto a la frecuencia,

especialmente en las bajas frecuencias, que son las que más pueden

empeorar la inteligibilidad de la palabra como ya se ha indicado.


13

2.3.2. “Early Decay Time” (EDT)

El EDT es seis veces el tiempo que transcurre desde que el foco emisor deja

de radiar hasta que el nivel de presión sonora cae 10 dB, como muestra la

siguiente figura.

Figura 2.6. Relación entre el EDT y el tiempo de reverberación

El EDT está más relacionado con la impresión subjetiva de viveza que el TR.

Así, en todos los puntos de un recinto con un EDT menor que el TR se

percibirá menos reverberación de lo que se representaría el valor de su TR.

Para garantizar una buena difusión del sonido en una sala ocupada, el valor

medio de los EDT correspondientes a las bandas de 500 Hz y 1 kHz ha de ser

del mismo orden que TRmid:

EDTmid ≈ TRmid

2.3.3. Claridad de la voz (C50)

La claridad de la voz (C50) es el parámetro que indica la relación entre la

energía sonora que llega al oyente durante los primeros 50 ms desde la llegada

del sonido directo (incluye el sonido directo y las primeras reflexiones) y la que

le llega tras los primeros 50 ms.


14

Se calcula en cada banda de frecuencias entre 125 Hz y 4 kHz, y su unidad es

el dB, aunque, como ocurre con el tiempo de reverberación, se define un valor

medio para poder caracterizar un recinto con una única medida.

Según L.G. Marshall [1], el valor representativo de C50 se calcula como media

aritmética ponderada de los valores correspondientes a las bandas de 500 Hz,

1 kHz, 2 kHz y 4 kHz, y recibe el nombre de “speech average”. Los factores de

ponderación corresponden a la contribución estadística aproximada de cada

banda de frecuencia a la inteligibilidad de la palabra señalada en la Figura 2.2.

𝐶50 “𝑠𝑝𝑒𝑒𝑐𝑕 𝑎𝑣𝑒𝑟𝑎𝑔𝑒” = 0,15 × 𝐶50 500 𝐻𝑧 + 0,25 × 𝐶50 1 𝑘𝐻𝑧 +

+ 0,35 × 𝐶50 2 𝑘𝐻𝑧 + 0,25 × 𝐶50 (4 𝑘𝐻𝑧) (2.2)

Cuanto mayor sea este valor mayor será la inteligibilidad en el recinto,

alcanzando un valor adecuado cuando en cada punto del mismo es de al

menos 2 dB.

2.3.4. Definición (D)

La definición D es la relación entre la energía que llega al oyente en los

primeros 50 ms desde la llegada del sonido directo (incluye el sonido directo y

las primeras reflexiones) y la energía total recibida por el mismo. Se calcula en

cada banda de frecuencias entre 125 Hz y 4 kHz.

Al igual que ocurre con la claridad, cuanto mayor sea este parámetro mayor

será la inteligibilidad, y el valor recomendado en cada punto de una sala

ocupada para cada banda es de 0,50 como mínimo. Aunque este valor va a

depender en gran medida de la posición del oyente en la sala y la distancia a la

fuente sonora, en un recinto destinado a la palabra se debe perseguir la

máxima invariabilidad de este parámetro.


15

2.3.5. Parámetros de inteligibilidad

Como ya hemos visto, la inteligibilidad es el grado de comprensión que tiene el

receptor de un mensaje oral. A continuación analizaremos los dos parámetros

principales para determinarla.

%ALCons

El porcentaje de pérdida de la articulación de las consonantes, o Articulation

Loss of Consonants, define el grado de percepción de las consonantes, clave

para la inteligibilidad de la palabra.

La fórmula para su cálculo fue determinada por el investigador holandés V.M.A.

Peutz realizando una serie de pruebas de audiencia en diferentes recintos

basadas en la emisión de un conjunto preestablecido de “logatomos” (palabras

sin significado formadas por: consonante-vocal-consonante). Tras los

resultados obtenidos pudo deducir que su valor se podía determinar

conociendo el TR y la diferencia entre los niveles de presión sonora de campo

directo y de campo reverberante.

Así, cuanto más cerca esté el receptor de la fuente sonora y menor sea el TR,

menor será el valor de %ALCons y mayor inteligibilidad existirá.

Otro factor importante en la pérdida de la inteligibilidad es el ruido de fondo

presente en la sala, aunque en la práctica se puede considerar despreciable si

está al menos 12 dB por debajo del nivel de la señal.

STI

El STI (Speech Transmission Index) es otro parámetro alternativo más

complejo que permite cuantificar el grado de inteligibilidad de la palabra, y su

valor oscila entre 0 (inteligibilidad nula) y 1 (inteligibilidad total). El STI se

calcula a partir de la reducción de los diferentes índices de modulación “m” de

la voz debida a la existencia de reverberación y de ruido de fondo en una sala.

Existe una versión simplificada del STI denominada RASTI (Rapid Speech

Transmission Index), que es el parámetro medido en recintos debido a su

rapidez de cálculo en relación con el STI.


16

Existe una gran correlación entre %ALCons y STI, relación que se muestra en

la siguiente figura:

Figura 2.7. Correspondencia entre %ALCons y STI/RASTI [1]

Según Carrión [1], la correspondencia entre la inteligibilidad de la palabra en un

recinto y su valor de %ALCons y STI es la siguiente:

%ALCons STI Inteligibilidad

0% - 1,4% 0,88 - 1 Excelente

1,6% - 4,8% 0,66 - 0,86 Buena

5,3% - 11,4% 0,5 - 0,64 Aceptable

12% - 24,2% 0,36 - 0,49 Pobre

27% - 46,5% 0,24 - 0,34 Mala

Tabla 2.3. Relación entre %ALCons, STI/RASTI y la valoración subjetiva de la inteligibilidad [1]

En salas de conferencias y aulas, la inteligibilidad en todos los puntos de la

sala ocupada deberá ser, como mínimo, “buena”, por lo que tiene que

cumplirse que

%ALCons ≤ 5 % (STI / RASTI ≥ 0,65)


17

Relación entre el tiempo de reverberación y la inteligibilidad de la palabra

Tal y como se ha visto al principio del capítulo, la duración de las vocales y su

correspondiente nivel de presión sonora es mayor que el de las consonantes.

Además, el contenido frecuencial de las vocales es más rico en bajas

frecuencias, mientras que las consonantes presentan un mayor contenido de

altas frecuencias.

Si el TR de una sala es alto, la energía correspondiente a las vocales tarda

más tiempo en caer que si se emitiese en campo abierto, por lo que acaba

solapándose en el tiempo con la energía de la consonante emitida

inmediatamente después, tal y como se observa en la siguiente figura.

Figura 2.8. Evolución temporal de la energía sonora correspondiente a la emisión de una vocal

seguida de una consonante en un recinto cerrado (según Kurtovic) [1]

Este enmascaramiento parcial de las consonantes debido a un exceso de

reverberación provoca una pérdida de inteligibilidad en la sala, puesto que esta

está estrechamente ligada a la correcta percepción de las altas frecuencias.

2.3.6. Sonoridad (G)

La sonoridad o fuerza acústica (Speech sound level) es el grado de

amplificación producido por la sala sobre el sonido emitido.

Al igual que con el TR y el EDT, se establece un único valor de G para

caracterizar el comportamiento de un recinto, y se calcula de la misma manera.


18

𝐺𝑚𝑖𝑑 = 𝐺 500 𝐻𝑧 + 𝐺 (1 𝑘𝐻𝑧)

2 (2.3)

Se recomienda que los valores de Gmid en todos los puntos de la sala ocupada

verifiquen que

Gmid ≥ 0 dB

Como consecuencia del método de cálculo de este parámetro, esto significa

que, en cualquier punto de la sala, el nivel medio de presión sonora no deberá

ser nunca inferior al obtenido a una distancia de 10 metros en el espacio libre.

El cálculo de este parámetro y el método de obtención al realizar las

mediciones con EASERA se explican con más detalle en el Apéndice A.

2.3.7. Ecos y focalizaciones del sonido

Cuando las ondas reflejadas sufren un retardo superior a 50 ms respecto al

sonido directo, el oído percibe ambas componentes como independientes, y se

produce lo que se conoce como eco.

En general, la presencia de ecos es debida a la geometría del recinto, aunque

pueden ser producidos por un sistema de megafonía diseñado

incorrectamente, y es más frecuente en los casos en los que el tiempo de

reverberación del recinto no es muy elevado.

Para la cuantificar el eco que se produce en un recinto se usará el criterio de

ecos EC (Echo Criterion), que determina el valor de EC correspondiente a un

punto de una sala.

Para garantizar que en un punto no se genera ningún fenómeno de eco, EC no

debe superar un límite establecido (EClimit). El eco se producirá si EC > EClimit.

Y si la sala está destinada a la palabra, el valor de EClimit=1. [1]


19

2.3.8. Resumen de los valores recomendados para los parámetros

acústicos a aulas y salas de conferencias.

En la siguiente tabla se recogen los parámetros y valores recomendados para

el confort acústico y la correcta inteligibilidad de la palabra para un recinto con

las características del estudiado en este proyecto.

Parámetro acústico Valor recomendado Valoración Subjetiva

TRmid 0,6 s ≤ TRmid ≤ 0,9 s Grado de viveza real

EDTmid EDTmid ≈ TRmid Grado de viveza percibido

C50 C50 > 2dB Separación entre los sonidos individuales de un mensaje

oral

D D > 0,5 Separación entre los sonidos individuales de un mensaje

oral

STI STI ≥ 0,65 Inteligibilidad de la palabra

%ALCons %ALCons ≤ 5 % Inteligibilidad de la palabra

Gmid Gmid ≥ 0 dB Grado de amplificación producido por el recinto

EC EC < 1 Percepción de ecos

Tabla 2.4. Valores recomendados para recintos destinados al uso de la palabra (ocupados)

20

Capítulo 3. Caracterización del recinto

3.1. Presentación del aula

Los exámenes de inglés de la Universidad de Cambridge realizados por la

Fundación General de la Universidad de Málaga se llevan a cabo

simultáneamente en diversas aulas del edificio Gerald Brenan, situado en el

número 2 de la calle Albert Einstein, en el campus de Teatinos.

Figura 3.1. Situación y fachada del edificio Gerald Brenan (Fuente: Google y UMA)


21

Para la realización de este proyecto se ha elegido el aula 3, situada en la

planta baja, ya que es una de las mayores y se utiliza en todas las

convocatorias.

Figura 3.2. Interior del aula 3 del edificio Gerald Brenan

La forma del aula es rectangular, con una superficie de 136,63 m2 y 3 m de

altura. Su volumen útil es de 402 m3 aproximadamente. Estos valores, así

como la totalidad de las medidas realizadas para la posterior reconstrucción del

modelo 3D con el programa EASE, se han obtenido mediante un medidor láser.

Aunque la capacidad del aula es de 112 alumnos, la ocupación durante la

realización de los exámenes es de 64 personas, ya que se deja un asiento libre

entre cada dos alumnos tal y como se muestra en esta figura:

Figura 3.3. Distribución de los alumnos durante la realización de un examen


22

En la Figura 3.2 se puede observar que el aula cuenta con un sistema de

megafonía sobre la pizarra instalado por una empresa profesional. Este

sistema está compuesto por una pareja de altavoces SDQ5P de la marca Apart

[4], un preamplificador PM 7400 II de la misma marca y un receptor UHF

inalámbrico para la utilización de un micrófono de “petaca”.

Figura 3.4. Detalle del sistema megafonía

Sin embargo, para la reproducción del audio en las pruebas de Cambridge no

se hace uso de este sistema debido a que no todas las aulas disponen de él,

por lo que el departamento encargado adquirió unos equipos domésticos de

diferentes marcas [5], que por sus características pueden no proporcionar una

correcta audición del mensaje oral, ni tampoco garantizar la igualdad de

condiciones a la hora de realizar las diferentes pruebas.

Figura 3.5. Fotografía de uno de los equipos de los que se dispone (LG FA162) [5]


23

3.2. Realización de las mediciones

En este apartado se explicará la metodología seguida en la realización de las

mediciones de los parámetros acústicos más significativos para determinar el

confort acústico de un recinto destinado a la palabra, así como el equipo

utilizado y su configuración.

3.2.1. Equipo utilizado y conexionado

A continuación se muestra el esquema de conexionado y los diferentes

dispositivos utilizados.

Figura 3.6. Esquema de conexionado del equipo utilizado para realizar las medidas en el aula

En el proceso de medida se utilizará la versión 1.2.10 del software EASERA,

instalado en un PC modelo Asus S200. Este programa se encarga de generar

la señal que será emitida por una fuente y de procesar las señales obtenidas a

través de un micrófono, que contendrán toda la información sobre las

características del recinto vistas en el capítulo anterior.

Para ello, se lleva la señal desde el PC hasta una tarjeta de sonido (modelo

Edirol UA-25EX) mediante un cable USB, y desde la tarjeta a un amplificador

de audio de alta calidad (modelo Europower EP2500), que permite controlar de


24

forma más adecuada la tensión aplicada a la señal que emite la fuente. La

tarjeta y el amplificador se conectan mediante un cable con conectores Jack,

conector utilizado para señales analógicas de audio.

La fuente sonora, al igual que el micrófono, es omnidireccional para que el

sonido llegue a todos los puntos del recinto de la forma más homogénea

posible, y va conectada al amplificador mediante conectores Speakon, que

incluyen un sistema de bloqueo y soportan potencias muy altas.

Por último, el micrófono que recoge la señal acústica (modelo Audix TR40) está

conectado a la tarjeta de sonido mediante conectores XLR, que proporcionan

una señal balanceada para eliminar ruido y aumentar la ganancia, y esta

digitaliza y envía la señal al PC.

a) b) c)

Figura 3.7. a) Conectores XLR macho y hembra, b) Conector Jack, c) Conector Speakon

Sistema de megafonía y microcadena

Al tener la oportunidad de hacer uso tanto del sistema de megafonía como del

sistema que se utiliza en la práctica en los exámenes, se han utilizado también

dichos equipos como fuentes sonoras para la obtención de medidas auxiliares

que complementen el análisis realizado a partir de las de la fuente

reglamentaria.

En estos casos, la salida de la tarjeta de sonido se conectará a la entrada del

preamplificador correspondiente mediante un conector RCA, conector también

típico de muchos sistemas para el audio analógico no balanceado.

Figura 3.8. Conector RCA


25

3.2.2. Posiciones de medida

La norma ISO-3382-2 [6], sobre la medición del tiempo de reverberación en

recintos ordinarios, determina los requisitos que se han de cumplir con respecto

a la posición de la fuente, el micrófono y el número de medidas mínimas para

caracterizar de forma óptima un recinto.

Siguiendo las recomendaciones de esta norma, la fuente sonora se situará a

una altura de 1,5 m sobre el suelo y aproximadamente a 1 m a la derecha del

eje longitudinal del recinto. Para las medidas a nivel de ingeniería se

recomiendan situar la fuente de sonido en al menos dos posiciones, aunque

para este proyecto se utilizará un solo punto, ya que el recinto no es muy

amplio. Las posiciones del micrófono deben estar preferiblemente separadas al

menos 2 m (media longitud de onda) de la fuente de sonido, y a una altura de

1,2 m, que es altura media de los oídos de una persona sentada.

El número de puntos de medida dependerá del volumen del recinto, y, aunque

el mínimo recomendado en este caso es 6, se han realizado un total de 18

medidas en diferentes puntos del aula, distribuidas de la siguiente manera:

Figura 3.9. Distribución de los puntos de medida sobre la zona de audiencia (pupitres)

Se han tomado medidas en las dos áreas de audiencia, puesto que la

distribución de los elementos y los materiales de las superficies provocan que

el recinto no sea acústicamente simétrico, y en todos los casos con el recinto

vacío.


26

En estas imágenes se puede ver la posición de la fuente de sonido y la del

micrófono en uno de los puntos de medida.

Figura 3.10. Posición del equipo utilizado dentro del aula

Cabe señalar que las medidas evaluadas en total son ocho en cada zona,

puesto que M1 y M3’ se descartaron por no ofrecer unos datos válidos.


27

3.2.3. Configuración del software de medición

Tras detallar el equipo necesario, su conexionado y su posición dentro del aula,

se explicará la forma de utilizar el software EASERA para obtener las medidas.

Para un conocimiento más profundo de esta herramienta se recomienda acudir

a los diversos manuales que existen a disposición de cualquier usuario. [7][8]

Una vez que tenemos todo el equipo preparado para realizar la primera

medida, los pasos a seguir son:

1. Obtención de la referencia de hardware y configuración de la señal de

estímulo

Para contrarrestar las posibles desviaciones introducidas por la tarjeta de

sonido es preciso conocer su comportamiento mediante la toma de una

medición interna de referencia. Para ello, se conectan la entrada y la salida del

canal 1 de la tarjeta de sonido con un cable Jack-XLR, y en la ventana de

configuración de las mediciones de EASERA presionamos el botón “Select

Setup” y elegimos “Hardware Reference”.

Figura 3.11. Ventana de configuración principal


28

Figura 3.12. Configuración “Hardware Reference” para obtener la señal de referencia

A continuación, se comprueba que el canal de entrada y de salida indicados

por la ventana son los correctos, y se pasa a la siguiente pantalla para elegir la

señal utilizada para esta y el resto de mediciones.

De entre todas las señales disponibles, la señal elegida será el barrido de

frecuencia con ponderación de frecuencia rosa, que se caracteriza por ofrecer

una disminución de nivel sonoro a medida que aumenta la frecuencia en una

proporción de 3 dB por octava. Como frecuencia de muestreo se seleccionará

44,100 kHz, y como tiempo de grabación 3 segundos. La pantalla ha de quedar

de la siguiente manera:

Figura 3.13. Configuración de la señal utilizada como estimulo


29

En este caso no oiremos la señal, puesto que se envía de forma interna desde

y hasta la tarjeta de sonido, por lo que pasaremos directamente a la pantalla de

comienzo de la medida y le daremos a “Go!”.

La señal obtenida se guardará en nuestro equipo, y tendremos que

seleccionarla como señal de compensación de hardware al realizar el resto de

medidas tal y como se explica en el siguiente paso.

2. Obtención de las medidas con el micrófono

Una vez obtenida la señal de compensación, procedemos a conectar la tarjeta

de sonido al amplificador y el micrófono a la tarjeta de sonido tal y como se

indicó en el apartado 3.2.1, y en la ventana de configuración se elige esta vez

“Single Channel”, puesto que sólo vamos a recoger la señal con un micrófono.

Figura 3.14. Configuración para realizar las medidas a través de un micrófono

Antes de la utilización del micrófono es importante realizar una correcta

calibración del mismo para garantizar que los niveles de presión sonora

percibidos son correctos. Para ello utilizaremos un calibrador (modelo

Brüel&Kjær 4321) y la propia herramienta de EASERA, en la que elegiremos

como nivel de calibración 94 dB. A continuación, introducimos el micrófono en

el calibrador y presionamos el botón “Start!” a la vez que activamos el

calibrador. Cuando la señal se estabilice, pulsamos “Stop!” y guardamos la

configuración si es correcta.


30

Figura 3.15. Configuración para la calibración del micrófono

Una vez que tenemos el micrófono calibrado, comprobamos que todos los

datos de la pantalla de configuración son correctos y pasamos a la pantalla de

comprobación de nivel, puesto que la señal de estimulación será la misma que

ya hemos configurado para obtener la señal de compensación.

Figura 3.16. Selección y visualización del nivel de salida


31

Antes de oír la señal de prueba se aconseja bajar los niveles para no correr el

riesgo de que la señal se reproduzca con demasiada intensidad y pueda dañar

los oídos y el equipo. Una vez nos aseguremos que el nivel es el adecuado, se

recomienda ir elevándolo hasta que la curva tenga algunas muestras amarillas,

pero nunca rojas, puesto que es el nivel de recorte y la señal se distorsionará.

El último paso será configurar la pantalla de toma de mediciones. Para

compensar en cierta medida el posible ruido ambiental y obtener unos

resultados más exactos, vamos a realizar un proceso de promediado que hará

que la relación señal a ruido mejore en 3 dB con cada medida adicional. Para

ello le indicamos al programa que utilice 3 señales (“Averages”) para calcular

cada medida. También utilizaremos 1 señal como preestimulación (“Presends”),

puesto que para realizar las mediciones de ruido correctamente la sala ha de

estar preestimulada.

Los campos de la ventana de comienzo de la medición, incluido el check de la

medida de compensación de hardware, han de quedar de esta manera:

Figura 3.17. Configuración para comenzar la realización de mediciones con promediado,

preestimulación y señal de referencia de hardware

Una vez realizada la medida la guardamos y repetimos el proceso las veces

necesarias, sin necesidad de configurar los parámetros de nuevo.


32

3.2.4. Correcciones para sala vacía

Como ya se ha comentado, las mediciones se han realizado sin alumnos en el

aula, pero para analizar correctamente los datos obtenidos y compararlos con

los valores recomendados se necesitan los valores correspondientes al recinto

en las mismas condiciones en las que estará durante su uso habitual, es decir,

ocupado.

El grado de absorción del público es muy importante en todos los casos, por lo

que no podemos despreciar su efecto, y la mayoría de los autores tienen en

cuenta esta absorción a la hora de calcular los valores óptimos de los distintos

parámetros.

Así, ante la imposibilidad de realizar las mediciones con el aula ocupada, a los

resultados obtenidos se le aplicará un método de corrección matemático que

simulará la ocupación del recinto en la medida en que se elija, puesto que el

cálculo tiene en cuenta el número de asientos ocupados.

Dicho método, desarrollado por H. Arau [9][10][11][12][13], se basa en la

variación entre los coeficientes de absorción (Δα) de un asiento lleno y otro

vacío, por lo que lo primero que hay que averiguar es el coeficiente de

absorción en ambos casos.

Los asientos que se pueden encontrar en el aula son de madera y metal, con

filas de mesas entre cada fila de asientos. Por tanto, se ha buscado unos

coeficientes que coincidan lo máximo posible con las características buscadas.

De entre todos los evaluados, los más adecuados han sido los obtenidos de

una tabla proporcionada por la empresa Áurea Acústica [14].

125 Hz 250 Hz 500 Hz 1 kHz 2 kHz 4 kHz

Pupitre y silla con alumno 0,24 0,32 0,39 0,41 0,43 0,45

Pupitre de madera 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04

∆α 0,20 0,28 0,35 0,37 0,39 0,41

Tabla 3.1. Coeficientes de absorción de pupitres de madera ocupados y vacíos y su variación

(Fuente: Áurea Acústica)

El método parte del cálculo del TR correspondiente a la sala ocupada


33

𝑇𝑅𝑜𝑐𝑢𝑝𝑎𝑑𝑎 = 𝑇𝑅𝑣𝑎𝑐 í𝑎 1 + 4.30 × ∆𝛼 × 𝑁 × 𝑇𝑅𝑣𝑎𝑐 í𝑎

𝑉 −1

(3.1)

donde 𝑁 es el número de asientos, 𝑉 el volumen del recinto y ∆𝛼 la variación

del coeficiente de absorción en la frecuencia en la que se calcule. Esta fórmula

se deduce a partir de la fórmula de Sabine y de los estudios de Beranek [15], y

en ella se supone un área de audiencia de 0,697m2 por silla.

En nuestro caso, N será 64, puesto que son los asientos que van a estar

ocupados durante los exámenes, V será 402 m3, y la variación en cada banda

de frecuencia será la indicada en la Tabla 3.1.

Partiendo de la fórmula para el TR, se enuncian a continuación las del resto de

parámetros.

𝐸𝐷𝑇𝑜𝑐𝑢𝑝𝑎𝑑𝑎 = 𝐸𝐷𝑇𝑣𝑎𝑐 í𝑎 𝑇𝑅𝑜𝑐𝑢𝑝𝑎𝑑𝑎

𝑇𝑅𝑣𝑎𝑐 í𝑎 (3.2)

𝐶50,𝑜𝑐𝑢𝑝𝑎𝑑𝑎 = 𝐶50,𝑣𝑎𝑐 í𝑎 + 13 log 𝑇𝑅𝑣𝑎𝑐 í𝑎

𝑇𝑅𝑜𝑐𝑢𝑝𝑎𝑑𝑎 (3.3)

𝐷𝑜𝑐𝑢𝑝𝑎𝑑𝑎 = 𝐷𝑣𝑎𝑐 í𝑎 𝑇𝑅𝑣𝑎𝑐 í𝑎


𝐺𝑜𝑐𝑢𝑝𝑎𝑑𝑎 = 𝐺 − 16 log 𝑇𝑅𝑣𝑎𝑐 í𝑎


𝑆𝑇𝐼𝑜𝑐𝑢𝑝𝑎𝑑𝑎 = 𝑆𝑇𝐼𝑣𝑎𝑐 í𝑎 𝑇𝑅𝑚𝑖𝑑 ,𝑣𝑎𝑐 í𝑎

𝑇𝑅𝑚𝑖𝑑 ,𝑜𝑐𝑢𝑝𝑎𝑑𝑎 (3.6)

%𝐴𝐿𝐶𝑜𝑛𝑠𝑜𝑐𝑢𝑝𝑎𝑑𝑎 = 101− 𝑆𝑇𝐼𝑜𝑐𝑢𝑝𝑎𝑑𝑎

0,46 [16] (3.7)


34

3.3. Evaluación de los resultados obtenidos

En este apartado se recogerán los principales resultados obtenidos a partir de

las medidas realizadas con las tres fuentes de sonidos descritas en el apartado

3.2.1. En todos los casos se indicará si los valores corresponden a la medición

con el aula vacía o a la corrección para el aula ocupada. La totalidad de los

valores se pueden encontrar en el Apéndice C.

3.3.1. Datos obtenidos con la fuente omnidireccional

Tiempo de reverberación (TR)

En la siguiente tabla se muestra el TR del aula ocupada en diferentes puntos.

125 Hz 250 Hz 500 Hz 1 kHz 2 kHz 4 kHz TRmid

M2 1,42 1,28 1,32 1,32 1,32 1,15 1,32

M3 1,31 1,20 1,36 1,33 1,29 1,13 1,34

M4 1,08 1,32 1,36 1,34 1,32 1,11 1,35

M5 1,22 1,16 1,36 1,33 1,32 1,12 1,34

M6 1,28 1,24 1,32 1,32 1,32 1,13 1,32

M7 1,35 1,28 1,34 1,34 1,31 1,12 1,34

M8 1,19 1,24 1,33 1,32 1,30 1,13 1,32

M9 1,33 1,25 1,29 1,38 1,33 1,14 1,33

M1' 1,27 1,24 1,31 1,35 1,35 1,14 1,33

M2' 1,22 1,19 1,33 1,37 1,34 1,13 1,35

M4' 1,16 1,28 1,37 1,35 1,34 1,16 1,36

M5' 1,32 1,32 1,33 1,38 1,35 1,14 1,36

M6' 1,26 1,30 1,30 1,38 1,32 1,13 1,34

M7' 1,17 1,28 1,32 1,34 1,35 1,14 1,33

M8' 1,17 1,21 1,34 1,34 1,34 1,14 1,34

M9' 1,27 1,29 1,34 1,34 1,31 1,12 1,34

Media 1,25 1,26 1,33 1,34 1,32 1,13 1,34

Tabla 3.2. Tiempo de reverberación en segundos de todos los puntos de medida (ocupada)

Como se puede comprobar en la Tabla 3.2. Tiempo de reverberación en

segundos de todos los puntos de medida (ocupada), el tiempo de

reverberación es bastante alto, incluso con la simulación de la absorción de los

alumnos. Para el aula ocupada tenemos un TRmid = 1,34 s, mientras que en la

vacía TRmid = 2 s. En ningún caso cumple con el objetivo 0,6 s ≤ TRmid ≤ 0,9 s.


35

Figura 3.18. Valores medios de TR en el aula vacía y en la ocupada

En la Figura 3.18 se puede observar que el TR cae a partir de los 4 kHz debido

a la mayor absorción que ejerce el aire y otros materiales en las frecuencias

más altas. Este recinto también presenta una mayor absorción en las

frecuencias bajas que en las medias.

Si analizamos las curvas de los diferentes puntos de media observamos que no

existe una desviación excesiva en ninguna zona del aula.

Figura 3.19. Curvas del TR (ocupada) en distintos puntos de medida

Frecuencia 125 Hz 250 Hz 500 Hz 1 kHz 2 kHz 4 kHz

Desviación 6,81% 3,89% 1,74% 1,82% 1,52% 0,93%

Tabla 3.3. Desviación promediada del TR (ocupada)

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50


TR (

s)

Frecuencia

Aula vacía

Aula ocupada

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

1,60


TR (

s)

Frecuencia

M2M3M4M5M6M7M8M9M1'M2'M4'M5'M6'M7'M8'M9'Media


36

Figura 3.20. Desviación estándar de TR (ocupada)

La desviación más pronunciada se produce en las bajas frecuencias, pero

sigue siendo pequeña, por lo que el TR es bastante homogéneo en todos los

puntos, pero demasiado alto para el tipo de recinto que se está analizando.

El TR también es constante independientemente de la distancia a la fuente

sonora, habiendo muy poca diferencia entre el TRmid de los distintos puntos:

Figura 3.21. Valores de TRmid (ocupada) en función de la distancia a la fuente sonora

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

1,60


TR (

s)

Frecuencia

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

1,60

0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00

TR m

id (

s)

Distancia (m)


37

EDT

Los valores obtenidos del EDT para el aula ocupada son los siguientes.

125 Hz 250 Hz 500 Hz 1 kHz 2 kHz 4 kHz EDTmid

M2 0,72 1,03 1,32 1,21 1,26 1,01 1,26

M3 1,07 1,12 1,19 1,33 1,34 1,02 1,26

M4 1,54 1,08 1,20 1,24 1,30 1,11 1,22

M5 1,05 1,18 1,30 1,47 1,38 1,15 1,38

M6 0,75 1,11 1,24 1,33 1,37 1,11 1,29

M7 1,04 1,09 1,34 1,35 1,31 1,09 1,34

M8 1,19 0,99 1,21 1,34 1,30 1,14 1,28

M9 1,09 1,22 1,44 1,33 1,29 1,17 1,38

M1' 1,09 1,21 1,28 1,33 1,28 1,09 1,30

M2' 1,11 1,29 1,34 1,26 1,29 1,08 1,30

M4' 1,04 1,29 1,30 1,37 1,31 1,07 1,34

M5' 0,88 1,23 1,33 1,31 1,36 1,07 1,32

M6' 1,26 1,30 1,30 1,32 1,35 1,14 1,31

M7' 1,18 1,33 1,42 1,35 1,28 1,11 1,38

M8' 1,08 1,33 1,18 1,33 1,36 1,14 1,26

M9' 1,02 1,29 1,24 1,33 1,29 1,10 1,28

Media 1,07 1,19 1,29 1,32 1,32 1,10 1,31

Tabla 3.4. EDT en segundos en los diferentes puntos de medida (ocupada)

En este caso el valor de EDTmid es 1,31 s, por lo que sí cumple la condición

requerida de EDTmid ≈ TRmid.

Comparamos la media de los valores medidos en el aula vacía y la de los

valores calculados con la corrección para el recinto ocupado.

Figura 3.22. EDT medio en el aula vacía y en la ocupada

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50


EDT

(s)

Frecuencia

Aula vacía

Aula ocupada


38

Vemos que de nuevo se produce una reducción de los valores medios al

introducir la absorción correspondiente a la presencia de personas, y que los

resultados obtenidos son muy similares a los del TR, por lo que la difusión del

sonido en el aula es uniforme. No obstante, en todos los casos el EDT es

menor que el TR, por lo que la sensación de reverberación es ligeramente

menor a la que realmente muestran los valores objetivos.

Figura 3.23. Valores medios de TR y EDT (ocupada)

La desviación de los valores de las diferentes medidas es un poco mayor que

en el caso del TR, aunque no son excesivamente elevados.

Frecuencia 125 Hz 250 Hz 500 Hz 1 kHz 2 kHz 4 kHz

Desviación 12,26% 9,48% 5,85% 3,63% 3,37% 3,31%

Tabla 3.5. Porcentaje de desviación promedia de los valores de EDT en cada medida

Figura 3.24. Desviación estándar de EDT para cada banda de frecuencia

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

1,60


TR, E

DT

(s)

Frecuencia

TR medio

EDT medio

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

1,60


EDT

(s)

Frecuencia


39

Por otra parte, la independencia del valor de EDT con respecto a la distancia a

la fuente sonora es de nuevo aceptable.

Figura 3.25. Valores de EDTmid (ocupada) en función de la distancia a la fuente sonora

Claridad de la voz (C50)

Los valores de C50 más relevantes son los siguientes.

500 Hz 1 kHz 2 kHz 4 kHz C50 “sp”

M2 3,26 0,50 0,16 1,89 1,14

M3 -0,17 0,62 -0,11 1,75 0,53

M4 -0,78 -1,37 -1,15 -0,39 -0,96

M5 -1,88 -1,38 -3,25 -1,47 -2,13

M6 -3,55 -2,30 -1,64 -0,65 -1,85

M7 -0,41 -2,37 -2,87 -1,87 -2,13

M8 -1,43 -0,50 -1,48 1,36 -0,52

M9 -3,21 -3,57 -2,91 -1,33 -2,73

M1' 0,24 0,66 0,43 1,17 0,65

M2' -1,12 -0,29 -1,70 0,46 -0,72

M4' -1,05 -1,54 -1,69 -0,17 -1,18

M5' -3,22 -1,66 -1,69 -0,72 -1,67

M6' -2,00 -2,26 -2,85 -1,85 -2,33

M7' -3,65 -1,76 -1,58 -1,93 -2,02

M8' -3,61 -2,56 -1,60 -0,82 -1,95

M9' -2,11 -2,36 -1,26 -0,46 -1,46

Media -1,54 -1,38 -1,58 -0,31 -1,21

Tabla 3.6. Claridad de la voz (dB) en los puntos de medida con el aula ocupada

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

1,60

0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00

EDT

mid

(s)

Distancia (m)


40

En este caso se han seleccionado las bandas de frecuencia con más

importancia en la determinación de la inteligibilidad de la palabra, que son las

que se utilizan a su vez en el cálculo del valor único de C50 según se indica en

la Fórmula 2.2.

La media de este valor ponderado para todas las medidas y el aula ocupada es

C50 “speech average” = -1,21 dB (en aula vacía es -3,53 dB), siendo el valor

recomendado de 2 dB, por lo que no cumple con los requisitos de claridad de la

voz para este tipo de recintos.

Los valores medios medidos en el aula vacía son efectivamente más bajos.

Figura 3.26. Valores medios de C50 para cada banda de frecuencia en el aula vacía y ocupada

Se observa cómo el peor valor en ambos casos lo encontramos en 2 kHz, que

es la banda de frecuencia con mayor aporte a la inteligibilidad de la palabra, y,

por tanto, al cálculo del valor medio ponderado de este parámetro. La

frecuencia con mayor claridad es 4 kHz.

Esta medida nos muestra de forma especialmente evidente la pobreza de este

recinto en cuanto al grado de comprensión de los mensajes orales que se

emiten en él.

La desviación de los valores con respecto a la media del aula es

perceptiblemente mayor que en los parámetros anteriores.

-4,50

-4,00

-3,50

-3,00

-2,50

-2,00

-1,50

-1,00

-0,50

0,00

250 Hz 500 Hz 1 kHz 2 kHz 4 kHz

Cla

rid

ad d

e la

vo

z C

50

(dB

)

Frecuencia

Aula vacía

Aula ocupada


41

Figura 3.27. Desviación estándar de los valores de C50 (ocupada) en cada punto de medida

La diferencia entre los valores de los distintos puntos de medida indica que el

nivel de las primeras reflexiones varía considerablemente dependiendo de la

situación en la que nos encontremos, aumentando el valor según aumente la

concentración de dichas componentes.

Esta diferencia también se refleja en la variación de los valores en función de la

distancia a la fuente sonora, tal y como se muestra en la siguiente figura.

Figura 3.28. C50 “speech average” (ocupada) en función de la distancia

Se observa que la claridad de la voz va disminuyendo a medida que nos

alejamos de la fuente, siendo mayor a 0 dB en algunos casos, pero nunca llega

al valor requerido de 2 dB.

-4,00

-3,00

-2,00

-1,00

0,00

1,00

2,00


Cla

rid

ad d

e la

vo

z C

50

(dB

)

Frecuencia

-3,00

-2,50

-2,00

-1,50

-1,00

-0,50

0,00

0,50

1,00

1,50

0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00

C5

0"s

pee

ch a

vera

ge"

(d

B)

Distancia (m)

C50 "speech average" Lineal (C50 "speech average" )


42

Definición

Estos son los valores de D tras la corrección para aula ocupada.


M2 0,36 0,62 0,82 0,60 0,57 0,71

M3 0,52 0,70 0,55 0,60 0,55 0,70

M4 0,51 0,67 0,50 0,45 0,47 0,52

M5 0,33 0,45 0,41 0,45 0,33 0,44

M6 0,51 0,64 0,31 0,39 0,43 0,50

M7 0,54 0,30 0,52 0,38 0,35 0,41

M8 0,41 0,56 0,45 0,51 0,45 0,66

M9 0,39 0,57 0,33 0,31 0,34 0,45

M1' 0,35 0,68 0,57 0,61 0,60 0,65

M2' 0,51 0,36 0,47 0,54 0,43 0,59

M4' 0,39 0,51 0,47 0,44 0,43 0,54

M5' 0,32 0,25 0,33 0,43 0,43 0,50

M6' 0,32 0,49 0,41 0,39 0,35 0,41

M7' 0,54 0,40 0,31 0,43 0,44 0,41

M8' 0,18 0,21 0,31 0,37 0,44 0,49

M9' 0,12 0,27 0,40 0,38 0,46 0,52

Media 0,39 0,48 0,45 0,46 0,44 0,53

Tabla 3.7. Valores de D (ocupada) para cada banda de frecuencia en cada punto de medida

Observando las medias obtenidas se puede comprobar que solamente se

supera el valor 0,5 requerido en los 4 kHz, que coincide con la frecuencia con

mayor valor también en la claridad.

Figura 3.29. Valores medios de D en el aula vacía y en la ocupada

Se comprueba nuevamente cómo al añadir la absorción de los alumnos la

inteligibilidad aumenta, aunque los valores no son satisfactorios.

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

125 Hz250 Hz500 Hz 1 kHz 2 kHz 4 kHz

De

fin

ició

n (

D)

Frecuencia

Aula vacía

Aula ocupada


43

También existe en este caso una desviación más pronunciada de los valores

en cada punto de medida con respecto al valor medio, sobre todo en bajas

frecuencias.

Figura 3.30. Desviación estándar de las distintas medidas de D (ocupada)

Esto significa que la cantidad de sonido útil (sonido directo y primeras

reflexiones) y, por tanto, la inteligibilidad, depende en gran medida de donde

esté situado el oyente.

%ALCons y STI

En esta tabla se recogen los valores de los parámetros de evaluación de la

inteligibilidad en los diferentes puntos de medida.

Medida %ALCons STI

M2 2,550 0,813 M3 2,823 0,793 M4 3,575 0,745 M5 4,503 0,699 M6 3,653 0,741 M7 3,829 0,732 M8 3,200 0,768 M9 4,537 0,698 M1' 3,130 0,772 M2' 3,697 0,739 M4' 3,929 0,727 M5' 4,288 0,709 M6' 4,410 0,704 M7' 4,297 0,709 M8' 4,400 0,704 M9' 4,083 0,719

Media 3,806 0,735

Tabla 3.8. Valores de %ALCons y STI (ocupada)

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70


De

fin

ició

n (

D)

Frecuencia


44

Aunque los valores medidos en la sala vacía son muy deficientes, al introducir

la absorción de los alumnos los parámetros mejoran.

%ALCons STI

Aula vacía 11,91 0,49

Aula ocupada 3,80 0,73

Tabla 3.9. Valores medios de los parámetros de inteligibilidad

Para cumplir con las recomendaciones, los valores han de ser STI mayor de

0,65 y %ALCons menor del 5 %, por lo que en este caso sí que se obtiene un

resultado adecuado para todos los puntos de medida.

Los valores de STI en las diferentes medidas son los siguientes.

Figura 3.31. Valores de STI (ocupada) en función de la distancia a la fuente sonora

Se comprueba que conforme nos alejamos de la fuente la inteligibilidad

disminuye, aunque nunca es inferior a 0,69.

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00

STI

Distancia (m)


45

Sonoridad (G)

A continuación se muestran los valores de la sonoridad en las frecuencias

implicadas en el cálculo de Gmid.

500 Hz 1 kHz Gmid

M2 17,95 14,87 16,41

M3 16,85 14,05 15,45

M4 16,47 13,73 15,10

M5 16,07 13,05 14,56

M6 16,06 13,67 14,87

M7 15,80 12,83 14,31

M8 16,53 13,57 15,05

M9 14,93 12,41 13,67

M1' 16,87 14,09 15,48

M2' 15,72 13,53 14,63

M4' 15,63 13,29 14,46

M5' 15,42 12,80 14,11

M6' 16,31 12,90 14,61

M7' 14,96 13,01 13,99

M8' 15,80 12,81 14,31

M9' 15,10 13,01 14,06

Media 16,03 13,35 14,69

Tabla 3.10. Valores en dB de la Sonoridad G (ocupada)

Este parámetro determina el nivel de amplificación que tiene el sonido en el

recinto, y puesto que el valor medio de Gmid (14,69 dB) es mayor de 0 dB , la

sonoridad es buena, al igual que con el aula vacía (17,48 dB).

En la siguiente figura vemos cómo se comporta este parámetro en función de la

distancia a la fuente sonora.

Figura 3.32. Valores de G (ocupada) en función de la distancia a la fuente sonora

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

16,00

18,00

0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00

Gm

id (

dB

)

Distancia (m)


46

Hay una ligera variación en el nivel de amplificación percibido según la posición

del oyente, pero no es muy elevada, por lo que la sonoridad del recinto es

bastante homogénea.

Por último, se ha de señalar que para la obtención de esta medida es

necesario introducir en el proceso realizado por EASERA una señal de refencia

en campo abierto según indica la norma ISO-3382 [2]. La obtención de esta

señal se explica con más detalle en el Apéndice A.

Eco

El último parámetro a analizar la existencia de eco en las distintas medidas.

Figura 3.33. Ecograma de todas las medidas realizadas en el aula vacía

Se puede comprobar a simple vista que ningún valor supera el límite EClimit=1

marcado por el criterio de ecos para recintos destinados al uso de la palabra,

por lo que no existen problemas de ecos.


47

Resumen de los valores obtenidos

En esta tabla se recogen todos los valores evaluados hasta el momento para

caracterizar acústicamente el aula utilizando la fuente omnidireccional

reglamentaria.

Parámetro Valores Vacía Valores Ocupada Criterio Cumple

TRmid 2,00 s 1,34 s 0,6 ≤ TRmid ≤ 0,9 No

EDTmid 1,95 s 1,31 s EDTmid ≈ TRmid Sí

C50 “speech average” -3,53 dB -1,21 dB >2 dB No

D 0,29 ≤ D ≤ 0,36 0,39 ≤ D ≤ 0,53 >0,5 (todas las

bandas) No

STI 0,49 0,74 >0,65 Sí

(ocupada)

%ALCons 11,91 3,81 < 5 % Sí

(ocupada)

Gmid 17,48 dB 14,69 dB >0 dB Sí

EC <1 (en todos los

puntos) <1 (en todos los

puntos) <1 (en todos los

puntos) Sí

Tabla 3.11. Resumen de los valores obtenidos con la fuente omnidireccional en el aula vacía y en

la ocupada, y valores recomendados para cada uno de los parámetros

Como hemos visto, los parámetros para medir la inteligibilidad cumplen el

criterio establecido una vez se les aplica la corrección para aula ocupada. Aun

así, ni el tiempo de reverberación, ni la claridad ni la definición son aceptables

para un recinto destinado al uso de la palabra, por lo que, tras el proceso de

reproducción del modelo en EASE se llevará a cabo una propuesta de mejora

de estos valores y la simulación de la misma.


48

3.3.2. Datos obtenidos con el sistema de megafonía

Como ya se ha mencionado, ante la posibilidad de utilizar el sistema de

megafonía (en este caso solamente el canal izquierdo puesto que la señal de

medida no es estéreo) instalado en algunas de las aulas, se ha querido realizar

una serie de medidas para complementar el análisis del recinto.

Los puntos de medida en este caso fueron los indicados en la figura.

Tabla 3.12. Posición de las medidas realizadas con el sistema de megafonía


El TRmid con el aula vacía es de 2,00 s, y el TRmid tras los cálculos para simular

la ocupación es de 1,34 s, por lo que coincide exactamente con los obtenidos

mediante las medidas realizadas con la fuente omnidireccional.

A continuación se exponen las figuras con los resultados más representativos.


0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50


TR (

s)

Frecuencia

Aula vacía

Aula ocupada


49

a)

b)

Figura 3.35. a) TR (ocupada) en distintos puntos de medida b) Valores de TRmid (ocupada) en

función de la distancia a la fuente sonora

Observamos que la variación del TR en los distintos puntos de medida es

mínima, ya que este valor ha de ser una característica constante de cualquier

recinto, independientemente de la situación del oyente.

También se pone de manifiesto la independencia del tiempo de reverberación

con respecto a la fuente de sonido utilizada, puesto que son las características

arquitectónicas y absorbentes las que determinan su valor.

EDT

El EDTmid con el aula vacía es de 1,96 s, y el EDTmid de la ocupada es 1,31 s,

por lo que son equivalentes también a los de la fuente omnidireccional.

Figura 3.36. EDT medio con el aula vacía y el aula ocupada

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50


EDT

(s)

Frecuencia

Aula vacía

Aula ocupada


50

a)

b)

Figura 3.37. a) Valores de EDTmid (ocupada) en función de la distancia a la fuente sonora b) Valores

medios de TR y EDT (ocupada)

Vemos que la sensación de reverberación también es bastante homogénea y

coincide con el tiempo real, y que la independencia del valor de EDT con

respecto a la distancia a la fuente sonora es aceptable.


El C50 “speech average” del aula ocupada es de -0,63dB, y el del aula vacía es

-2,89 dB, por lo que en este caso el sistema de megafonía mejora el grado de

separación entre los diferentes sonidos del mensaje oral con respecto a la

fuente omnidireccional, cuya claridad para aula ocupada era de -1,21 dB.


-5,00

-4,00

-3,00

-2,00

-1,00

0,00

1,00

2,00


C5

0 (

dB

)

Frecuencia

Aula vacía

Aula ocupada


51

a)

b)

Figura 3.39. a) Desviación estándar de los valores de C50 (ocupada) en cada punto de medida

b) C50 “speech average” (ocupada) en función de la distancia

La frecuencia con peor valor en esta ocasión es 500 Hz, frecuencia no tan

importante para la inteligibilidad de la palabra, y de nuevo la de mayor valor es

4 kHz, aunque en ningún caso se llega al valor óptimo de 2 dB.

La dependencia con la distancia a la fuente sonora sigue siendo elevada.

Definición

Los valores medios de las medidas para cada banda de frecuencia se

encuentran en unos márgenes muy similares a los obtenidos con la fuente

omnidireccional, si bien son algo más elevados.

D (media) 125 Hz 250 Hz 500 Hz 1 kHz 2 kHz 4 kHz

Aula vacía 0,26 0,37 0,29 0,30 0,33 0,44

Aula ocupada 0,31 0,48 0,42 0,44 0,51 0,64

Tabla 3.13. Valores medios de D (ocupada) para cada banda de frecuencia

En las siguientes figuras se vuelve a ver cómo hay una desviación considerable

de los valores en función de la distancia, y que la mayoría de los valores no

llegan al recomendado (0,5).


52

a)

b)

Figura 3.40. a) Valores medios de D en el aula vacía y en la ocupada b) Desviación estándar de las

distintas medidas de D (ocupada)

%ALCons y STI

Estos parámetros también resultan beneficiados por el sistema de megafonía, y

por lo tanto siguen cumpliendo los requisitos recomendados.

%ALCons STI





La inteligibilidad es buena, aunque sigue disminuyendo ligeramente en función

de la distancia a la fuente.

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00

STI

Distancia (m)


53


Recogemos todos los valores evaluados para caracterizar acústicamente el

aula utilizando el sistema de megafonía.


TRmid 2,00 s 1,34 s 0,6 ≤ TRmid ≤ 0,9 No


C50 “speech average” -2,89 dB -0,63 dB >2 dB No

D 0,26 ≤ D ≤ 0,44 0,31 ≤ D ≤ 0,64 >0,5 (todas las

bandas) No

STI 0,52 0,78 >0,65 Sí

(ocupada)

%ALCons 10,20 3,09 < 5 % Sí

(ocupada)

Tabla 3.15. Resumen de los valores obtenidos con el sistema de megafonía en el aula vacía y en la

ocupada, y valores recomendados para cada uno de los parámetros

Se puede comprobar que, aunque la utilización del sistema de megafonía

mejora ligeramente los parámetros de inteligibilidad, sigue sin ser suficiente

para garantizar la correcta audición de la palabra en el recinto.

Para estas medidas no se han calculado los valores de la sonoridad ni el eco,

puesto que esos parámetros cumplían ampliamente las recomendaciones en el

caso de la fuente omnidireccional.


54

3.3.3. Datos obtenidos con la microcadena

Procedemos ahora a evaluar los resultados obtenidos al realizar las mediciones

con uno de los altavoces de la microcadena que se utiliza en los exámenes.

Los puntos de medidas son los mismos que en el caso anterior.

Figura 3.42. Situación de los puntos de medida realizados con la microcadena como fuente


El TRmid del aula vacía es 1,94 s, y el TRmid acupada es 1.31 s, valores

ligeramente más bajos que en el resto de las medidas.

Se exponen las figuras con los resultados más representativos.


0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50


TR (

s)

Frecuencia

Aula vacía

Aula ocupada


55

a)

b)

Figura 3.44. a) TR (ocupada) en distintos puntos de medida b) Valores de TRmid (ocupada) en

función de la distancia a la fuente sonora

Los valores de las distintas medidas muestran que no hay una excesiva

variación de la reverberación en función de la posición dentro del recinto.

EDT

El EDTmid del aula vacía es 1,85 s, y el EDTmid de la ocupada es 1,25 s, valores

aproximados al tiempo de reverberación.

Tras la corrección para el aula ocupada, la curva de la reverberación percibida

en las medias frecuencias se atenúa tal y como se ve en la siguiente figura.

Figura 3.45. EDT medio con el aula vacía y el aula ocupada

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

1,60

1,80

2,00


EDT

(s)

Frecuencia

Aula vacía

Aula ocupada


56

a)

b)

Figura 3.46. s) Valores de EDTmid (ocupada) en función de la distancia a la fuente sonora b) Valores

medios de TR y EDT (ocupada)

En este caso, el valor de EDT varía con la distancia en un margen

considerablemente más amplio.


El C50 “speech average” del aula vacía es -10,05 dB, mientras que el del aula

ocupada es -7,81dB. Estos valores, muchos más bajos que en las otras

medidas, indican que esta fuente de sonido empeora notablemente la claridad

del mensaje oral, si bien es cierto que no es la fuente adecuada para

determinar este parámetro en asociación al recinto.


Los valores medios de C50 son muy dispares, llegando casi a los 2 dB

requeridos en el caso de los 4 kHz y pasando a -16,6 dB en los 500 Hz.

-20,00

-15,00

-10,00

-5,00

0,00

5,00


Cla

rid

ad d

e la

vo

z C

50

(dB

)

Frecuencia

Aula vacía

Aula ocupada


57

a)

b)

Figura 3.48. a) Desviación estándar de los valores de C50 (ocupada) en cada punto de medida

b) C50 “speech average” (ocupada) en función de la distancia

Los valores de las diferentes medidas varían mucho entre ellos en función de la

distancia y la frecuencia que se esté analizando.

Por todo ello, en esta ocasión este parámetro no es estrictamente

representativo de la claridad del aula.

Definición

Los valores medios de las medidas para cada banda de frecuencia se

encuentran en unos márgenes muy similares a los obtenidos con la fuente

omnidireccional y la megafonía, aunque en general son más bajos.

D (media) 125 Hz 250 Hz 500 Hz 1 kHz 2 kHz 4 kHz

Aula vacía 0,20 0,27 0,16 0,15 0,29 0,50

Aula ocupada 0,24 0,35 0,23 0,23 0,45 0,71

Tabla 3.16. Valores medios de D (ocupada) para cada banda de frecuencia

En las siguientes figuras se muestra que también hay una desviación

considerable de los valores en función de la distancia y la frecuencia,

sobrepasando el valor de 0,5 recomendado solamente en el caso de los 4 kHz.


58

a)

b)

Figura 3.49. a) Valores medios de D en el aula vacía y en la ocupada b) Desviación estándar de las

distintas medidas de D (ocupada)

%ALCons y STI

Aunque la claridad empeora, estos parámetros siguen cumpliendo con los

límites establecidos para una buena inteligibilidad, pero siguen dependiendo de

la distancia a la fuente de sonido.

%ALCons STI





0,70

0,71

0,72

0,73

0,74

0,75

0,76

0 2 4 6 8 10 12

STI

Distancia


59


Recogemos todos los valores evaluados para caracterizar acústicamente el

aula utilizando la microcadena.


TRmid 1,94 s 1,31 s 0,6 ≤ TRmid ≤ 0,9 No


C50 “speech average” -10,05dB -7,81 dB >2 dB No

D 0,15 ≤ D ≤ 0,50 0,23 ≤ D ≤ 0,71 >0,5 (todas las

bandas) No

STI 0,50 0,73 >0,65 Sí

(ocupada)

%ALCons 11,45 3,73 < 5 % Sí

(ocupada)

Tabla 3.18. Resumen de los valores obtenidos con la microcadena en el aula vacía y en la ocupada,

y valores recomendados para cada uno de los parámetros

Excepto la claridad y la definición, todos los parámetros se mantienen en unos

valores similares a los de las medidas con el resto de fuentes de sonido, por lo

se puede concluir que las características del recinto están definidas de forma

correcta.

Por último, en la siguiente tabla se muestra una comparación de los valores

obtenidos con cada fuente para el aula ocupada.

Parámetro Fuente Omn. Megafonía Microcadena

TRmid 1,34 s 1,34 s 1,31 s

EDTmid 1,31 s 1,31 s 1,25 s

C50 “speech average” -1,21 dB -0,63 dB -7,81 dB

D 0,39 ≤ D ≤ 0,53 0,31 ≤ D ≤ 0,64 0,23 ≤ D ≤ 0,71

STI 0,74 0,78 0,73

%ALCons 3,81 3,09 3,73

Tabla 3.19. Comparación de los valores obtenidos con cada una de las fuentes (ocupada)

60

Capítulo 4. Modelado del recinto

Tras el análisis de la acústica del recinto y la detección de los problemas

principales, procederemos a la construcción del modelo tridimensional con la

ayuda del programa EASE (v 4.3.8.69). Una vez finalizado el modelo, se

reproducirán las condiciones actuales del recinto para poder simular de forma

más aproximada los efectos de las posibles mejoras.

4.1. Creación del modelo arquitectónico con EASE

En este apartado se describirá de forma breve el proceso de modelado del

recintos con este programa, pudiéndose conocer con más detalle dicho

proceso en el manual de usuario del software [17].

A continuación se muestra el modelo del aula finalizado.

Figura 4.1. Modelo del aula construido en EASE


61

Para la construcción en EASE se llevaron a cabo todas las medidas necesarias

en el aula con un medidor láser, y se tuvieron en cuenta los materiales de las

superficies principales.

El programa da la posibilidad de asignar a cada superficie un material con un

coeficiente de absorción determinado, que junto a las características

arquitectónicas, es el factor que va a determinar el tiempo de reverberación del

recinto. Estos materiales pueden ser elegidos de entre los disponibles en la

colección proporcionada por el programa o creados por el usuario a partir de

sus coeficientes de absorción.

En este caso, se han utilizado ambas opciones para la creación de las

principales superficies del aula.

Figura 4.2. Vistas arquitectónica del modelo con los materiales diferenciados por colores

Los materiales asignados son los siguientes:

Techo: Falso techo de yeso con plénum (“Gypsum board 12.5mm on

65cm air”)

Suelo: Terrazo (“Terrazzo”)

Pared (zona superior): Ladrillo (“Brick, unglazed, painted”)

Zócalo: Azulejo (“Glazed Tile”)

Ventanas: Cristal (“Glass, window, single strength”)

Puerta: Puerta de madera (“Door, Hollow Core, Wood”)

Viga: Hormigón (“Concrete, smooth finish”)

Tarima: Contrachapado (“3/8"plywood, 0.375 inches thick”)

Pizarra: Pizarra

Pupitres: Sillas de madera vacías (“Chair, Empty, Wooden or metal”)


62


Yeso con plénum 0,05 0,05 0,05 0,03 0,02 0,02

Terrazo 0,01 0,01 0,01 0,02 0,02 0,02

Ladrillo pintado 0,01 0,01 0,02 0,02 0,02 0,03

Azulejo 0,01 0,01 0,01 0,01 0,02 0,02

Cristal 0,35 0,25 0,18 0,12 0,07 0,09

Puerta de madera 0,15 0,10 0,06 0,08 0,10 0,05

Hormigón 0,01 0,01 0,02 0,02 0,02 0,05

Contrachapado 0,28 0,22 0,17 0,09 0,10 0,11

Pizarra* 0,15 0,15 0,11 0,03 0,05 0,03

Sillas de madera vacías 0,15 0,19 0,22 0,39 0,38 0,30

Tabla 4.1. Coeficientes de absorción de los materiales utilizados en el modelo (Fuentes: *Miller

Acoustics Lab [20], EASE)

En esta primera fase del diseño se ha utilizado un material para simular

asientos vacíos en las dos superficies designadas como áreas de audiencia, ya

que el modelo va a reproducir las condiciones en las que se obtuvieron las

medidas. Así, el TR perseguido es el del aula vacía, es decir, 2,00 segundos.

4.2. Características acústicas del modelo y ajuste

Con los materiales indicados se obtiene un TRmid=2,045 s, y aunque es un

valor muy aproximado, no se va a considerar el modelo como válido, puesto

que la diferencia entre los valores medidos y los reales en cada banda de

frecuencia es muy elevada y esto puede afectar al resto de parámetros.

Figura 4.3. TR obtenido con el modelo (aula vacía, sin ajustar)


63

Figura 4.4. Comparación entre el TR medido y el TR del modelo sin ajustar

La forma más efectiva de solucionar esta diferencia es cambiar el material de la

superficie con mayor extensión del modelo, en este caso, el techo. Para facilitar

la tarea de búsqueda del material más adecuado, EASE proporciona una

herramienta llamada “Optimize RT”, con la que podemos marcar unos objetivos

determinados tanto de absorción como de tiempo de reverberación, y el propio

programa nos ofrece la opción que más se acerca de entre los materiales

disponibles en su base de datos.

No obstante, al realizar este proceso no se consiguió un material que

satisficiera del todo los requisitos marcados, por lo que finalmente se ha optado

por la creación de un material propio llamado “Yeso techo” con los coeficientes

de absorción necesarios para conseguir la curva de TR deseada.

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50


TR (

s)

Frecuencia

Aula vacía

Modelo EASE


64

Figura 4.5. Ventana de “Optimize RT” con coeficientes de absorción de “Yeso techo” y TR

obtenido al aplicarlos al techo

Tras la sustitución del antiguo material por el nuevo, y sabiendo que los valores

de TR coinciden plenamente con los medidos, realizamos a continuación la

comprobación del resto de parámetros acústicos.

Cabe señalar que, aunque se haya tomado como referencia el cálculo de TR

realizado por EASE en “Optimize RT”, algunos de los parámetros solamente se

pueden calcular utilizando la herramienta de EASE “Aura”, que si bien ofrece

cálculos de simulación acústica muy precisos, pueden no corresponderse con

los esperados según los valores de los parámetros calculados con EASE. Es el

caso del EDT, la definición y la sonoridad.

Como fuente de sonido se ha utilizado el modelo “Sphere”, disponible en la

colección de altavoces que ofrece EASE, con la que simularemos una fuente

omnidireccional con respuesta en frecuencia constante emitiendo en el mismo

punto en el que se encontraba la real.

Figura 4.6. Directividad y respuesta en frecuencia de la fuente de sonido “Sphere”

A continuación se muestran los valores del resto de parámetros obtenidos tras

la simulación.


65

EDT

Figura 4.7. Comparación entre el EDT medido y el del modelo ajustado

Figura 4.8. Representación tridimensional de los valores de EDT sobre la audiencia


Figura 4.9. Comparación entre los valores de C50 medidos y el los modelo ajustado

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50


EDT

(s)

Frecuencia

Aula vacía

Modelo EASE

-5,00

-4,00

-3,00

-2,00

-1,00

0,00


Cla

rid

ad d

e la

vo

z C

50

(dB

)

Frecuencia

Aula vacía

Modelo EASE


66

Figura 4.10. Representación tridimensional de los valores de C50 sobre la audiencia

Definición

Figura 4.11. Comparación entre los valores de D medidos y los del modelo ajustado

Figura 4.12. Representación tridimensional de los valores de D sobre la audiencia

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60


De

fin

ició

n (

D)

Frecuencia

Aula vacía

Modelo EASE


67

%AlCons, STI

%ALCons STI


Modelo EASE 11,52 0,497

Tabla 4.2. Comparación entre los valores de %ALCons y STI medidos y los del modelo ajustado

a) b)

Figura 4.13. Representación tridimensional de a) %ALCons y b) STI sobre la audiencia

Sonoridad (G)

500 Hz 1 kHz Gmid

Aula Vacía 18,71 16,25 17,48

Modelo EASE 22,49 23,07 22,78

Tabla 4.3. Comparación entre los valores de G (dB) medidos y los del modelo ajustado

Figura 4.14. Representación tridimensional de los valores de G sobre la audiencia


68

Los valores obtenidos se recogen en la siguiente tabla.

Parámetro Valores Aula Vacía Valores Modelo EASE Diferencia

TRmid 2,00 s 2,00 s 0 %

EDTmid 1,95 s 2,17 s 10,14 %

C50mid -3,53 dB -3,49 dB 0,04 dB

D 0,29 ≤ D ≤ 0,36 0,35 ≤ D ≤ 0,44 0,04 (promedio)

STI 0,492 0,497 0,005

%ALCons 11,91 11,52 0,39

Gmid 17,48 dB 22,78 dB 5,3 dB

Tabla 4.4. Comparación de los valores de los parámetros en el aula vacía y en el modelo de EASE

Como se puede comprobar, los valores del resto de parámetros son igualmente

muy similares. En el caso del EDT, el valor del modelo es mayor que el del aula

vacía y que el del TR del modelo a su vez, lo que indica que la percepción de la

reverberación sería más elevada que el valor del tiempo real. La sensación de

amplificación del sonido también es algo mayor.

Para validar el modelo, no obstante, se tendrán que verificar que la diferencia

entre los valores de los parámetros simulados y medidos no sobrepasa 1 JND

(Just Noticeable Difference), que es la unidad que delimita la menor diferencia

que es capaz de detectar el oído de una persona en diferentes magnitudes

acústicas. [19]

La Norma ISO 3382 [2] estable el valor del JND para estas magnitudes:

Parámetro Diferencia JND

TRmid 0 % 5 %

EDTmid 10,14 % 5 %

C50 “speech average” 0,04 dB 1 dB

D 0,04 (promedio) 0,05

Gmid 5,3 dB 1 dB

Tabla 4.5. Valor de 1 JND para los principales parámetros acústicos


69

Según los valores de la Tabla 4.4 el único parámetro que se distancia más de 3

JND de la medida real es Gmid, pero puesto que el criterio para el correcto

acondicionamiento es que este dato sea mayor que 0 dB, no va a ser

determinante para realizar los cambios en el aula, ya que en todos los casos se

va a cumplir.

El valor más relevante es el de la diferencia de TRmid, parámetro usado como

referencia para realizar la aproximación acústica, y como su diferencia es nula

con el nuevo material creado, consideramos que el modelo es válido.

70

Capítulo 5. Mejoras propuestas

Tal y como se concluyó en el apartado 3.3.1, incluso con las correcciones para

simular la ocupación del aula los valores del tiempo de reverberación, la

claridad y la definición se alejan de forma notoria de los límites recomendados

para que la audición de un mensaje oral sea claramente entendible.

En este capítulo se evaluarán algunas de las posibles mejoras que se podrían

llevar a cabo, y se realizará la simulación de una de ellas utilizando la

reproducción del aula construida en EASE.

5.1. Consideración de distintas posibilidades

En este punto del proyecto hay que diferenciar entre dos objetivos principales:

el garantizar la inteligibilidad del audio del examen de inglés de la Universidad

de Cambridge lo más fielmente posible y el acondicionamiento acústico del

aula donde se lleva a cabo.

Para conseguir el primero se podría hacer uso, por ejemplo, de auriculares

individuales, opción que implementan algunas instituciones para realizar las

pruebas de los exámenes y que se considera como un valor añadido a tener en

cuenta por los alumnos a la hora de matricularse en un centro u otro.

Normalmente esta solución se aplica en los exámenes denominados

“Computer Based”, los cuales se realizan por ordenador desde las

instalaciones de los centros acreditados para ello.


71

Figura 5.1. Diferencias entre el examen de Cambridge por ordenador y el tradicional (Fuente:

www.britishcouncil.org)

Tal y como se indica en la Figura 5.1, para la prueba de Listening del examen

tradicional se suelen utilizar altavoces (como en nuestro caso), y según el

propio departamento de la Universidad de Málaga encargado de realizar los

exámenes, el único requisito que se exige por parte de la Universidad de

Cambridge es que los examinadores “lo escuchen bien”, aunque existe un

documento con las recomendaciones para los centros (véase Apéndice B).

Evidentemente esta condición es extremadamente subjetiva, y además de

depender del criterio de una sola persona que puede no haberse situado en

todos los puntos del aula para comprobar la calidad del sonido, no tiene en

cuenta posibles eventualidades relacionadas con la capacidad de audición de

los alumnos o el ruido ambiental del recinto, ni la calidad y la configuración del

equipo utilizado. No en vano son muchas las personas que han manifestado su

queja ante un sonido “que no se escuchaba apenas” o “con unos bajos

fortísimos”, tanto en Internet como ante algunas instituciones.


72

Por tanto, la primera de las recomendaciones a considerar sería la utilización

de auriculares en todas las versiones del examen. Esta solución sería la más

efectiva para evitar cualquier tipo de problema relacionado con las condiciones

de la prueba, y aunque se pueden encontrar sistemas inalámbricos por un

precio reducido, conllevaría el mantenimiento de equipo adicional.

Otra posibilidad sería la instalación del sistema de megafonía en todas las

aulas en las que se realizara el examen y poder así hacer uso de él, o distribuir

más fuentes de sonido a lo largo de toda el aula.

No obstante, y puesto que la finalidad de este proyecto es la realización del

proceso de caracterización acústica y mejora del recinto objeto de estudio, la

solución que se analizará en el siguiente apartado es la sustitución del techo

del aula para aumentar su absorción y conseguir que los parámetros cumplan

los requisitos recomendados.

5.2. Simulación y evaluación de la mejora elegida

Para lograr unos valores de definición y claridad de la voz óptimos es necesario

disminuir el tiempo de reverberación hasta que su valor se encuentre, en este

caso, entre 0,6 s y 0,9 s.

Al igual que se hizo en el ajuste del modelo, para lograr este objetivo lo más

efectivo es sustituir el material del falso techo, puesto que es el de mayor

superficie y de fácil instalación.

En este apartado se describirá el proceso de elección del nuevo material y los

cambios producidos en los valores de los principales parámetros tras simular

su aplicación en el modelo creado con EASE, aunque antes se corregirán las

áreas de audiencias del mismo para introducir también la absorción

correspondiente a los alumnos.

5.2.1. Cambio en las áreas de audiencia del modelo

El material utilizado como pupitres para simular el aula vacía fue sillas de

madera vacías, por lo que para introducir la absorción de las personas se


73

cambiará dicho material en la misma proporción en la que se ocupa el aula, es

decir, en 64 asientos de 112.

Para ello, se han dividido las dos áreas de audiencias en las siete filas de las

que se componen las del aula de izquierda a derecha, y se ha cambiado el

material alternativamente de la forma mostrada en la siguiente figura.

Figura 5.2. División de las áreas de audiencia en siete filas con alternación de materiales

Así, si numeramos las filas de cada bancada, el material con las sillas

ocupadas estaría en la 1, la 3, la 5 y la 7, mientras que las sillas vacías estarían

en la 2, la 4, y la 6.

El nuevo material, denominado “Students,informally dressed, Seated in tablet

Arm Chairs”, ha sido seleccionado también de la colección proporcionada por

EASE, y tiene los siguientes coeficientes de absorción.


Pupitre y silla con alumno 0,30 0,41 0,49 0,84 0,87 0,84

Tabla 5.1. Coeficientes de absorción del material utilizado como asientos ocupados


74

Con esta sustitución se obtienen los siguientes valores:

Parámetro Modelo EASE

ocupada Aula ocupada

TRmid 1,47 s 1,34 s

EDTmid 1,86 s 1,31 s

C50 “speech average” -1,80 dB -1,21 dB

D 0,36 ≤ D ≤ 0,546 0,39 ≤ D ≤ 0,53

STI 0,54 0,74

%ALCons 9,05 3,81

Gmid 21,24 dB 14,69 dB

Tabla 5.2. Valores de los parámetros en el aula ocupada y su modelo de EASE

Aunque existan diferencias notables entre los valores del modelo del aula

ocupada y los del aula real, hay que tener en cuenta que tanto unos como otros

resultan de la aplicación de cálculos teóricos basados en diferentes

coeficientes de absorción asignados a los asientos vacíos y a las personas, y

que ninguno de estos coeficientes ha sido medido de forma precisa para el

caso del aula estudiada, por lo que su estimación es aproximada.

De esta forma, se considerará más relevante la relación entre los valores

medidos en el aula vacía y su modelo, el cual ha sido creado y ajustado en

función de dichos valores.

5.2.2. Elección del nuevo material

En este punto hay que tener en cuenta que otro de los objetivos de este

proyecto es la utilización de materiales sostenibles y respetuosos con el medio

ambiente, por lo que se ha realizado una investigación sobre diferentes

productos que ofrece el mercado y que cumplen con estos requisitos.

También se ha evaluado la resistencia a la humedad y a la formación de

mohos, y el impacto de su fabricación y de la obtención de las materias primas

utilizadas.


75

Finalmente se ha optado por la utilización de productos de un fabricante con un

alto porcentaje de lana de vidrio reciclado, aglutinantes vegetales y la

reducción de emisiones en sus procesos de fabricación y transporte. [21]

De todos los productos disponibles en el catálogo de este fabricante, se

realizaron pruebas con dos de ellos, cuyos coeficientes de absorción son los

siguientes.

α

Frecuencia Hz

- - - Material techo mejorado

— Material techo mejorado II

···· Material techo mejorado II + Extra Bass

Figura 5.3. Coeficientes de absorción de material utilizado en el techo para la mejora

Al aplicar en el techo la absorción de “Material techo mejorado II” en el modelo

de aula ocupada, el TRmid resultante es demasiado bajo (0,40 segundos),

mientras que con “Material techo mejorado” se consigue un TRmid de 0,69

segundos, valor que sí se encuentra dentro de los márgenes recomendados,

por lo que va a ser el material elegido para realizar la sustitución.

5.2.3. Resultados obtenidos tras la mejora

Al aplicar el material elegido a la superficie del techo se puede comprobar que

el TR se encuentra dentro del margen recomendado en todas las bandas de

frecuencia, y que los parámetros principales mejoran sus valores de forma

considerable.

A continuación se muestran las representaciones de los valores de dichos

parámetros.


76

Tiempo de reverberación

Figura 5.4. Comparación entre el TR medido en el aula vacía, el corregido para aula ocupada y el

del modelo mejorado

EDT

Figura 5.5. Comparación entre el EDT medido y el del modelo ajustado

Figura 5.6. Representación tridimensional de los valores de EDT del modelo mejorado

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50


TR (

s)

Frecuencia

Aula vacía

Aula ocupada

Modelo mejorado

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50


EDT

(s)

Frecuencia

Aula vacía

Aula ocupada

Modelo mejorado


77


Figura 5.7. Comparación entre los valores de C50 medidos y el los modelo mejorado

Figura 5.8. Representación tridimensional de los valores de C50 del modelo mejorado

Definición

Figura 5.9. Comparación entre los valores de D medidos y los del modelo mejorado

-5,00

-4,00

-3,00

-2,00

-1,00

0,00

1,00

2,00

3,00


Cla

rid

ad d

e la

vo

z C

50

(dB

)

Frecuencia

Aula vacía

Aula ocupada

Modelo mejorado

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60


De

fin

ició

n (

D)

Frecuencia

Aula vacía

Aula ocupada

Modelo mejorado


78

Figura 5.10. Representación tridimensional de los valores de D del modelo mejorado

%AlCons, STI

%ALCons STI


Modelo mejorado 4,75 0,66

Tabla 5.3. Comparación entre los valores de %ALCons y STI medidos y los del modelo ajustado

a) b)

Figura 5.11. Representación tridimensional de a) %ALCons y b) STI del modelo mejorado

Sonoridad (G)

500 Hz 1 kHz Gmid

Aula vacía 18,71 16,25 17,48

Modelo mejorado 17,77 18,08 17,93

Tabla 5.4. Comparación entre los valores de G (dB) medidos y los del modelo ajustado


79

Figura 5.12. Representación tridimensional de los valores de G del modelo mejorado

Resumen de los valores obtenidos tras la mejora

A continuación se recogen los datos obtenidos con la mejora implementada.

Parámetro Valores Mejorada Criterio

TRmid 0,69 s 0,6 s ≤ TRmid ≤ 0,9 s

EDTmid 1,29 s EDTmid ≈ TRmid

C50 “speech average” 1,76 dB >2 dB

D 0,50 ≤ D ≤ 0,56 >0,5 (todas las bandas)

STI 0,66 >0,65

%ALCons 4,75 < 5 %

Gmid 17,93 dB >0 dB

Tabla 5.5. Valores de los parámetros del modelo mejorado

Como se puede observar, el tiempo de reverberación, la inteligibilidad y la

definición cumplen con los requisitos, y la claridad está muy cerca de cumplirlo,

por lo que podemos considerar como válidos los valores obtenidos con la

mejora propuesta.


80

5.2.4. Simulación del comportamiento ante otras fuentes de sonido

Tras comprobar las mejoras obtenidas con la aplicación del nuevo material,

veremos los efectos de dicho acondicionamiento en el recinto con la utilización

del sistema de megafonía y de la microcadena.

Sistema de megafonía

Para realizar la simulación de la megafonía se ha utilizado el archivo

compatible con EASE obtenido en la web del fabricante [4]. Dicho sistema

(modelo Apart SDQ5P) se compone de una pareja de altavoces de 30 W cada

uno, y una gran fidelidad en la reproducción tanto de música como de voz.

En la siguiente figura se muestra su directividad en la banda de 2 kHz.

Figura 5.13. Directividad de los altavoces del sistema de megafonía en la banda de 2 kHz

A continuación se mostrarán los valores de C50, %ALCons y STI obtenidos en

la simulación en EASE con esta fuente, ya que son los que indicarán en mayor

medida un posible cambio en el comportamiento del recinto con respecto a la

inteligibilidad, que es el aspecto de la calidad acústica del recinto que más nos

interesa en este caso.


81


Figura 5.14. Comparación entre los valores de C50 medidos con megafonía y su modelo mejorado

Figura 5.15. Representación tridimensional de los valores de C50 del modelo simulado con la

megafonía en el recinto mejorado

Se puede observar que los valores de la claridad también mejoran

notablemente al simular el comportamiento del sistema de megafonía en el

recinto mejorado.

%AlCons, STI

%ALCons STI



Tabla 5.6. Valores de %ALCons y STI medidos con megafonía y su modelo mejorado

-5,00

-4,00

-3,00

-2,00

-1,00

0,00

1,00

2,00

3,00


Cla

rid

ad d

e la

vo

z C

50

(dB

)

Frecuencia

Aula vacía

Aula ocupada

Modelo mejorado


82

a) b)


Estos parámetros también mejoran con la utilización del techo propuesto, y al

igual que ocurría con los valores obtenidos en las medidas, el sistema de

megafonía beneficia la inteligibilidad de la palabra con respecto a la

propagación del sonido desde una sola fuente.

Microcadena

La simulación de la megafonía se ha realizado utilizando un modelo de altavoz

de la misma respuesta en frecuencia y potencia que los de la microcadena LG

FA162 [5], ya que son los parámetros disponibles en las especificaciones.

Este altavoz tiene las características mostradas en la siguiente figura.

Figura 5.17. Directividad de los altavoces utilizados como microcadena en la banda de 2 kHz


83

Los valores de C50, %ALCons y STI han sido obtenidos situando dos de estos

altavoces en el recinto mejorado en la misma posición en la que se colocan los

de la microcadena en la realización de los exámenes, es decir, a la altura de la

mesa y orientados convenientemente a cada área de audiencia (ver Figura

5.19).

Se analizan a continuación estos parámetros.


Figura 5.18. Comparación entre los valores de C50 medidos con la microcadena y su modelo

mejorado

Figura 5.19. Representación tridimensional de los valores de C50 del modelo simulado con la

microcadena en el recinto mejorado

-20,00

-15,00

-10,00

-5,00

0,00

5,00


Cla

rid

ad d

e la

vo

z C

50

(dB

)

Frecuencia

Aula vacía

Aula ocupada

Modelo mejorado


84

Como es de esperar, los valores de la claridad son mucho más elevados que

en las medidas realizadas, aunque este parámetro no lo habíamos considerado

representativo debido a la alta desviación de sus valores en las medidas.

%AlCons, STI

%ALCons STI



Tabla 5.7. Valores de %ALCons y STI medidos con la microcadena y su modelo mejorado

a) b)


La simulación con la microcadena también da como resultado un aumento en

la inteligibilidad de la palabra, aunque algo menos que en el caso de la

megafonía.


85


En la siguiente tabla se recogen los principales valores obtenidos tras la

simulación de la mejora en el modelo del aula con cada fuente de sonido.

Parámetro Fuente Omn. Megafonía Microcadena

TRmid 0,69 s 0,69 s 0,69 s

C50 “speech average” 1,76 dB 1,43 dB 2,01 dB

STI 0,66 0,70 0,67

%ALCons 4,75 3,88 4,49

Tabla 5.8. Comparación de los valores obtenidos con cada una de las fuentes (modelo mejorado)

Siendo el tiempo de reverberación independiente de la fuente utilizada, los

valores de inteligibilidad son algo mejores en con la megafonía, cumpliendo en

todos los casos con los valores exigidos. La claridad es mayor en el caso de la

microcadena, siendo la única que supera los 2 dB recomendados, por lo que

podemos concluir que se ha hecho un acondicionamiento optimizado para el

uso de este dispositivo, que es precisamente el utilizado en la práctica.


86

5.3. Presupuesto aproximado

Como último punto de la propuesta de mejora se ha consultado al fabricante,

Ecophon, el presupuesto aproximado para la instalación de los dos tipos de

materiales absorbentes en los 132 m2 del techo del aula.

Material techo mejorado (TRmid = 0,69 s)

Art nº Producto Formato mm Acabado Precio

Unitario Precio por

m2

m2. Techo absorbente compuesto por perfilería vista y placa desmontable tipo ECOPHON MASTER RIGID A/ Gamma. Estará formado por placas con formato 600x600 y 20 mm de espesor, de lana de vidrio de alta densidad conformadas con un ligante de base vegetal (Tecnología 3RD). Las placas son multicapa, cuentan con una capa de refuerzo para dar mayor resistencia y la superficie vista estará tratada con un revestimiento AKUTEX FT blanco, que permitirá su limpieza con una esponja húmeda y un detergente ligeramente alcalino y cuyo acabado gamma, ofrecerá una menor absorción para que el sonido se refleje y se proyecte en el interior de una estancia (colocado según planos solamente en las zonas donde se requiera esta propiedad acústica). La parte posterior estará cubierta con un tisú de vidrio y los cantos estarán pintados de tal forma que cumplirá con la clase ISO 6 que corresponde a la normativa ISO 14644/1. Las placas se instalarán de acuerdo con el diagrama de instalación M316, que recomienda Ecophon, debido a su formato y sistema de fijación. El sistema presentará una absorción de sonido clase D (αw 0,35 con O.d.s. de 200mm), según norma EN ISO 11654, reacción a fuego clase A2-s1,d0, según norma EN 13501-1 y podrá soportar una carga suplementaria de 4 Kg. uniformemente distribuida de accesorios de luz, señalización, sistemas de extinción de incendios, etc.

35444030 Master Rigid A T24/gamma

600x600 20 White Frost

37,94 €/m2

2633-8101 Connect Perfil primario T24, Connect Blanco 01. L=3700 mm

Req/m2 0,90 ml 1,66 / m 1,49 €/m

2

2633-8102 Connect Perfil secundario T24, Connect Blanco 01. L=1200 mm

Req/m2 1,70 ml 1,66 / m 2,82 €/m

2


Req/m2 0,90 ml 1,66 / m 1,49 €/m

2

2630-3765

Connect Doble varilla de cuelgue regulable (gancho-gancho) con pinza C1, Acero galvanizado. L=330-600 mm.

Req/m2 0,70 Pza 0,51 / pcs 0,36 €/m

2

2631-1286 Connect Clip de cuelgue Req/m2 0,70 Pza 0,39 / pcs 0,27 €/m

2

2630-0105 Connect Clip de fijación placas A Req/m2 5,60 Pza 0,97 / pcs 5,43 €/m

2

2630-0532

Connect Perfil perimetral angular "C", Connect Blanco 01. H=22 mm, L=3000 mm.

Req/m2 1,00 ml 2,51 / m 2,51 €/m

2

* Precio estimado de mano de obra (estará sometido a cambios debido a la geometría y dimensiones del proyecto, así como la necesidad de utilizar elementos auxiliares para la ejecución de la obra).

20,00 €/m2

TOTAL €/ M2 72,32 €/m

2

TOTAL 132 M2 9546,24 €


87

Material techo mejorado II (TRmid = 0,40 s)

Art nº Producto Formato mm Acabado Precio

Unitario Precio por m

2

m2. Techo absorbente compuesto por perfilería vista y placa desmontable tipo ECOPHON MASTER RIGID A. Estará formado por placas con formato 600x600 y 20 mm de espesor, de lana de vidrio de alta densidad conformadas con un ligante de base vegetal (tecnología 3RD). Las placas son multicapa, cuentan con una capa de refuerzo para dar mayor resistencia y la superficie vista estará tratada con un revestimiento AKUTEX FT blanco, que permitirá su limpieza con una esponja húmeda y un detergente ligeramente alcalino y cuyo acabado alpha, ofrecerá la absorción más alta de sonido. La parte posterior estará cubierta con un tisú de vidrio y los cantos estarán pintados de tal forma que cumplirá con la clase ISO 6 que corresponde a la normativa ISO 14644/1. Las placas se instalarán de acuerdo con el diagrama de instalación M316, que recomienda Ecophon, debido a su formato y sistema de fijación. El sistema presentará una absorción de sonido clase A (αw 0,95 con O.d.s. de 200mm), según norma EN ISO 11654, reacción a fuego clase A2-s1,d0, según norma EN 13501-1 y podrá soportar una carga suplementaria de 4 Kg. uniformemente distribuida de accesorios de luz, señalización, sistemas de extinción de incendios, etc.

35444020 Master Rigid A T24 600x600 20 White Frost

29,19 €/m2

2633-8101 Connect Perfil primario T24, Connect Blanco 01. L=3700 mm

Req/m2 0,90 ml 1,66 / m 1,49 €/m

2


Req/m2 1,70 ml 1,66 / m 2,82 €/m

2


Req/m2 0,90 ml 1,66 / m 1,49 €/m

2

2630-3765

Connect Doble varilla de cuelgue regulable (gancho-gancho) con pinza C1, Acero galvanizado. L=330-600 mm.

Req/m2 0,70 Pza 0,51 / pcs 0,36 €/m

2

2631-1286 Connect Clip de cuelgue Req/m2 0,70 Pza 0,39 / pcs 0,27 €/m

2

2630-0105 Connect Clip de fijación placas A Req/m2 5,60 Pza 0,97 / pcs 5,43 €/m

2

2630-0532

Connect Perfil perimetral angular "C", Connect Blanco 01. H=22 mm, L=3000 mm.

Req/m2 1,00 ml 2,51 / m 2,51 €/m

2

* Precio estimado de mano de obra (estará sometido a cambios debido a la geometría y dimensiones del proyecto, así como la necesidad de utilizar elementos auxiliares para la ejecución de la obra).

20,00 €/m2

TOTAL €/ M

2 63,57 €/m

2

TOTAL 132 M

2 8391,24 €

m2. ECOPHON EXTRA BASS empleado como complemento para el sistema de techo ECOPHON MASTER RIGID A, para mejorar la absorción de sonido de frecuencias bajas. Es colocado por encima de las placas MASTER RIGID A como se muestra en el diagrama de montaje de Ecophon M316.

35444090 Extra Bass 1200x600 50

16,99 €/m2

TOTAL 132 M

2 2242,68 €


88

Estos presupuestos han sido elaborados expresamente para este proyecto y

remitidos por Ecophon, a los que se les agradece su colaboración. También

tuvieron la amabilidad de adjuntar un manual de instalación para poder

identificar todos los elementos presupuestados, mostrados en la siguiente

figura.

Figura 5.21. Esquema de instalación de los materiales presupuestados [Fuente: Ecophon]


89

Estos precios habría que multiplicarlo por el número de aulas en las que se

tendría que aplicar la mejora, teniendo en cuenta la superficie de sus techos.

Señalaremos asimismo que el precio de unos auriculares inalámbricos por

infrarrojos (tal y como se indica en las exigencias de la Universidad de

Cambridge descritas en el Apéndice B) puede situarse en torno a los 25 € - 50

€, que multiplicados por los 64 alumnos de media de cada aula resultaría un

total de 1600 € - 3200 € por aula.

En principio, los auriculares pueden ser más económicos y otorgan las mejores

condiciones para la realización de la prueba de audio, mientras que la

instalación de un techo más absorbente mejoraría la calidad de sonido también

en el resto de actividades desarrolladas en las aulas.

Dados estos datos, y si así lo desease, sería la institución correspondiente la

encargada de elegir alguna de estas mejoras, teniendo en cuenta los

beneficios y costes de cada una de ellas.

90

Capítulo 6. Conclusiones

6.1. Sobre el acondicionamiento de recintos

Tal y como ha quedado reflejado en este estudio, el análisis y el

acondicionamiento acústico de un recinto son procesos complejos que han de

tener en cuenta tanto parámetros medibles como variables subjetivas, y la

percepción del sonido va a depender tanto de la fuente emisora como de las

características arquitectónicas del espacio.

Para garantizar una correcta audición de la palabra es necesario reducir el

tiempo de reverberación todo lo posible sin que se llegue a perjudicar el nivel

de potencia sonora que llega al oyente, teniendo en cuenta que sea lo más

homogéneo posible en función de la frecuencia. También se debe prestar

especial atención a los parámetros indicativos de la inteligibilidad, claridad y

definición de la palabra, sobre todo entre 1 kHz y 2 kHz.

Al hacer uso de diferentes fuentes de sonido hay que tener en cuenta que sus

características y su posición pueden modificar la apreciación de estos

parámetros, por lo que habrá que cerciorarse de que no empeoran la audición,

especialmente si la comprensión del mensaje oral es objeto de una evaluación

académica.

En cuanto al modelado de recintos, es importante reproducir lo más fielmente

posible las condiciones acústicas del espacio estudiado, asignando a las

superficies materiales exactamente iguales o muy similares para evitar

desviaciones elevadas entre los resultados medidos y los calculados

teóricamente. De esta forma también se podrá certificar con mayor seguridad

Apéndice A. Formulación de parámetros

91

que cualquier mejora realizada en el modelo tendrá el mismo efecto en el

recinto real.

Aun así, los diferentes criterios, valores de coeficientes de absorción y métodos

de cálculo hacen que la predicción del comportamiento acústico de un recinto

sea siempre un proceso aproximado.

6.2. Sobre el trabajo realizado

El objetivo principal de este proyecto era el análisis de las características

acústicas de las aulas donde se realizan los exámenes de inglés de la

Universidad de Cambridge y la propuesta de soluciones para mejorarlas.

Para ello, se realizaron una serie de medidas con ayuda del programa

EASERA y el equipo reglamentario en una de esas aulas, la número 3 del

edificio Gerald Brenan, de 402 m3 y 64 pupitres ocupados durante los

exámenes. Dichas medidas mostraron que los valores de los parámetros

principales no cumplían con las recomendaciones estipuladas para un buen

confort acústico en este tipo de recintos.

Así, el TRmid obtenido en el aula tras la simulación de la ocupación fue de 1,34

segundos, muy por encima de los valores entre los que tendría que estar (entre

0,6 s y 0,9 s), y lo mismo ocurre con C50, de -1,21 dB siendo el mínimo

recomendado de 2 dB, y D, que no alcanzaba el valor 0,5 en todas las bandas

de frecuencia. Estas deficiencias además se mantenían al realizar las medidas

con el sistema de megafonía instalado en el aula y con el equipo de sonido

utilizado en los exámenes. No obstante, los valores obtenidos como índices de

inteligibilidad, sonoridad y eco sí cumplían el criterio marcado, aunque en el

caso de STI y %ALCons sólo lo hacían en los valores calculados teóricamente

para el aula ocupada.

Tras esta fase de análisis de los resultados obtenidos se procedió a la

realización del modelo tridimensional con el programa EASE, reproduciendo en

primer lugar las condiciones acústicas del aula vacía con ayuda de sus

diversas herramientas. Cuando dichas condiciones fueron verificadas, se

procedió a la mejora de los principales parámetros mediante la sustitución del


92

techo, evaluando los efectos de los coeficientes de absorción de diferentes

materiales y eligiendo uno de ellos.

Con la aplicación de este nuevo material se obtuvo un TRmid de 0,69 segundos,

valor que sí cumple con los requisitos y que hace que el resto de parámetros

también mejore notablemente. Esta mejora se vio reflejada asimismo en los

datos obtenidos con las otras fuentes de sonido anteriormente mencionadas, y

debido a las reducidas dimensiones del recinto, esta reducción en el tiempo de

reverberación no va en detrimento del nivel de amplificación del sonido.

Por último, se presentó un presupuesto aproximado del coste que supondría la

instalación del material propuesto, y también se indicó el precio que podría

tener la utilización de auriculares individuales durante la realización del

examen, que es otra de las posibles soluciones a implementar.

6.3. Posibles trabajos futuros

Para finalizar, se propondrán algunas ideas para ampliar el trabajo realizado en

este proyecto.

La primera propuesta es la medición y análisis de los nuevos parámetros

acústicos en caso de realizarse la mejora propuesta, para comprobar así que la

sustitución del techo por el nuevo material tiene el efecto calculado y se mejora

la audición en el aula.

Otra de las investigaciones a realizar tras la aplicación de la mejora sería la

comparación tanto de las valoraciones subjetivas de los alumnos sobre las

condiciones acústicas del aula como de las notas obtenidas antes y después

de dicha mejora. La comparación de las notas también sería conveniente en el

caso de elegir la utilización de auriculares en la realización del examen, puesto

que de esta forma se tendrían datos objetivos sobre la influencia de las

características del recinto en la evaluación del nivel de inglés de una persona.


93


A continuación se describen los principales parámetros acústicos utilizados en

este proyecto. Todos los cálculos se realizan en las bandas de octava

comprendidas entre 125 Hz y 4 kHz a no ser que se indique otro caso. [1]

A.1. Nivel de presión sonora

El nivel de presión sonora se define como 20 veces el logaritmo de la relación

entre el valor eficaz de la presión sonora y el valor eficaz de la presión umbral

de audición, a 1 kHz:

𝑆𝑃𝐿 = 20𝑙𝑜𝑔𝑃𝑒𝑓

𝑃𝑟𝑒𝑓 (en dB) (A.1)

donde 𝑃𝑒𝑓 es la presión eficaz del sonido analizado y 𝑃𝑟𝑒𝑓 la presión eficaz

correspondiente al umbral de audición (a 1 kHz, 2x10-5 Pa).

Esta referencia permite que todos los sonidos audibles sean representados por

valores de SPL positivos.

A.2. Tiempo de reverberación (TR)

Existen distintas fórmulas para calcular el valor del tiempo de reverberación de

un recinto. No obstante, en todos los casos el valor más representativo es el

denominado TRmid, que se obtiene realizando el promedio de los valores

correspondientes a las bandas de 500 Hz y 1 kHz.


94

𝑇𝑅𝑚𝑖𝑑 = 𝑇𝑅 500 𝐻𝑧 + 𝑇𝑅 (1 𝑘𝐻𝑧)

2 (en s) (A.2)

En este proyecto se ha utilizado la fórmula de Sabine para realizar el cálculo

del TR, que tiene el siguiente enunciado:

𝑇𝑅 = 0,161𝑉

𝐴𝑡𝑜𝑡 + 4𝑚𝑉 (en s) (A.3)

donde 𝑉 es el volumen del recinto medido en m3; 4𝑚𝑉 la absorción

correspondiente al aire en sabins (𝑚 es la constante de atenuación del sonido

en el aire) y 𝐴𝑡𝑜𝑡 la absorción total del recinto en sabins.

Esta absorción se calcula a su vez de la siguiente manera:

𝐴𝑡𝑜𝑡 = 𝑆𝑖𝛼𝑖 + 𝐴𝑝𝑖

(𝑜 𝑏𝑖𝑒𝑛 𝐴𝑠) (en s) (A.4)

donde 𝑆𝑖 es la superficie 𝑖; 𝛼𝑖el coeficiente de absorción de la superficie 𝑖; 𝐴𝑝 la

absorción total del público medida en sabins (nº de personas x absorción de

cada persona) y 𝐴𝑠 la absorción de las sillas medidas en sabins (superficie de

las sillas x absorción del material de las sillas).

Según el público se halle agrupado o no se utilizará para el cálculo la absorción

correspondiente a sillas ocupadas o a la asociadas a personas.

Figura A.1. Gráficas para la determinación del producto 4m (para una presión atmosférica estática

de 105 Pa y una temperatura de 20°C) [1]


95

A.3. Claridad de la voz (C50)

El parámetro Ct se define como 10 veces el logaritmo de la relación entre la

energía que llega a un oyente dentro de los primeros “t” segundos desde la

llegada del sonido directo (incluye el sonido directo) y la energía que le llega

con posterioridad.

C50 representa el valor de esta energía para t= 50 ms, y se considera el valor

que determina la claridad de la voz:

𝐶50 = 10𝑙𝑜𝑔 𝑝2 𝑡 𝑑𝑡

0,05

0

𝑝2 𝑡 𝑑𝑡∞

0,05

(en dB) (A.5)

donde 𝑝 𝑡 es la presión sonora instantánea.

Habitualmente se utiliza el valor medio ponderado denominado “speech

average” para caracterizar un recinto con un único valor:

𝐶50 “𝑠𝑝𝑒𝑒𝑐𝑕 𝑎𝑣𝑒𝑟𝑎𝑔𝑒” = 0,15 × 𝐶50 500 𝐻𝑧 + 0,25 × 𝐶50 1 𝑘𝐻𝑧 +

+ 0,35 × 𝐶50 2 𝑘𝐻𝑧 + 0,25 × 𝐶50 (4 𝑘𝐻𝑧) (en dB) (A.6)

Los factores de ponderación corresponden a la aportación de cada banda de

frecuencia a la inteligibilidad de la palabra, siendo la más importante 2 kHz.

A.4. Definición (D)

Según Thiele, D (del alemán “Deutlichkeit”) es la relación entre la energía que

llega al oyente dentro de los primeros 50 ms desde la llegada del sonido directo

(incluye el sonido directo y las primeras reflexiones) y la energía total recibida

por el mismo:

𝐷 = 𝑝2 𝑡 𝑑𝑡

0,05

0

𝑝2 𝑡 𝑑𝑡∞

0

(A.7)

La relación D y la claridad de la voz C50 en una banda de frecuencia es:

𝐷 =1

1 + 10−𝐶5010

(A.8)


96

A.5. Pérdida de articulación de consonantes (%ALCons)

Este parámetro se define a partir del tiempo de reverberación, y se suele

calcular en la banda de 2 kHz, por ser la más influyente en la inteligibilidad:

%ALCons =200𝑟2𝑇𝑅2

𝑉𝑄 (para r ≤ 3,16 Dc) (A.9)

%ALCons = 9TR (para r > 3,16 Dc) (A.10)

donde 𝑄 es el factor de directividad de la fuente de sonido (en dirección frontal

y voz humana 𝑄 = 2); 𝑇𝑅 es el tiempo de reverberación en segundos; 𝑉 el

volumen del recinto en m3; 𝑟 la distancia del receptor a la fuente sonora en

metros y Dc la distancia crítica que determina la ecuación a utilizar.

Esta distancia crítica se define como:

Dc = 0,14 𝑄𝑅 (A.11)

donde 𝑅 es la constante característica del recinto, y su fórmula es:

R =𝑆𝑡𝑜𝑡𝛼

1 − 𝛼 (A.12)

donde 𝑆𝑡𝑜𝑡 es la superficie total del recinto en m2 y 𝛼 el coeficiente medio de

absorción de la sala.

A.6. Sonoridad (G)

Según Lehmann, la sonoridad G (“strength factor”) se define como la diferencia

entre el nivel total de presión sonora Lp producido por una fuente

omnidireccional en un determinado punto de una sala y el nivel de presión

sonora producido por la misma fuente situada en campo libre y medido a una

distancia de 10 m (nivel de referencia):

𝐺 = 10𝑙𝑜𝑔 𝑝2 𝑡 𝑑𝑡∞

0

𝑝𝐴2 𝑡 𝑑𝑡

∞

0

(en dB) (A.13)

donde 𝑝𝐴 es la presión sonora de referencia.


97

Normalmente se utiliza un solo valor recomendado de G para un recinto, Gmid

que hace referencia a la media aritmética de los valores de las bandas de

frecuencia de 500Hz y 1KHz.

𝐺𝑚𝑖𝑑 = 𝐺 500 𝐻𝑧 + 𝐺 (1 𝑘𝐻𝑧)

2 (en dB) (A.14)

Para calcular este valor en EASERA, la señal de referencia se puede obtener

mediante la modificación de la respuesta al impulso de una medida realizada a

10 m de distancia de la fuente sonora. La modificación consiste en desplazarla

a 0 s para eliminar el retardo y enventanar el sonido directo para eliminar todas

las reflexiones.

En nuestro caso la señal de referencia quedó de la siguiente manera:

Figura A.2. Señal de referencia enventanada y desplazada para calcular la sonoridad

A.7. Criterio de ecos (EC)

Para la detección de ecos se usará el criterio de ecos EC (“Echo Criterion”),

que está basado en la relación:

𝑡𝑠(𝜏) = 𝑡𝑝𝑛 𝑡 𝑑𝑡𝜏

0

𝑝𝑛 𝑡 𝑑𝑡𝜏

0

(en ms) (A.15)

Y se define como:

EC = 𝑚𝑎𝑥∆𝑡𝑠∆𝜏

(A.16)

Para salas destinadas a la palabra, se toma n = 2/3 y Δτ = 9 ms, mientras que

el cálculo se realiza en la banda de 1 kHz.


98

Para salas destinadas a música sinfónica, se toma n = 1 y Δτ = 14 ms, mientras

que el valor de EC se obtiene como promedio de los valores correspondientes

a las bandas de 1 kHz y 2 kHz.

Apéndice B. Condiciones de la Universidad de Cambridge para la realización del “Listening test”

99

Apéndice B. Condiciones de la Universidad

de Cambridge para la

realización del “Listening test”

1.3.2 Listening test rooms

Choose a suitable venue and make sure you check the rooms and equipment in

advance and on the day of the test. Key points to cover when choosing rooms

and checking their suitability include:

• Listen for reverberation caused by large rooms, unoccupied space, high

ceilings, etc. Room acoustics will vary, depending on whether a room is

empty or full. It’s advisable to try out the sound system with people in the

room, rather than only trying it in an empty room.

• Take note of sound direction and the distance between speakers and

candidates.

• If multiple loudspeakers are available, check the best positioning of these

in each room to ensure an even distribution of sound throughout the

room.

• If a language laboratory is used, the supervisor must be satisfied that the

invigilator can see all candidates at ball times. If necessary, arrange for

extra invigilators.

• If wireless headphones are used, they must be infrared, not FM wireless.

You must take steps to ensure that the risks of interception of Listening

tests are minimised, for example, by restricting access to the immediate

vicinity of the exam room while Listening tests are in progress. If you

Apéndice B. Condiciones de la Universidad de Cambridge para la realización del “Listening test”

100

want to use any other types of headphone, please contact ESOL

Helpdesk to discuss it.

• All sets of headphones to be used in Listening tests administered in

language laboratories must be tested before the exam date.

• Check the possibility of noise outside the exam room as well as in it. For

example, if there is a noisy road outside, will this make it hard for

candidates to hear the test?

• Where possible, hold a practice test in the rooms to be used, to allow a

more accurate assessment of the most appropriate tone and volume

settings to use under exam conditions.

• Sound reproduction can often be improved when bass is reduced, treble

boosted and volume is kept as low as is reasonable for the CD to be

heard clearly in all parts of the room.

• If playback facilities are equipped with a ‘Dolby’ noise reduction system,

it should be switched to the ‘off’ position.

In addition, you must check the quality of the recording and playback equipment

in any premises where the Listening tests are to be taken, including speakers,

to ensure that technical specifications required for the test can be met (e.g.

inbuilt pause facility, playback speed, sound reproduction/quality, volume

capacity, etc.). Where these do not meet requirements, you must take remedial

action before the exam.

It is your responsibility to ensure that the audio equipment is kept in good

working order. Hardware, including headphones, should be regularly

maintained and checked to minimise the risk of equipment failure.

These checks are of vital importance and should help you avoid the need to

request special consideration for any candidates who are unable to hear the

test properly.

Texto extraído del “Handbook for Centres”. [16]

101

Apéndice C. Resultados de las mediciones

En este apéndice se exponen de forma íntegra los valores obtenidos en la

realización de las mediciones con el aula vacía y los obtenidos con los cálculos

para el aula ocupada con las tres fuentes de sonido.

Fuente omnidireccional


Aula vacía Aula Ocupada

125 Hz

250 Hz

500 Hz

1 kHz 2 kHz 4 kHz TRmid 125 Hz

250 Hz

500 Hz

1 kHz 2 kHz 4 kHz TRmid

M2 1,77 1,70 1,94 1,98 2,04 1,69 1,96 1,42 1,28 1,32 1,32 1,32 1,15 1,32

M3 1,60 1,56 2,02 2,00 1,97 1,65 2,01 1,31 1,20 1,36 1,33 1,29 1,13 1,34

M4 1,27 1,77 2,01 2,02 2,03 1,61 2,02 1,08 1,32 1,36 1,34 1,32 1,11 1,35

M5 1,47 1,50 2,01 2,00 2,03 1,63 2,01 1,22 1,16 1,36 1,33 1,32 1,12 1,34

M6 1,55 1,62 1,93 1,98 2,04 1,65 1,96 1,28 1,24 1,32 1,32 1,32 1,13 1,32

M7 1,65 1,69 1,98 2,02 2,01 1,63 2,00 1,35 1,28 1,34 1,34 1,31 1,12 1,34

M8 1,42 1,63 1,95 1,98 2,00 1,66 1,97 1,19 1,24 1,33 1,32 1,30 1,13 1,32

M9 1,62 1,65 1,87 2,12 2,07 1,67 2,00 1,33 1,25 1,29 1,38 1,33 1,14 1,33

M1' 1,54 1,63 1,92 2,05 2,12 1,67 1,99 1,27 1,24 1,31 1,35 1,35 1,14 1,33

M2' 1,47 1,55 1,96 2,10 2,08 1,66 2,03 1,22 1,19 1,33 1,37 1,34 1,13 1,35

M4' 1,38 1,70 2,04 2,05 2,09 1,72 2,05 1,16 1,28 1,37 1,35 1,34 1,16 1,36

M5' 1,61 1,77 1,96 2,13 2,10 1,68 2,05 1,32 1,32 1,33 1,38 1,35 1,14 1,36

M6' 1,53 1,74 1,88 2,13 2,03 1,65 2,01 1,26 1,30 1,30 1,38 1,32 1,13 1,34

M7' 1,39 1,70 1,93 2,03 2,11 1,67 1,98 1,17 1,28 1,32 1,34 1,35 1,14 1,33

M8' 1,40 1,57 1,98 2,03 2,08 1,68 2,01 1,17 1,21 1,34 1,34 1,34 1,14 1,34

M9' 1,54 1,72 1,98 2,03 2,02 1,64 2,01 1,27 1,29 1,34 1,34 1,31 1,12 1,34

Media 1,51 1,66 1,96 2,04 2,05 1,66 2,00 1,25 1,26 1,33 1,34 1,32 1,13 1,34

Tabla C.1. TR (s) del aula vacía y ocupada con la fuente omnidireccional


102

EDT


125 Hz

250 Hz

500 Hz

1 kHz 2 kHz 4 kHz EDTmid 125 Hz

250 Hz

500 Hz

1 kHz 2 kHz 4 kHz EDTmid

M2 0,90 1,36 1,93 1,82 1,94 1,49 1,88 0,72 1,03 1,32 1,21 1,26 1,01 1,26

M3 1,30 1,45 1,77 2,00 2,05 1,49 1,89 1,07 1,12 1,19 1,33 1,34 1,02 1,26

M4 1,81 1,45 1,78 1,87 2,01 1,61 1,83 1,54 1,08 1,20 1,24 1,30 1,11 1,22

M5 1,26 1,52 1,92 2,22 2,13 1,67 2,07 1,05 1,18 1,30 1,47 1,38 1,15 1,38

M6 0,91 1,45 1,82 2,00 2,12 1,62 1,91 0,75 1,11 1,24 1,33 1,37 1,11 1,29

M7 1,28 1,44 1,97 2,04 2,01 1,59 2,01 1,04 1,09 1,34 1,35 1,31 1,09 1,34

M8 1,42 1,30 1,78 2,01 1,99 1,67 1,90 1,19 0,99 1,21 1,34 1,30 1,14 1,28

M9 1,33 1,60 2,08 2,05 2,00 1,72 2,07 1,09 1,22 1,44 1,33 1,29 1,17 1,38

M1' 1,32 1,59 1,87 2,02 2,01 1,60 1,95 1,09 1,21 1,28 1,33 1,28 1,09 1,30

M2' 1,33 1,68 1,97 1,93 2,00 1,59 1,95 1,11 1,29 1,34 1,26 1,29 1,08 1,30

M4' 1,24 1,71 1,94 2,08 2,04 1,59 2,01 1,04 1,29 1,30 1,37 1,31 1,07 1,34

M5' 1,07 1,65 1,95 2,01 2,13 1,58 1,98 0,88 1,23 1,33 1,31 1,36 1,07 1,32

M6' 1,52 1,73 1,88 2,03 2,09 1,67 1,96 1,26 1,30 1,30 1,32 1,35 1,14 1,31

M7' 1,40 1,77 2,07 2,04 2,00 1,63 2,06 1,18 1,33 1,42 1,35 1,28 1,11 1,38

M8' 1,29 1,73 1,74 2,02 2,11 1,68 1,88 1,08 1,33 1,18 1,33 1,36 1,14 1,26

M9' 1,23 1,71 1,83 2,01 1,99 1,60 1,92 1,02 1,29 1,24 1,33 1,29 1,10 1,28

Media 1,29 1,57 1,89 2,01 2,04 1,61 1,95 1,07 1,19 1,29 1,32 1,32 1,10 1,31

Tabla C.2. EDT (s) del aula vacía y ocupada con la fuente omnidireccional

C50


250 Hz 500 Hz 1 kHz 2 kHz 4 kHz C50 “sp” 250 Hz 500 Hz 1 kHz 2 kHz 4 kHz C50 “sp”

M2 -0,60 1,10 -1,80 -2,30 -0,30 -1,17 0,99 3,26 0,50 0,16 1,89 1,14

M3 0,70 -2,40 -1,70 -2,50 -0,40 -1,76 2,18 -0,17 0,62 -0,11 1,75 0,53

M4 0,00 -3,00 -3,70 -3,60 -2,50 -3,26 1,65 -0,78 -1,37 -1,15 -0,39 -0,96

M5 -2,70 -4,10 -3,70 -5,70 -3,60 -4,44 -1,27 -1,88 -1,38 -3,25 -1,47 -2,13

M6 -0,30 -5,70 -4,60 -4,10 -2,80 -4,14 1,23 -3,55 -2,30 -1,64 -0,65 -1,85

M7 -5,40 -2,60 -4,70 -5,30 -4,00 -4,42 -3,81 -0,41 -2,37 -2,87 -1,87 -2,13

M8 -1,20 -3,60 -2,80 -3,90 -0,80 -2,81 0,34 -1,43 -0,50 -1,48 1,36 -0,52

M9 -1,20 -5,30 -6,00 -5,40 -3,50 -5,06 0,35 -3,21 -3,57 -2,91 -1,33 -2,73

M1' 0,30 -1,90 -1,70 -2,10 -1,00 -1,70 1,84 0,24 0,66 0,43 1,17 0,65

M2' -4,10 -3,30 -2,70 -4,20 -1,70 -3,07 -2,63 -1,12 -0,29 -1,70 0,46 -0,72

M4' -2,00 -3,30 -3,90 -4,20 -2,40 -3,54 -0,41 -1,05 -1,54 -1,69 -0,17 -1,18

M5' -6,40 -5,40 -4,10 -4,20 -2,90 -4,03 -4,75 -3,22 -1,66 -1,69 -0,72 -1,67

M6' -2,40 -4,10 -4,70 -5,30 -4,00 -4,65 -0,77 -2,00 -2,26 -2,85 -1,85 -2,33

M7' -3,70 -5,80 -4,10 -4,10 -4,10 -4,36 -2,11 -3,65 -1,76 -1,58 -1,93 -2,02

M8' -7,10 -5,80 -4,90 -4,10 -3,00 -4,28 -5,61 -3,61 -2,56 -1,60 -0,82 -1,95

M9' -5,90 -4,30 -4,70 -3,70 -2,60 -3,77 -4,29 -2,11 -2,36 -1,26 -0,46 -1,46

Media -2,63 -3,72 -3,74 -4,04 -2,48 -3,53 -1,07 -1,54 -1,38 -1,58 -0,31 -1,21

Tabla C.3. C50 (dB) del aula vacía y ocupada con la fuente omnidireccional


103

D


125 Hz 250 Hz 500 Hz 1 kHz 2 kHz 4 kHz 125 Hz 250 Hz 500 Hz 1 kHz 2 kHz 4 kHz

M2 0,29 0,46 0,56 0,40 0,37 0,48 0,36 0,62 0,82 0,60 0,57 0,71

M3 0,43 0,54 0,37 0,40 0,36 0,48 0,52 0,70 0,55 0,60 0,55 0,70

M4 0,44 0,50 0,34 0,30 0,31 0,36 0,51 0,67 0,50 0,45 0,47 0,52

M5 0,28 0,35 0,28 0,30 0,21 0,30 0,33 0,45 0,41 0,45 0,33 0,44

M6 0,42 0,49 0,21 0,26 0,28 0,34 0,51 0,64 0,31 0,39 0,43 0,50

M7 0,44 0,23 0,35 0,25 0,23 0,28 0,54 0,30 0,52 0,38 0,35 0,41

M8 0,35 0,43 0,31 0,34 0,29 0,45 0,41 0,56 0,45 0,51 0,45 0,66

M9 0,32 0,43 0,23 0,20 0,22 0,31 0,39 0,57 0,33 0,31 0,34 0,45

M1' 0,29 0,52 0,39 0,40 0,38 0,44 0,35 0,68 0,57 0,61 0,60 0,65

M2' 0,43 0,28 0,32 0,35 0,28 0,41 0,51 0,36 0,47 0,54 0,43 0,59

M4' 0,33 0,39 0,32 0,29 0,28 0,37 0,39 0,51 0,47 0,44 0,43 0,54

M5' 0,26 0,19 0,22 0,28 0,27 0,34 0,32 0,25 0,33 0,43 0,43 0,50

M6' 0,26 0,36 0,28 0,25 0,23 0,28 0,32 0,49 0,41 0,39 0,35 0,41

M7' 0,46 0,30 0,21 0,28 0,28 0,28 0,54 0,40 0,31 0,43 0,44 0,41

M8' 0,15 0,16 0,21 0,25 0,28 0,34 0,18 0,21 0,31 0,37 0,44 0,49

M9' 0,10 0,21 0,27 0,25 0,30 0,35 0,12 0,27 0,40 0,38 0,46 0,52

Media 0,33 0,36 0,30 0,30 0,29 0,36 0,39 0,48 0,45 0,46 0,44 0,53

Tabla C.4. D del aula vacía y ocupada con la fuente omnidireccional

STI, %ALCons


STI %ALCons STI %ALCons

M2 8,77 0,55 2,55 0,81

M3 9,63 0,53 2,82 0,79

M4 11,48 0,50 3,58 0,75

M5 13,50 0,47 4,50 0,70

M6 11,36 0,50 3,65 0,74

M7 12,01 0,49 3,83 0,73

M8 10,37 0,52 3,20 0,77

M9 13,58 0,47 4,54 0,70

M1' 10,28 0,52 3,13 0,77

M2' 11,83 0,49 3,70 0,74

M4' 12,42 0,48 3,93 0,73

M5' 13,26 0,47 4,29 0,71

M6' 13,35 0,47 4,41 0,70

M7' 12,95 0,48 4,30 0,71

M8' 13,29 0,47 4,40 0,70

M9' 12,56 0,48 4,08 0,72

Media 11,92 0,49 3,81 0,74

Tabla C.5. STI y %ALCons del aula vacía y ocupada con la fuente omnidireccional


104

G

Aula vacía

Aula Ocupada

500 Hz 1 kHz Gmid 500 Hz 1 kHz Gmid

M2 20,60 17,70 19,15 17,95 14,87 16,41

M3 19,60 16,90 18,25 16,85 14,05 15,45

M4 19,20 16,60 17,90 16,47 13,73 15,10

M5 18,80 15,90 17,35 16,07 13,05 14,56

M6 18,70 16,50 17,60 16,06 13,67 14,87

M7 18,50 15,70 17,10 15,80 12,83 14,31

M8 19,20 16,40 17,80 16,53 13,57 15,05

M9 17,50 15,40 16,45 14,93 12,41 13,67

M1' 19,50 17,00 18,25 16,87 14,09 15,48

M2' 18,40 16,50 17,45 15,72 13,53 14,63

M4' 18,40 16,20 17,30 15,63 13,29 14,46

M5' 18,10 15,80 16,95 15,42 12,80 14,11

M6' 18,90 15,90 17,40 16,31 12,90 14,61

M7' 17,60 15,90 16,75 14,96 13,01 13,99

M8' 18,50 15,70 17,10 15,80 12,81 14,31

M9' 17,80 15,90 16,85 15,10 13,01 14,06

Media 18,71 16,25 17,48 16,03 13,35 14,69

Tabla C.6 G (dB) del aula vacía y ocupada con la fuente omnidireccional


105

Megafonía



125 Hz

250 Hz

500 Hz


250 Hz

500 Hz


MF1 1,64 1,75 2,01 1,98 1,99 1,54 2,00 1,34 1,31 1,36 1,32 1,30 1,07 1,34

MF2 1,41 1,54 2 1,95 1,97 1,58 1,98 1,18 1,19 1,35 1,30 1,29 1,09 1,33

MF3 1,54 1,64 1,96 1,96 1,9 1,5 1,96 1,27 1,25 1,33 1,31 1,26 1,06 1,32

MF1' 1,21 1,66 1,96 2,08 2,04 1,53 2,02 1,04 1,26 1,33 1,36 1,32 1,07 1,35

MF2' 1,29 1,54 2,08 2,03 1,95 1,57 2,06 1,10 1,19 1,39 1,34 1,28 1,09 1,36

MF3' 1,55 1,66 1,94 1,99 2,05 1,53 1,97 1,28 1,26 1,32 1,32 1,32 1,07 1,32

Media 1,44 1,63 1,99 2,00 1,98 1,54 2,00 1,20 1,24 1,35 1,33 1,30 1,08 1,34

Tabla C.7. TR (s) del aula vacía y ocupada con la megafonía

EDT


125 Hz

250 Hz

500 Hz


250 Hz

500 Hz


MF1 1,48 1,65 1,8 1,93 2,06 1,42 1,87 1,21 1,24 1,21 1,28 1,34 0,99 1,25

MF2 1,38 1,45 2,08 1,9 1,96 1,43 1,99 1,16 1,12 1,41 1,27 1,28 0,99 1,34

MF3 1,38 1,69 1,91 1,99 1,86 1,42 1,95 1,14 1,29 1,30 1,33 1,23 1,00 1,31

MF1' 1,62 1,58 1,8 2,07 1,9 1,44 1,94 1,39 1,20 1,22 1,36 1,23 1,01 1,29

MF2' 1,25 1,39 2,06 2,07 2,04 1,43 2,07 1,06 1,07 1,37 1,37 1,34 0,99 1,37

MF3' 1,45 1,62 1,95 1,93 1,91 1,46 1,94 1,20 1,23 1,33 1,28 1,23 1,02 1,31

Media 1,43 1,56 1,93 1,98 1,96 1,43 1,96 1,19 1,19 1,31 1,32 1,28 1,00 1,31

Tabla C.8. EDT (s) del aula vacía y ocupada con la megafonía

C50



MF1 -2,8 -4,8 -5,3 -4,5 -2,5 -4,25 -1,17 -2,58 -3,00 -2,09 -0,47 -1,99

MF2 -0,7 -4,8 -4,7 -4 -1,1 -3,57 0,76 -2,59 -2,43 -1,61 0,97 -1,32

MF3 -1,5 -4,8 -2,1 -3,1 -0,6 -2,48 0,04 -2,62 0,18 -0,78 1,39 -0,28

MF1' -2,7 -4 -2,8 -0,5 -0,2 -1,53 -1,14 -1,82 -0,41 1,96 1,82 0,76

MF2' -3,5 -2,7 -4,9 -2,5 0,2 -2,46 -2,04 -0,42 -2,56 -0,13 2,26 -0,18

MF3' -3,3 -2,7 -3,3 -4 -1,7 -3,06 -1,74 -0,54 -0,99 -1,53 0,32 -0,79

Media -2,42 -3,97 -3,85 -3,10 -0,98 -2,89 -0,88 -1,76 -1,54 -0,70 1,05 -0,63

Tabla C.9. C50 (dB) del aula vacía y ocupada con la megafonía


106

D



MF1 0,33 0,35 0,25 0,23 0,26 0,36 0,41 0,46 0,37 0,34 0,40 0,51

MF2 0,30 0,46 0,25 0,25 0,29 0,44 0,35 0,59 0,37 0,38 0,44 0,63

MF3 0,23 0,41 0,25 0,38 0,33 0,46 0,28 0,54 0,37 0,57 0,49 0,66

MF1' 0,29 0,35 0,28 0,35 0,47 0,49 0,34 0,46 0,42 0,53 0,73 0,70

MF2' 0,26 0,31 0,35 0,24 0,36 0,51 0,31 0,40 0,52 0,37 0,55 0,73

MF3' 0,15 0,32 0,35 0,32 0,29 0,41 0,18 0,42 0,51 0,48 0,44 0,58

Media 0,26 0,37 0,29 0,30 0,33 0,44 0,31 0,48 0,42 0,44 0,51 0,64

Tabla C.10. D del aula vacía y ocupada con la megafonía

STI, %ALCons



MF1 9,71 0,53 2,87 0,79

MF2 9,51 0,53 2,83 0,79

MF3 11,61 0,50 3,75 0,74

MF1' 8,12 0,56 2,20 0,84

MF2' 10,24 0,52 2,98 0,78

MF3' 12,02 0,49 3,94 0,73

Media 10,20 0,52 3,10 0,78

Tabla C.11. STI y %ALCons del aula vacía y ocupada con la megafonía


107

Microcadena



125 Hz

250 Hz

500 Hz


250 Hz

500 Hz


MC1 1,55 1,62 1,94 2,01 2,04 1,49 1,98 1,28 1,24 1,32 1,33 1,32 1,05 1,33

MC2 1,28 1,35 1,76 2 2,05 1,55 1,88 1,09 1,07 1,24 1,33 1,32 1,08 1,28

MC3 1,41 1,64 1,89 1,9 2,07 1,53 1,90 1,18 1,25 1,30 1,28 1,33 1,07 1,29

MC1' 1,54 1,69 1,96 2,06 2,12 1,51 2,01 1,27 1,28 1,33 1,35 1,35 1,06 1,34

MC2' 1,3 1,57 1,86 1,96 1,77 1,47 1,91 1,10 1,21 1,29 1,31 1,20 1,04 1,30

MC3' 1,32 1,64 1,95 2 2,04 1,52 1,98 1,12 1,25 1,33 1,33 1,32 1,07 1,33

Media 1,40 1,59 1,89 1,99 2,02 1,51 1,94 1,17 1,21 1,30 1,32 1,31 1,06 1,31

Tabla C.12. TR (s) del aula vacía y ocupada con la microcadena

EDT


125 Hz

250 Hz

500 Hz


250 Hz

500 Hz


MC1 1,14 1,41 1,75 1,79 1,9 1,4 1,77 0,94 1,08 1,19 1,19 1,23 0,99 1,19

MC2 1,14 1,46 1,78 1,58 1,58 1,4 1,68 0,97 1,16 1,25 1,05 1,02 0,98 1,15

MC3 1,3 1,6 2,05 2,19 1,91 1,53 2,12 1,09 1,22 1,41 1,48 1,23 1,07 1,44

MC1' 1,26 1,62 1,52 1,82 1,87 1,34 1,67 1,04 1,22 1,03 1,20 1,19 0,94 1,11

MC2' 1,33 1,66 1,82 1,94 1,87 1,47 1,88 1,13 1,28 1,26 1,30 1,27 1,04 1,28

MC3' 1,79 1,72 1,95 1,99 2,04 1,51 1,97 1,52 1,31 1,33 1,32 1,32 1,06 1,32

Media 1,33 1,58 1,81 1,89 1,86 1,44 1,85 1,11 1,21 1,25 1,25 1,21 1,01 1,25

Tabla C.13. EDT (s) del aula vacía y ocupada con la microcadena

C50



MC1 -4 -2,4 -3,7 -2,5 0,6 -2,01 -2,47 -0,24 -1,37 -0,04 2,57 0,25

MC2 -3,2 -5,2 -5,3 -2 1,1 -2,53 -1,90 -3,21 -2,98 0,47 3,14 -0,28

MC3 -2,2 -34,4 -15,8 -2,9 -0,6 -10,28 -0,66 -32,29 -13,58 -0,41 1,42 -8,03

MC1' -3,2 -34,3 -35,8 -40,1 1,6 -27,73 -1,61 -32,12 -33,43 -37,57 3,60 -25,42

MC2' -3,5 -2,5 -2,6 -2,1 -1,9 -2,24 -2,01 -0,42 -0,32 0,09 0,05 -0,10

MC3' -34,2 -33,5 -35,2 -4 -1,2 -15,53 -32,66 -31,33 -32,88 -1,54 0,81 -13,26

Media -8,38 -18,72 -16,40 -8,93 -0,07 -10,05 -6,89 -16,60 -14,10 -6,50 1,93 -7,81

Tabla C.14. C50 (dB) del aula vacía y ocupada con la microcadena


108

D



MC1 0,31 0,29 0,37 0,30 0,36 0,54 0,38 0,38 0,54 0,45 0,55 0,76

MC2 0,08 0,33 0,23 0,23 0,39 0,56 0,09 0,41 0,33 0,34 0,60 0,81

MC3 0,08 0,38 0,00 0,03 0,34 0,47 0,09 0,49 0,00 0,04 0,53 0,67

MC1' 0,26 0,32 0,00 0,00 0,00 0,59 0,31 0,43 0,00 0,00 0,00 0,84

MC2' 0,26 0,31 0,36 0,36 0,38 0,39 0,31 0,40 0,52 0,53 0,56 0,55

MC3' 0,22 0,00 0,00 0,00 0,29 0,43 0,26 0,00 0,00 0,00 0,44 0,62

Media 0,20 0,27 0,16 0,15 0,29 0,50 0,24 0,35 0,23 0,23 0,45 0,71

Tabla C.15. D del aula vacía y ocupada con la microcadena

STI, %ALCons



MC1 13,07 0,47 4,38 4,38

MC2 10,78 0,51 4,38 4,38

MC3 10,90 0,51 4,38 4,38

MC1' 11,07 0,51 4,38 4,38

MC2' 10,97 0,51 4,38 4,38

MC3' 11,89 0,49 4,38 4,38

Media 11,45 0,50 4,38 4,38

Tabla C.16. STI y %ALCons del aula vacía y ocupada con microcadena

109

Referencias

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[2] AENOR, “UNE-EN ISO 3382: Acústica. Medición del tiempo de

reverberación de recintos con referencia a otros parámetros acústicos”,

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[3] Consejería de Medio Ambiente de la Junta de Andalucía, “Decreto 6/2012:

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Andalucía”, 2012.

[4] Apart, “SDQ5P technical data sheet”. Documento en formato pdf accesible

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[5] LG, “Manual de usuario de LG FA162”. Documento en formato pdf

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recintos. Parte 2: Tempo de reverberación en recintos ordinarios”, 2008.

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[10] H. Arau, “Caracterización acústica de diversas salas de concierto de

nueva planta y rehabilitadas”, 1996. Documento en formato pdf accesible

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http://www.apart-audio.com/

http://www.lg.com/

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110

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[12] H. Arau, “¿Es el criterio acústico el paradigma de la excelencia acústica

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la dirección: http://www.sea-acustica.es/Coimbra08/ci001.pdf

[13] H. Arau, ABC de la acústica arquitectónica. CEAC, 1999.

[14] Àurea Acústica, Tabla de Coeficientes de Absorción, 2008.

[15] L.L. Beranek, “Audience and Seat Absorption in Large Halls”, Acoustical

Society of America, 32, nº6, 661-669, 1960.

[16] Intelligibility Conversion, cálculo de %ALCons a partir de STI. Página web

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http://www.sengpielaudio.com/calculator-ALcons-STI.htm

[17] Acoustic Design Ahnert, Ease 4.3 Users Manual, 2009.

[18] Cambridge ESOL, Handbook for Centres, University of Cambridge, 2013.

[19] L. Álvarez, A. Alonso, M. Galindo, T. Zamarreño y S. Girón, “Initial

acoustic model to simulate the sound field of the cathedral of Seville”

International Seminar on Virtual Acoustics. Valencia, España, 2011.

[20] Miller Acoustic Lab (Illinois Institute of Technology), “Animations,

Auralization and Visualizations in Acoustics”, documento web accesible en

la dirección: http://mypages.iit.edu/~muehleisen/acs_demos/

[21] Ecophon, “Sostenibilidad”, sección web accesible en la dirección:

http://www.ecophon.com/sostenibilidad



http://www.sea-acustica.es/Coimbra08/ci001.pdf

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