clase acustica laboratorio

ACÚSTICA Y ARQUITECTURA

ESCUELA DE ARQUITECTURA USACH – ALABORATORIO IV

LA ACÚSTICA COMO CIENCIA

PRINCIPIOS FÍSICOS DEL SONIDO

• SONIDO: VIBRACIÓN MECÁNICA QUE SE PROPAGA A TRAVÉS DE UN MEDIO ELÁSTICO Y DENSO CON LA CAPACIDAD DE PRODUCIR UNA SENSACIÓN AUDITIVA.



PRESIÓN SONORA (P): MAGNITUD QUE EXPRESA CUANTITATIVAMENTE EL SONIDO, CON INCREMENTOS Y DISMINUCIONES PERIODICAS ALREDEDOR DE UN VALOR DE EQUILIBRIO.

P0 : presión atmosféricaP : presión sonora



FRECUENCIA (f): NÚMERO DE OSCILACIONES POR SEGUNDOS DE LA PRESIÓN SONORA (P). SU MEDIDA ES EL HERTZIO (Hz)



TIPOS DE SONIDO

DETERMINISTAS

PERIÓDICO COMPLEJO

PERIÓDICO SIMPLE (TONO PURO)

PERIÓDICO COMPLEJO (FUNDAMENTAL)

SONIDO TRANSITORIO(IMPULSIVO)

SONIDO ALEATORIO(RUIDO)



PERIODICO SIMPLE



PERIÓDICO COMPLEJO



SONIDO TRANSITORIO



SONIDO ALEATORIO



BANDA DE FRECUENCIAS: RANGO HUMANO DESDE 20-20.000 HZ



VELOCIDAD DEL SONIDO (c):

En el aire: c ≈ 332 + 0,6*T°C (m/s) Ej: 20°C c = 344 m/s 1238 Km/h

En el acero: 5840 (m/s) En el agua: 1470 (m/s)

En la madera: 3900 (m/s) En el PVC: 2390 (m/s)



LONGITUD DE ONDA DEL SONIDO (λ): DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS CONSECUTIVOS DEL CAMPO SONORO QUE SE HALLAN EN EL MISMO ESTADO DE VIBRACIÓN EN CUALQUIER INSTANTE DE TIEMPO.

λ = c/f



PRESIÓN SONORA Y FRECUENCIA: RESPUESTA DEL OÍDO SEGÚN RANGO DE FRECUENCIAS



PROPAGACIÓN DEL SONIDO EN CAMPO DIRECTO:



PROPAGACIÓN DEL SONIDO EN UN RECINTO CERRADO:

• LA ENERGÍA RADIADA POR UNA FUENTE EN UN RECINTO CERRADO LLEGA A UN OYENTE CUALQUIERA DE DOS FORMAS DIFERENTES: FORMA DIRECTA Y FORMA REFLEJADA.

• EN UN PUNTO CUALQUIERA LA ENERGÍA DIRECTA DEPENDE DE LA DISTANCIA A LA FUENTE SONORA, MIENTRAS QUE LA ENERGÍA REFLEJADA DEPENDE DEL CAMINO RECORRIDO POR EL RAYO SONORO Y EL GRADO DE ABSORCIÓN DE LAS SUPERFICIES.



PROPAGACIÓN DEL SONIDO EN UN RECINTO CERRADO:



OTROS FENÓMENOS FÍSICOS EN EL ESPACIO:

• DIFUSIÓN – DIFRACCIÓN – ECO FLOTANTE

ACONDICIONAMIENTO ACÚSTICO

• OBJETIVO: IRRADIAR HOMOGÉNEAMENTE EL SONIDO DE UNA FUENTE SONORA EN TODAS LAS DIRECCIONES DE UN RECINTO, LOGRANDO UN CAMPO SONORO DIFUSO IDEAL.


• TIEMPO DE REVERBERACIÓN: es el tiempo (en segundos) que transcurre desde que el foco emisor se detiene hasta el momento en que el nivel depresion sonora SPL decae 60 dB con respecto a su valor inicial.

Formula de Sabine:


• ABSORCIÓN DE UN MATERIAL: se representa mediante el llamado coeficiente de absorcion α. Definido como la relación entre la energia absorbida por dicho material y la energia incidente o reflejada, que varia con la frecuencia.


• ABSORCIÓN TOTAL DE UN RECINTO ATOT: se define como la suma de todas y cada una de las absorciones individuales de los materiales que conforman un recinto multiplicado por el área de superficie correspondiente a cada uno.

A partir de Atot es posible calcular el coeficiente medio de absorcion α dividiendo la absorcion total A por la superficie total del recinto St:


• TIEMPO DE REVERBERACIÓN: es el tiempo (en segundos) que transcurre desde que el foco emisor se detiene hasta el momento en que el nivel depresion sonora SPL decae 60 dB con respecto a su valor inicial.

Formula de Sabine:

ACONDICIONAMIENTO ACÚSTICOMateriales

COEFICIENTE DE ABSORCIÓN: disipacion de energia en forma de calor que se produce en las capas de aire adyacentes a cada una de las superficies


VALORES RECOMENDADOS DE TIEMPO DE REVERBERACIÓN: media aritmética de los valores correspondientes a las bandas de 500 Hz y 1kHz, el cual se denomina como Rtmid.

Depende tanto del volumen del recinto como de la actividad a la que se haya previsto destinarlo.

CRITERIOS ACÚSTICOS SALAS DE ENSAYOMateriales

MATERIALES ABSORBENTES POROSOS:

La disipacion de energia en forma de calor se produce cuando la onda entra en contacto con las paredes de sus poros. Cuanto mayor sea el numero de canales, mayor será la absorcion producida.

MATERIALES ABSORBENTES POROSOS:


MATERIALES ABSORBENTES SUSPENDIDOS EN TECHO: se suelen utilizar en espacios de dimensiones medias o grandes, como por ejemplo, comedores, talleres, fabricas y polideportivos



MATERIALES ABSORBENTES SELECTIVOS (RESONADORES):

Absorcion en frecuencias medias - bajas.

Son elementos que presentan una curva de absorcion con un valor máximo a una determinada frecuencia (frecuencia de resonancia), y depende de las caracteristicas tanto fisicas como geometricas del resonador. Generalmente situada por debajo de los 500 Hz.

1. Resonador de membrana2. Resonador simple de cavidad3. Resonador multiple de cavidad (ranurado o perforado)4. Resonador multiple de cavidad a base de listones

RESONADOR DE MEMBRANA:

Formado por un panel no poroso y flexible, montado a una cierta distancia de una pared rigida con objeto de dejar una cavidad cerrada de aire entre ambas superficies



RESONADOR SIMPLE DE CAVIDAD (HELMHOLTZ):

Formado por una cavidad cerrada de aire conectada a la sala a traves de una abertura o cuello estrecho. El volumen de la cavidad se indica por V, mientras que la seccion transversal y la longitud del cuello se representan por S y L.


RESONADOR SIMPLE DE CAVIDAD (HELMHOLTZ):


RESONADOR MULTIPLE DE CAVIDAD (RANURADO O PERFORADO):


DIFUSOR ACÚSTICO:

Se encargan de dispersar, uniformemente y en multiples direcciones la energia sonora la energia sonora incidente.


DIFUSOR ACÚSTICO QRD: en 1D y 2D. Profundidad frecuencia mínima de difusión, ancho frecuencia máxima.


DIFUSOR ACÚSTICO PRD: primitive roots difusor


DIFUSOR ACÚSTICO MLS: Maximum Length Frequence. La anchura es menor o igual a la mitad de la longitud de onda de frecuencia donde se desea el efecto de dispersion máxima. Mejoran sobre todo el efecto de dispersion del sonido tangencial.

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