diseÑo de sistema de sonorizaciÓn basado en inteligibilidad

1

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

DISEÑO DE SISTEMA DE SONORIZACIÓN BASADO EN INTELIGIBILIDAD

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

S O N I D O E I M A G E N

M Á L A G A , 2 0 1 0 E D U A R D O J . S I P I E P O

3

E S C U E L A T É C N I C A S U P E R I O R D E

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

U N I V E R S I D A D D E M Á L A G A

Titulación: Ingeniería Técnica de Telecomunicación

IMAGEN Y SONIDO

Reunido el tribunal examinador en el día de la fecha, constituido por:

D./Dª. _________________________________________________________________________________________

D./Dª. _________________________________________________________________________________________

D./Dª. _________________________________________________________________________________________

para juzgar el Proyecto Fin de Carrera titulado:

DISEÑO DE SISTEMA DE SONORIZACIÓN BASADO EN INTELIG IBILIDAD

del alumno/a D. Eduardo J. Sipi Epo

dirigido por D. Jose Francisco Paris Angel

ACORDÓ POR ______________________________________ OTORGAR LA CALIFICACIÓN DE

_______________________________________________

Y, para que conste, se extiende firmada por los componentes del tribunal, la presente diligencia

Málaga, a ______ de __________________ de _________

El/La Presidente/a El/La Vocal El/La Secretario/a

Fdo.: _________________ Fdo.: _________________ Fdo.: _________________

5

E S C U E L A T É C N I C A S U P E R I O R D E

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

U N I V E R S I D A D D E M Á L A G A

DISEÑO DE SISTEMA DE SONORIZACIÓN BASADO EN LA INTE LIGIBILIDAD

REALIZADO POR:

Eduardo J. Sipi Epo

DIRIGIDO POR:

Jose Francisco Paris Angel

DEPARTAMENTO DE: Ingeniería de Comunicaciones

TITULACIÓN: Ingeniería Técnica de Telecomunicación

Sonido e Imagen

PALABRAS CLAVE: Inteligibilidad, RASTI, Megafonía, %ALcons, Tiempo de Reverberación, Absorción, Ruido de Fondo, Evacuación, Linea de 100V.

RESUMEN: Siendo la comunicación hablada el medio fundamental de relación entre individuos,

existe la necesidad de que el intercambio de información sea fiable y sin distorsiones, es decir, que el

mensaje que va desde el emisor al receptor sea claramente inteligible.

Las diferentes alteraciones en el proceso de envío de mensajes, se pueden producir por distintas

razones y condiciones, como por ejemplo: el nivel de señal, el tiempo de reverberación, la distancia, el

nivel de ruido de fondo, el tipo de ruido, etc. Todos estos parámetros están relacionadas en un concepto

que abarca este análisis: la inteligibilidad de la palabra, entendida ésta como “el correcto reconocimiento

por un oyente de las palabras dichas por un hablante o emitidas por una fuente”.

La evaluación de la inteligibilidad, es algo que suele olvidarse en casi todo tipo de

construcciones; su determinación y el modo de conseguir que sea la adecuada para el fin que nos ocupa,

se describe a lo largo del proyecto.

Málaga, Septiembre 2010

7

“Lo imposible es el fantasma de los tímidos

y el refugio de los cobardes”

N.B.

9

AGRADECIMIENTOS

Gracias a Jose Paris por su orientación en el desarrollo del proyecto como tutor

y, como profesor, porque tus asignaturas me han hecho que me encante esta carrera.

A Salvador Luna por aguantar mis palizas y conjeturas. A Cristina Urdiales por su

interés y a su amiga Berta por su inestimable ayuda. Y, en definitiva, gracias a todo el

profesorado que me ha ayudado a adquirir los conocimientos necesarios a lo largo de

todos estos años para el futuro.

Gracias anticipadas a todos los que estaréis presentes el día de mi exposición,

por emplear unas horas de vuestro preciado tiempo en venir a comprobar que decía la

verdad: ¡voy a terminar!

Gracias a Antonio Álvarez (Optimus) y Pedro Cano (Biphase) por su

asesoramiento. A Ana Belén Sarmiento; no nos conocemos, pero tu proyecto me ha

servido de gran ayuda. A Pedro Ramírez por sus consejos y predisposición. A Jesús

Manuel Serrano; si tenéis cualquier duda, preguntadle a él, ¡lo sabe todo! A mi cuñado

Falín y a Jorge (cuida de mi Mari o ya sabes…) por sus consejos sobre Autocad. A

Lennon Álvarez por tu ayuda con los dibujitos en una semana tan difícil.

Gracia a los compañeros que me dejaron atrás: Paco Palomares y Javi Oviedo

(Ruidoff) por su ayuda, asesoramiento y consejo en la recta final. En especial a

Gonzalo Pérez, lo tuyo ha sido para que no te llame más en los próximos años,

gracias Gonx.

Gracias a esos otros muchos compañeros y amigos que, aunque no os haya

citado, me habéis prestado vuestra ayuda a lo largo de todo este tiempo, académica o

personalmente y que incluso con vuestras decisiones en la vida, me habéis ayudado

incluso a tomar las mías.

Gracias a todos mis amigos por no cesar en la eterna pregunta: “¿cuánto te

queda?” Aunque no lo sepáis, me ha ayudado a llegar aquí; por aburrimiento y

vergüenza…

A todos los profesores que he tenido desde el colegio, porque vosotros me

habéis dado la orientación necesaria para alcanzar todas mis metas.

10

Gracias a mi colega Jojjo, que hará que algún día termine dedicándome a algo

que no tenga nada que ver con esto… No quiero olvidarme de sus padres: Imi e Isaac.

Gracias mi nueva familia, los Arroyo Cardenete. He tenido mucha suerte.

Gracias a toda Lérida, en especial al Pare y a la Mare, a mi querida prima

Sonia y a tod@s.

Gracias a mi familia: a mi madre sin la cual no estaría aquí y a mi hermano, el

Gran Sipi, por ser mi modelo durante muchos años y protegerme en tiempos difíciles.

A toda mi familia distribuida por la geografía española y parte del extranjero, los

cuales también han estado ahí dándome su apoyo.

En especial quiero agradecer a mi tío Mariano su apoyo constante y su fe en mí

al no dejar que me desviara en mi camino y por darme los valores y educación

necesarios para convertirme en la persona que soy. A los que no están y que siempre

he tenido muy presentes y que sé que desde alguna parte velan por mí: gracias Papá

y gracias Abuela.

No puedo olvidarme de los Grandes, los que habéis estado a mi lado en los

últimos y muy difíciles meses de mi vida; ya sabéis de qué hablo. Aunque no os lo he

puesto fácil, os habéis empeñado en estar ahí.

Por último, a mi motor, a la dueña de mi corazón, a mi Bicho. Sabes que sin ti

estaría intentando aprobar Señales y Sistemas todavía. Gracias por ponerme las pilas

y por hacer que mi vida tuviese un rumbo y un objetivo. Esto es tan mío como tuyo.

Gracias a tod@s

Edu.

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ÍNDICE

Capítulo 1: INTRODUCCIÓN

1.1 Descripción Básica 1.2 Objetivos 1.3 Estructura

Capítulo 2: ASPECTOS GENERALES DE SISTEMAS DE SONORIZACIÓN BASADOS EN INTELIGIBILIDAD

2.1 Nociones De Acústica De Recintos 2.1.1 Distribución Del Sonido En Un Recinto

2.1.2 Formulación 2.2 Recubrimiento Sonoro 2.3 Red De Distribución 2.4 Nociones De Inteligibilidad 2.4.1 Valoración De Inteligibilidad 2.4.2 RASTI 2.4.3 Normativa

Capítulo 3: METODOLOGÍA PARA POYECTOS DE SONORIZACIÓN BASADOS EN LA INTELIGIBILIDAD

3.1 Datos Preliminares Para El Diseño. Recogida De Medidas 3.2 Metodología De Diseño 3.3 Validación Del Diseño

Capítulo 4: APLICACIÓN A LA SONORIZACIÓN DE UNA CLÍNICA DENTAL

4.1 Descripción De Instalaciones 4.2 Tiempo De Reverberación Y Ruido De Fondo 4.3 Diseño Preliminar Del Sistema De Sonorización 4.4 Diseño Final Del Sistema De Sonorización

Capítulo 5: DISEÑO DE LA RED DE DISTRIBUCIÓN

5.1 Introducción 5.2 Diseño Del Sistema De Sonorización 5.3 Instalación Del Sistema De Sonorización

12

Capítulo 6: CONCLUSIONES Y LÍNEAS FUTURAS

6.1 Conclusiones 6.2 Líneas Futuras

APÉNDICE A: DATOS

APÉNDICE B: TABLAS DE CÁLCULO

APENDICE C: PLANOS Y ESQUEMÁTICOS

PRESUPUESTO

BIBLIOGRAFÍA

REFERENCIAS

SOFTWARE

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CAPÍTULO 1

INTRODUCCIÓN

1.1.- DESCRIPCIÓN BÁSICA

En la actualidad, todos los locales públicos deben estar provistos de un sistema

de evacuación que cumpla una serie de especificaciones técnicas que impone la

normativa. Es de vital importancia contar con una serie de condiciones de calidad para

casi cualquier aplicación acústica; no basta con que la información se “oiga”, es

necesario que ésta se “entienda” y cada vez son más las aplicaciones que tienen en

cuenta estas características.

Se pretende diseñar un sistema de sonorización basado en la inteligibilidad, de

manera que cumpla con los requisitos específicos y técnicos de la normativa vigente

acerca del diseño e instalación de este tipo de sistemas y pueda ser empleado como

tutorial que defina una metodología de diseño.

Este diseño debe garantizar que para una determinada altura

(aproximadamente la del oído de una persona de estatura media situada de pie), se

cumplan una serie de requisitos mínimos de inteligibilidad, de manera que se pueda

definir un plano en el espacio donde su superficie venga caracterizada por una

inteligibilidad mínima.

Fig. 1.1. Plano en el espacio a una altura de 1,60m.

14

En el presente proyecto se definirán los procedimientos, pasos y metodología

de diseño para sistemas sonoros, de manera que se pueda emplear como tutorial para

cualquier proyecto de este tipo. Para ello se usará la normativa vigente para sentar las

bases de nuestro diseño.

Finalmente, se aplicarán los conocimientos adquiridos a un caso real para

demostrar su adaptabilidad y viabilidad en una posible implementación.

1.2.- OBJETIVOS

Los objetivos principales de este proyecto son básicamente dos:

1. Evaluar la inteligibilidad de la palabra en un recinto.

Se utilizarán todos los procedimientos y métodos de análisis necesarios

para la evaluación de la inteligibilidad de un recinto, de manera que se

aseguren unos valores mínimos de calidad preestablecidos. Para ello se

adaptará a la normativa vigente para este tipo de sistemas y a la

documentación existente que describe y justifica los métodos, fórmulas y

procedimientos que se seguirán.

En caso de que no se llegase a los mínimos preestablecidos, se

propondrán mejoras para que se alcancen dichos mínimos.

Para nuestro fin, se definirán los aspectos generales de sistemas de

sonorización basados en la inteligibilidad, que permitan entender cuáles

son las necesidades y el por qué de las mismas; se desarrollará una

metodología de trabajo para proyectos de sonorización basados en la

inteligibilidad y, por último, se aplicarán todos los conocimientos adquiridos

y la metodología desarrollada para llevar todo nuestro estudio a una

aplicación real.

15

2. Determinar las necesidades electroacústicas para la implementación del

sistema de sonorización.

Una vez analizado el recinto, evaluada la inteligibilidad del mismo y

comprobado el cumplimiento de los requisitos mínimos exigidos, se

diseñará toda la red de distribución, justificando todos los equipos,

materiales y elementos electro-acústicos necesarios, así como su

localización.

En la aplicación real, se incluirá su cotización de manera que se valoren los

precios de mercado y se realice un proyecto acorde a una buena relación

calidad/precio.

1.3.- PLAN DE DESARROLLO

El plan de desarrollo de este proyecto se realiza en cuatro fases bien

diferenciadas:

I. Estudio de los aspectos generales de sistemas de sonorización:

Se abordarán todas las nociones teóricas sobre acústica que permitan

entender el problema y las necesidades que se desean cubrir. Se definirán los

parámetros que nos permitirán la evaluación de los recintos para la

implementación de este tipo de sistemas, bajo unas condiciones específicas de

calidad, definidas en la normativa. Finalmente se comentarán los aspectos

generales a tener en cuenta para la implementación de estos sistemas.

II. Desarrollo de una metodología para proyectos de sonorización basados en la

inteligibilidad:

Se realizará un esquema de trabajo donde se definirán todos los pasos a

seguir de manera ordenada, para que, de esta manera, queden definidos los

procedimientos a seguir para este tipo de proyectos.

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En este punto se abordarán los datos preliminares necesarios, se justificará la

toma de medidas, las hipótesis y consideraciones a tener en cuenta por el

diseñador, la validez de las mismas, según las particularidades de cada

proyecto individual y se aplicará la normativa vigente para la validación de los

resultados finales.

III. Aplicación a un caso real. Sonorización de una clínica dental:

Llegados a este punto, tenemos todas las herramientas necesarias para llevar

el estudio a una aplicación real. En nuestro caso, se tratará de diseñar un

sistema de sonorización para un recinto con unas particularidades específicas

y deberemos ser capaces de utilizar todos los conocimientos adquiridos en los

puntos anteriores para ser aplicados, de manera que, según los inconvenientes

y situaciones que nos encontremos, seamos capaces de solventarlas para

ejecutar e implementar un sistema sonoro de garantías.

Igualmente, se debe adaptar nuestro diseño a la normativa vigente y justificar

todas las bases y consideraciones tenidas en cuenta para el cumplimiento del

diseño.

En esta fase se describirá el recinto de estudio, se realizará y justificará la

toma de medidas, se determinarán los datos preliminares necesarios para el

cálculo de parámetros, se calcularán, tabularán y analizarán los parámetros

fundamentales derivados de los datos preliminares necesarios para las

valoraciones y se evaluará la inteligibilidad del recinto de manera que, si

cumple las necesidades técnicas se pueda implementar un sistema de

sonorización válido y, si por el contrario no se cumplen, se propongan mejoras

que permitan implementarlo.

IV. Conclusiones:

En esta última fase, se comentarán las conclusiones a las que se halla podido

llegar durante el desarrollo del proyecto, las particularidades y problemas

típicos derivados del diseño de este tipo de sistemas, las consideraciones y

soluciones que tomadas para subsanarlos, así como las posibles líneas a

seguir para su resolución.

17

Igualmente se plantearán preguntas a resolver para mejorar y completar este

proyecto y se valorará la metodología seguida como posible tutorial de diseño

de sistemas de sonorización basados en la inteligibilidad.

1.4.- ESTRUCTURA

La memoria se puede estructurar en tres grandes bloques:

A. Parte Teórica.

En este primer bloque, que consta de los capítulos 2 y 3, se exponen los

conceptos teóricos necesarios para el entendimiento del proyecto.

El capítulo 2 se centra en todos los aspectos teóricos generales y

conocimientos necesarios para abordar este tipo de diseños. En él se habla de

las peculiaridades de los parámetros que determinan y caracterizan los

recintos, las teorías que sustentan su análisis, así como los criterios para el

diseño acústico de los recintos (esto es, las definiciones y valores

recomendados de los parámetros acústicos utilizados para analizar los

recintos).

El capítulo 3, por su parte, se centra en la metodología de diseño, es decir,

cuales son los pasos a seguir por un ingeniero para diseñar un sistema de

sonorización basado en la inteligibilidad.

B. Parte Práctica.

En el capítulo 4, se compilan todas las tablas descriptivas del recinto a

estudiar, medidas, niveles, gráficas e ilustraciones para la evaluación de la

inteligibilidad de un caso real: una clínica dental. Además se propone una

implementación atendiendo al estudio realizado, validado por los criterios

establecidos en el apartado teórico.

18

C. Apéndices.

Es una extensión dedicada íntegramente a los elementos utilizados en el

desarrollo de este proyecto (tablas características de materiales, medidas,

diagramas, etc.) y equipos necesarios para su implementación.

Los apéndices se subdividen en cuatro partes: un apéndice A donde

localizaremos todo lo referente a datos preliminares (coeficientes de absorción,

curvas NC, valores máximos de los índices de ruido permitidos, etc.), un

apéndice B con tablas de todos los parámetros de cálculo necesarios para el

desarrollo del proyecto y un apéndice C donde encontraremos todos los planos

y esquemáticos referentes a nuestra aplicación real.

19

CAPÍTULO 2

ASPECTOS GENERALES DE SISTEMAS DE

SONORIZACIÓN BASADOS EN

INTELIGIBILIDAD

Lo que se pretende en este capítulo es que al final del mismo, el lector tenga

todos los conocimientos básicos necesarios para abordar un proyecto de este tipo.

Nuestro objetivo no es dar un curso completo de “Acústica de Recintos”, sino

dar una visión global de los conocimientos básicos necesarios para el desarrollo de

este tipo de proyectos, por tanto, nos centraremos en explicar los parámetros y

variables precisas para nuestro fin, sin extendernos en ello.

2.1.- NOCIONES DE ACÚSTICA DE RECINTOS

Para analizar el comportamiento de un sonido en el interior de un recinto

cerrado, partimos de una fuente puntual que emite una señal de audio. Esta señal se

propaga por todo el recinto, hasta que llega al receptor u oyente. Pero no existe sólo

un camino de transmisión, sino que existen miles que podemos clasificar en dos

grupos:

- Sonido Directo: Es el sonido emitido por la fuente que recibe el oyente

directamente, es decir, el sonido que recibiría el receptor en espacio libre,

donde no existen reflexiones o, lo que es lo mismo, el sonido que va en línea

recta desde la fuente al oyente. Sólo depende de la distancia, disminuyendo

su nivel a razón de 6 dB cada vez que se duplica la distancia a la fuente (Ley

Cuadrática Inversa).

20

- Sonido Reflejado: Es el sonido procedente de los infinitos choques de la señal

sonora con las superficies del recinto. Dentro de este último, podemos hacer

una clasificación en base al tiempo transcurrido desde que llegó al oyente el

sonido:

o Primeras reflexiones o Reflexiones tempranas: aquellas que llegan al

receptor dentro de los 100 mseg que siguen a la recepción del sonido

directo (este límite temporal puede variar según la forma y volumen de

la sala y también a la aplicación a la que se destine).

o Cola reverberante o Reflexiones tardías: son las que llegan después de

las tempranas y suelen corresponder a reflexiones de orden superior a

3. Su nivel sonoro es menor y su densidad es mayor que las reflexiones

tempranas, cuya llegada está discretizada, aunque el oído las integre y

las perciba como un sonido único. Éstas determinan cómo es la

reverberación del recinto, es decir, el tiempo que el sonido permanece

en el. Depende fundamentalmente de las características de los

paramentos de la sala, pero también influyen en él, el volumen del

recinto y su forma.

Fig. 2.1. Propagación del sonido en una sala

Estas reflexiones, que por tener un camino más largo, llegarán más tarde al

oyente, se suman al sonido directo, de manera que lo que recibe el oyente, a simple

vista, es la suma de la señal con copias de sí misma retardadas en el tiempo y

atenuadas en nivel.

21

El oído se comporta como un integrador y para que no exista solapamiento

acústico entre sonido directo y reflejado, el primer retardo, o retardo inicial (ζi) debe ser

mayor que un tiempo ζo, en concreto:

ζi ≥ ζo ≈ 100 ms

Si eso ocurre, el oído es capaz de diferenciar sonido directo de sonido reflejado, de

esta manera lo que apreciamos es lo que denominamos eco.

Si por el contrario

ζi << ζo

El oído no es capaz de diferenciar las reflexiones del sonido directo (se aprecia como

un alargamiento y emborronamiento de la señal) y nace el fenómeno de reverberación.

Ambos son aspectos importantes a tener en cuenta en el diseño de sistemas

de sonorización, pero para nuestro diseño, no se tendrá en cuenta el fenómeno del

eco, dado que este proyecto está enfocado a recintos para los cuales el eco no es un

fenómeno a muy habitual dadas las dimensiones que se tratan.

En cuanto a la reverberación, se puede decir que es el fenómeno clave para el

diseño de cualquier sistema de sonorización de un recinto cerrado. Se puede definir

como la permanencia del sonido en un recinto, tras haber cesado la fuente que lo

produjo. Éste es el principal fenómeno que caracteriza a un recinto y gracias a el, se

pueden definir todas sus cualidades y predecir diversos problemas y/o necesidades.

Pero para que todo lo mencionado sea válido, deben darse una serie de

condiciones que validen estas afirmaciones.

En relación a todo esto, se introduce el concepto de Campo Difuso y se define

como el caso ideal de campo reverberante, el cual debe cumplir tres condiciones:

1. Todas las ondas reflejadas llegan a todos los puntos del interior desde

diferentes direcciones, siendo todas ellas equiprobables.

22

2. La energía acústica media en un punto, se obtiene sumando aritméticamente

los valores medios de la energía de cada rayo que pasa por ese punto,

asumiendo siempre que los rayos están incorrelados.

3. La densidad de energía en un instante de tiempo definido, es la misma en

cualquier punto del recinto, por tanto, es posible hacer un estudio del recinto

independientemente del punto elegido dentro del campo difuso.

El estudio de campo difuso, será válido cuando:

- El recinto sea mucho mayor que la longitud de onda (λ) de la onda acústica,

- Las paredes sean poco absorbentes, o lo que es lo mismo, tenga alta

reverberación, dado que necesitamos muchas reflexiones,

- Todas las paredes tengas características parecidas de absorción.

Para poder iniciar el estudio, se parte de la hipótesis de que en los recintos de

estudio, se van a cumplir las condiciones mencionadas anteriormente, es decir, se

considera en todos los casos que se cumplen las condiciones de campo difuso.

Si se hiciese una lectura del nivel SPL de una señal dentro de un campo difuso,

donde se emite un sonido desde una fuente, y se representara dicho nivel en función

de la distancia a la fuente, obtendríamos un gráfica de este tipo:

Fig. 2.2. Caída del sonido directo en función de la distancia.

23

En la gráfica se distinguen dos zonas:

- Campo Directo: es la zona de radiación directa y el nivel en esta zona

dependerá de la potencia de la fuente, de la distancia al foco sonoro y de la

directividad de la fuente. A su vez, esta zona puede subdividirse en dos:

o zona de campo próximo: zona próxima a la fuente, donde predomina el

sonido directo. Sus dimensiones variarán dependiendo de las

dimensiones de la fuente, las características de radiación de la misma y

su frecuencia de trabajo. Zona de difícil estudio.

o zona de campo lejano: zona con comportamiento de onda libre. La

caída de nivel de presión sonora en de 6 dB al duplicar la distancia a la

fuente.

- Campo Reverberado: zona donde el campo tiende a ser contante, dado que los

sonidos reflejados van teniendo los mismos niveles que el sonido directo,

aportando energía a los puntos de la zona. El nivel en esta zona estará

condicionado por la absorción total que tenga el recinto y el tiempo de

reverberación, parámetros que se estudiarán en profundidad.

Además de todo esto, existe otro parámetro vital de análisis: la distancia crítica

(dc). Es aquella en la que el campo directo y el campo reverberante coinciden, o lo que

es lo mismo, es el punto donde pasamos de campo directo a campo reverberante. Se

puede apreciar mejor en la siguiente gráfica:

Fig. 2.3. Caída del sonido directo en función de la distancia.

24

Analizando toda esta información, se deduce que existen zonas donde no se

podría aplicar la teoría de campo difuso, dado que no se cumplen esas condiciones;

estas zonas serían: cerca de la fuente y en las superficies de los paramentos. No

obstante, se partirá de la hipótesis de que se puede aplicar la teoría de campo difuso a

todo el recinto.

TEORÍA ESTADÍSTICA

La Teoría Estadística es la teoría utilizada para analizar la reverberación de un

recinto. Parte de la hipótesis inicial de que las condiciones del recinto a estudiar son

tales que la distribución del campo acústico en su interior se asemeja a la distribución

de campo difuso.

Los materiales acústicos vienen caracterizados por un parámetro denominado

coeficiente de absorción acústico (αs), necesario para poder determinar la absorción

de los paramentos de un recinto debido a su superficie. Se entiende por absorción la

disminución de energía sonora que sufre una señal al chocar con una superficie.

Al incidir una onda acústica en una superficie, parte de la onda se disipa en

forma de calor, parte se transfiere al medio adyacente y parte se refleja hacia el mismo

medio. La suma de la energía disipada y la transmitida al medio adyacente, provoca

una variación en la energía de la onda sonora. Esta variación dependerá de la

intensidad de la misma, de la distancia recorrida y de las características de la

superficie contra la que incide la onda sonora. Básicamente, se puede decir que es la

causa de que la energía acústica de un recinto no crezca indefinidamente.

La forma de calcular la absorción de una superficie en un recinto, se rige por la

siguiente fórmula:

As = αs· S [m2] [1]

S se corresponde con la superficie del material absorbente.

También pueden existir objetos aislados o elementos individuales que

contribuyen a la absorción total del recinto y será necesario tenerlos en cuenta. Existe

otro parámetro que caracteriza los elementos unitarios incluidos en recintos donde se

25

realizan estudios acústicos, se denomina coeficiente de absorción unitario equivalente

(αu). Gracias a él, se obtiene la absorción de los objetos aislados que existan en la

sala según la fórmula:

Au = αu· N [m2] [2]

N representa el número de elementos con el mismo coeficiente.

La absorción total existente en el recinto será la suma de todas las

contribuciones, tanto superficies, como elementos unitarios:

Atotal = ∑ + ∑ [3]

Existe una tercera aportación a la absorción total del recinto, es la absorción

debida al aire, pero las pérdidas por este fenómeno no son importantes por debajo de

1kHz y en cualquier caso, el no tenerlas en cuenta, favorece el estudio dado que lo

que interesará será aumentar la absorción total.

Ahora se puede definir el parámetro que mejor define el acondicionamiento

acústico de un recinto con campo aproximadamente difuso: el tiempo de reverberación

(Tr60).

El tiempo de reverberación es el parámetro que define la reverberación que

existe en un recinto. Se define como el tiempo que tarda en atenuarse la energía

sonora emitida por una fuente en el interior de un recinto 60 dB por debajo del nivel

constante, después de que ésta se apague, es decir, el tiempo que tarda el recinto en

absorber su energía acústica.

Para el cálculo del tiempo de reverberación, se optará por uso la fórmula de

Millington-Sette, donde es necesario calcular un coeficiente de absorción equivalente:

Tr60 = ,

[4]

V es el volumen de la sala. La forma de calcular As se describe en la fórmula [1],

donde, según Millington-Sette, el αs que se usa es un equivalente y se calcula de la

siguiente manera:

26

αseqi = Ln [5]

Existen otras fórmulas para el cálculo del tiempo de reverberación (Sabine,

Eyring), pero Millington-Sette es la más robusta.

En la siguiente tabla se muestra una relación de tiempos de reverberación

típicos para usos de diferentes salas:

Uso Tr60 (seg)

Teatro o palabra hablada 0,4 - 1 seg

Música de cámara 1 - 1,4 seg

Música orquestal 1,5 seg

Ópera 1,6 - 1,8 seg

Música coral o sacra hasta 2,3 seg

Tabla 2.1. Tiempos de reverberación típicos para cada uso.

2.2.- RECUBRIMIENTO SONORO

La situación de los altavoces tiene un efecto importante en el funcionamiento

de un sistema sonoro. Según la utilidad, existen configuraciones que se comportan

mejor que otras. Se pueden situar los altavoces en columna, en abanico, en el techo,

etc. Independientemente de la configuración, ésta debe garantizar una iluminación tal

que se garanticen unas condiciones mínimas. En proyectos basados en la

inteligibilidad, este fenómeno es fundamental, dado que la iluminación determinará los

puntos que “pueden” cumplir las condiciones especificadas.

La mayoría de proyectos de megafonía, optan por la configuración de techo,

dado que es la que garantiza el estudio más sencillo y, a la vez, más homogéneo. La

imagen 2.1. muestra algunos ejemplos.

.

27

Imagen 2.1. Configuración de altavoces de techo.

Un altavoz situado en el techo presentaría el siguiente esquema:

Fig. 2.4. Esquema de un altavoz de techo.

Un aspecto muy importante en el control de coberturas es el Q del altavoz.

Debe tenerse en cuenta que para las zonas que queden en el campo directo del

altavoz, es relevante el valor Q en cada dirección de emisión. Sin embargo, en campo

reverberado el nivel de presión reverberante es el mismo en todos los puntos, por lo

que es independiente de la dirección del sonido. Pero este Q, dependiendo de la

dirección, sí influye en la inteligibilidad, aunque el oyente esté en campo reverberante,

y por ello es importante controlar la orientación del altavoz.

Analizando la cobertura de un altavoz, observamos como la figura que forma

en el plano de oyentes, es una circunferencia. Todos los puntos de la circunferencia

equidistan del altavoz una distancia d y corresponden a una dirección con un mismo

Q, por lo que todos eso puntos tendrán el mismo nivel de presión.

28

Fig. 2.5. Superficie de iluminación de un altavoz de techo a una determinada altura.

En la mayoría de los casos, los recintos a cubrir serán rectangulares, mientras

observamos que las coberturas de los altavoces son redondeadas. Esto ocasionará

una cierta problemática que se solventa dependiendo de las exigencias del diseño.

Existen tres tendencias a la hora de plantearse cubrir una superficie rectangular

con coberturas redondas. La primera inscribe la circunferencia dentro del rectángulo,

quedando sin iluminar las esquinas del rectángulo y dejando de la mano de la

reverberación su relleno. La otra opción es la de inscribir por completo el rectángulo

dentro de la circunferencia. Para este estudio, se opta por la segunda tendencia, ya

que nuestro objetivo es hacer un estudio lo más fino posible y no dejar ningún punto

sin iluminar, de manera que se puedan garantizar una serie de condiciones para todo

el recinto. Además, el estudio está basado en la inteligibilidad, y para ello, hay que

tener en cuenta tanto los valores de nivel de señal directa como reverberada, lo cual

nos obligará a tomas decisiones basadas en fundamentos no generalizados.

Una vez analizada la iluminación de un altavoz, hay que decir cómo será el

recubrimiento de la sala y para ello se toman tres tipos de distribución: cuadrada,

alterna y otra que denominaré aleatoria. A continuación se muestran algunas de ellas:

Fig. 2.6. Distribución de altavoces cuadrada.

29

Fig. 2.7. Distribución de altavoces alterna.

Al cubrir una superficie rectangular con suma de superficies circulares, existen

dos posibilidades: superponer, o no, las coberturas. En el primer caso se garantiza una

total iluminación de la sala, por el contrario, el solapamiento intercelular puede llevar

que la señal se atenúe o, incluso, se anule si se suman señales iguales pertenecientes

a fuentes distintas que estén en contrafase. En el segundo caso, algunas zonas no

quedarán cubiertas. El último caso se basa en la optimización gracias al conocimiento

de la superficie de cobertura, situando los altavoces de manera que no queden zonas

sin cubrir y la superposición sea la mínima posible.

2.3.- RED DE DISTRIBUCIÓN

En una megafonía, la configuración básica consta de un mezclador al que se

conectarán todas las fuentes de audio necesarias (micrófonos, fuentes de sonido,

etc.), conectado a un amplificador, o amplificadores, que distribuirán la señal final a los

difusores, como se muestra en la figura 2.8.

Fig. 2.8. Esquema de sistema de megafonía básico.

30

Visto esto, será muy importante saber adaptar los equipos y tener en cuenta

sus parámetros específicos para su correcto funcionamiento: distorsión, potencia

nominal, impedancias, pérdidas de transmisión, niveles, diafonías, respuesta en

frecuencia y eficiencia.

BAJA IMPEDANCIA

Se trabaja con impedancias bajas y la manera de interconectarlos es

combinando sus valores de resistencia para adaptarla a la impedancia de salida del

amplificador, siguiendo las diferentes tipos de conexión:

- Conexión en serie:

Fig. 2.9. Conexión en serie de altavoces.

Ztotal = Z1+Z2 [6]

- Conexión en paralelo:

Fig. 2.10. Conexión en paralelo de altavoces.

!" =

# $ #

% # & [7]

- Conexión mixta (serie-paralelo): Los cálculos para la obtención de la

resistencia total de varias asociaciones de altavoces en circuito mixto para

adaptar la impedancia de salida del amplificador a la de los altavoces, está

basada en las expresiones [6] y [7].

31

Fig 2.11. Conexión mixta de altavoces.

Pero la caída de tensión que produce la conexión de un alto número de

difusores y las pérdidas por la propia línea, cuando las distancias son muy largas,

hace que esta distribución no sea del todo óptima para megafonías.

ALTA IMPEDANCIA

Para solucionar el problema anterior, se recurre a la distribución en alta

impedancia. Se hace uso de transformadores en las etapas que elevan la tensión de

línea de manera que las pérdidas en por la propia línea se minimizan al circular una

baja corriente, y se asegura una tensión “constante” para cada difusor. Cada uno de

ellos a su vez, dispondrá de otro transformador que adaptará la tensión a cada difusor,

lo que permitirá trabajar a éste con la energía para la que ha sido fabricado. Este tipo

de distribución obliga a conectar todos los altavoces en paralelo. El inconveniente de

esta distribución es la energía que se disipa en los transformadores.

Fig. 2.12. Distribución en Alta Impedancia.

32

Cada amplificador requiere que a su salida, se conecte una carga con un valor

de impedancia concreto. Los valores requeridos de impedancia de carga responden a

las posibilidades de tensión y corriente de salida. Si el amplificador está diseñado para

trabajar con una carga determinada y se le conecta otra de valor superior, lo único que

ocurrirá es que se obtiene menor potencia; si la carga es de valor inferior al requerido,

el amplificador trabajará forzadamente, se perderá rendimiento y se obtendrá mayor

distorsión, pudiendo llegar incluso a la avería si no se trata de un modelo con

protección frente a sobrecargas. Será necesario tener muy en cuenta la impedancia de

línea.

La configuración de la figura 2.8 resulta muy básica. En la actualidad existen

diferentes tipos de equipos y formas de configurar una instalación de megafonía que

optimizan factores como el rendimiento, la disipación de potencia (eficiencia) del

equipo final, los cálculos necesarios, el control e incluso automatización. Estas

distintas configuraciones se podrían clasificar en tres grupos:

1. Instalaciones con amplificación y control centralizados: instalación sencilla y

básica destinada a sistemas con una o pocas zonas a sonorizar. En estas

instalaciones requieren cálculos cuidadosos de las secciones de los

conductores para evitar pérdidas elevadas y deformaciones de la respuesta en

frecuencia.

2. Instalaciones con amplificación centralizada y control distribuido: esta

instalación permite el control zonal de regulación de volumen, apagado y

selección de fuentes. Es aconsejable para bajas potencias porque los

elementos atenuadores (potenciómetros o transformadores) disipan gran parte

de energía.

3. Instalaciones modulares con amplificación y control distribuido: soluciona todos

los problemas anteriores generando la potencia de audio ahí donde se requiere.

Esto hace que no haya pérdidas de potencia en la instalación, adaptaciones

amplificador-altavoz perfectas y directas, instalación de la potencia necesaria y

precisa en cada zona, no existen elementos que perturben la calidad del sonido,

no existen grandes concentraciones de potencia y un fallo en un elemento solo

afecta a una determinada zona o altavoz. Por otro lado esta instalación consta

de más equipos, lo que se traduce en un mayor coste.

33

2.4.- NOCIONES DE INTELIGIBILIDAD

Los factores que más afectan a la inteligibilidad de la palabra, entendida aquí

como la comprensión de las palabras habladas (no incluye aquí la identificación de la

voz o de las emociones del hablante partiendo de su voz), comprenden los espectros,

las estructuras temporales de las palabras y del ruido ambiental, la reverberación

existente en la sala de estudio, el nivel de señal que emita la fuente, la distancia a la

que se encuentren oyente y fuente, familiaridad del oyente con las palabras usadas

por el hablante, etc. Pero también son importantes otros factores lingüísticos y

prácticos como la redundancia de la palabra a ser entendida, el contexto en el que se

habla, los dialectos de hablante y del oyente, la velocidad del habla, la claridad de

articulación, alteración de hábitos por la presencia de ruido excesivo e incluso el

estado emocional del parlante.

De entre todos los evaluadores que existen, unos han sido más utilizados que

otros atendiendo a su facilidad de aplicación, comprensión e información que

proporcionan. También es importante llegar a un compromiso entre fiabilidad de

resultado y método para llegar a ese resultado, de manera que un valor no muy fiable

no requiera de un proceso de obtención muy elaborado.

%ALCONS

%Alcons o Articulation Loss of Consonants, es un índice que representa el

porcentaje de pérdida de la articulación de las consonantes.

Término definido por el investigador holandés V.M.A. Peutz, quien midió la

inteligibilidad de la palabra de distintas salas de diferentes tamaños y tiempos de

reverberación, realizando encuestas a un conjunto de espectadores. Estos debían

escuchar una lista de “logatomos” (palabra sin sentido cuyas características

fonológicas responden a la estructura consonante-vocal-consonante) y escribir lo que

habían entendido.

Los resultados del experimento indicaban que la inteligibilidad disminuía a

medida que aumentaba la distancia desde la fuente hasta que se alcanzaba una

distancia crítica, más allá de la cual la inteligibilidad se mantenía constante,

34

independientemente de la distancia entre la fuente y el oyente. De acuerdo con esto, la

distribución de la inteligibilidad en una sala era muy sencilla.

Cuando se quiso obtener una expresión matemática para medir sin necesidad

de llevar a cabo laboriosas investigaciones, obtuvo una expresión que relacionaba la

inteligibilidad con el tiempo de reverberación.

%Alcons = $'()*+,(

- si r . 3,16 · dc [8]

%Alcons = 9 · Tr60 si r / 3,16 · dc [9]

Siendo:

r: distancia a la fuente sonora en m

V: volumen de la sala en m3

Q: directividad de la fuente

Tr60: tiempo de reverberación en seg.

dc: distancia crítica en m

Sin embargo, esa expresión tenía una precisión que Peutz mismo estableció en

el 10%. Además este método no define específicamente qué debemos entender por

relación señal-ruido, lo cual puede llevarnos a conclusiones erróneas. En su contexto,

tampoco se ha tenido en cuenta el carácter espectral del ruido y su efecto dependiente

de la frecuencia en la inteligibilidad de la palabra.

A pesar de todas esas imprecisiones, se continúa empleando este método, ya

que su procedimiento de cálculo es muy sencillo, por lo que podemos obtener

respuestas sobre la inteligibilidad muy rápidamente en forma de %Alcons. Sin embargo,

la precisión es sospechosa y las variables no están bien definidas.

35

FUNCIÓN DE TRANSFERENCIA DE MOCULACIÓN (MTF): STI Y RASTI

Concepto introducido por Houtgast y Steeneken, quienes veían en esta función

una medida que permitía valorar el efecto de un recinto sobre la inteligibilidad, además

de convertirse en la manera más fiable de realizar una valoración objetiva sobre algo

subjetivo como es la inteligibilidad.

Cualquier recinto viene caracterizado por un tiempo de reverberación, que

dependerá de los materiales de las superficies que lo componen y los elementos que

se encuentren en él y un ruido ambiental que dependerá del ruido que se halle en su

interior y del que se transmita a través de los paramentos desde el exterior.

Si se entiende el recinto como un sistema de transmisión acústico, se podría

definir como el canal que recibe una señal de entrada (procedente de una fuente

sonora) y proporciona una señal de salida (la que recibe el oyente). Siendo así, se

definen los “méritos acústicos de la sala” como la cualidad de hacer llegar fielmente las

modulaciones de voz presentes en la fuente sonora al receptor, o lo que es lo mismo,

la capacidad de transmitir fielmente la señal desde la fuente al oyente.

Fig. 2.13. Esquema de sistema de transmisión acústico.

Matemáticamente se podría entender el proceso de la siguiente manera:

Sñ Original: I(t)=I(1+cos2πft) Sñ Recibida: I’(t) = I’[1+mcos(2πft+φ)] [10]

En la señal recibida, existe un factor de modulación m que determinará el grado

de fidelidad del canal de transmisión (el desfase φ, también llamado Retardo de

36

Transmisión, no se tendrá en cuenta en nuestro diseño). Este factor tendrá un valor

comprendido entre [0,1]: un valor de m = 1 da una transmisión perfecta (Sño = Sñr); un

valor de m < 1 daría pérdidas en la señal transmitida (Sño ≠ Sñr).

El efecto de la reverberación y/o del ruido de fondo, conllevan una reducción de

las fluctuaciones de la función de la envolvente de la señal (reducción de m), que se

traducen como pérdidas en la recepción.

La MTF se obtiene midiendo la reducción en la profundidad de modulación para

distintas frecuencias de modulación y refleja la limitación del sistema para transmitir

los detalles más finos de la señal original (entendemos que la señal que recibe el

oyente no es más que una copia borrosa de la señal original). Siendo así, se puede

afirmar que la MTF tendrá la forma de un LPF (filtro paso bajo).

Dos factores determinan el comportamiento de mi sistema de transmisión: la

reverberación y el ruido de fondo. El factor de modulación m es una función que

depende del Tr60 y S/N de la siguiente forma:

1. 01 2 3$456*+,7,8 ²

[11]

donde el producto F·T determina la reducción del índice de modulación, lo

que muestra la dependencia del factor m con respecto al Tr60 y a la

frecuencia de modulación F.

2. 0 2 :;/=

7, [12]

donde no existe dependencia de la frecuencia de modulación F.

Un sistema de transmisión que se vea afectado por estos dos factores,

presentará una m(F) con la siguiente forma:

01 2 3$456*+,

7,8 ²

:;/=7,

[13]

37

Si se analizan las gráficas, se observa que se trata de una expresión que es

susceptible de variar por la deficiencia de cualquiera de estos dos factores: un mal

acondicionamiento (Tr60 muy alto) puede ocasionar que por muy poco ruido de fondo

que exista, nunca se puedan cumplir los objetivos, al igual que demasiado ruido de

fondo (S/N baja) en la estancia puede ocasionar que por muy buen acondicionamiento

que exista, tampoco se puedan cumplir los objetivos. De ahí la importancia, desde el

punto de vista de los ingenieros de acústica, de edificar atendiendo a buenos

acondicionamientos y aislamientos acústicos.

Fig. 2.14. Forma de la m(f) en función del Tr60 y de la S/N.

Pero, ¿cómo evalúa la MTF la inteligibilidad de la palabra?

Un sistema de transmisión afectado por una reverberación y un ruido

ambiental, tendrá una m(F) como la que se define en [13]. Si el análisis está hecho en

bandas de frecuencia, se tendrán tantos valores de m(F) como bandas de estudio (7

bandas: 128Hz - 8kHz) dado que existen diferentes Tr60 y S/N para cada una de ellas.

Pero además, se estudia la m(F) atendiendo a unas frecuencias de modulación F que

son la frecuencias que se toman en cuenta para considerar las modulaciones

habituales en el habla humana. Estas frecuencias de modulación son 14 y van desde

los 0,63Hz hasta los 12,5Hz en intervalos de 1/3 de octava. Esto nos da un total de 98

valores a manejar, que representan la MTF o Función de Transferencia de

Modulación.

Llegados a este punto, se tiene una manera de cuantificar las características de

un sistema de transmisión a través de una familia de curvas que comprenden 7x14=98

valores de m, algo que no parece muy manejable. Es por esto por lo que se buscará la

manera de transformar este conjunto de valores en un único índice que represente el

efecto del recinto sobre la inteligibilidad de la palabra para una amplia variedad de

sistemas de transmisión, con diferentes tipos de perturbaciones.

38

De esta necesidad nacen los índices STI y RASTI.

1. STI (Speech Transmission Index) O Índice de Transmisión de la Palabra

Se define como el índice que representa el efecto de un sistema de transmisión

sobre la inteligibilidad de la palabra. Este índice, no es más que la conversión del

conjunto de valores de m, obtenidos con la MTF, en un único número que caracteriza

las condiciones de la sala.

Su algoritmo es el que sigue:

1) Se transmite en el recinto, un conjunto de señales moduladas en

amplitud con un índice de modulación conocido min. Se definen 7

frecuencias portadoras, correspondientes a las frecuencias

centrales de las bandas de octava normalizadas entre 125 y 8000

Hz, y cada una de estas señales es modulada con las siguientes

frecuencias Fm: 0,63; 0,8; 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8; 10 y

12,5 Hz

2) Se mide la reducción que experimenta el índice de modulación para

cada una de las señales utilizadas. Esta reducción es debida a la

reverberación y al ruido de fondo y se traduce en una pérdida de

inteligibilidad. A través de la fórmula [13] calculamos los 98 valores

de m(F).

3) Se calcula la relación señal-ruido aparente media correspondiente a

cada banda de frecuencia; para ello, primero se obtiene la relación

señal-ruido aparente asociada a cada índice m. El objetivo será que

independientemente de los factores causantes de la perturbación,

nosotros interpretaremos que el valor de m(F) ha sido originado

únicamente por una S/Napa, que emulará la acción del ruido de fondo

y del Tr60. Esto se consigue aplicando la fórmula inversa a la de la

m(F) si ésta hubiese sido originada única y exclusivamente por una

S/N:

>?@A@,5 2 10 DEF 5

5 [14]

39

4) Se truncan los valores de (S/N)apa que superen el margen ±15dB

(S/N superiores a ±15dB no producen variaciones en los resultados)

de la siguiente manera:

a) (S/N)apa >+15dB => (S/N)apa = +15dB

b) (S/N)apa <-15dB => (S/N)apa = -15dB

5) Obtenemos el valor medio para cada banda de octava i mediante la

siguiente fórmula:

>?GGGG@A@, ,=

& ∑ >?@A@,5,$,H5,% [15]

Este proceso se hace para las 14 frecuencias de modulación que

van desde 0,63 a 12,5 en intervalos de 1/3 de octava.

El promediado se realiza sin ningún tipo de ponderación que

dependa de la frecuencia de modulación. Esto da como resultado

una relación señal-ruido aparente específica para cada banda de

octava i. El subíndice i se refiere a cada una de las 7 bandas de

octava consideradas.

6) En este punto se realiza un promediado de las (S/N)apa,i, pero en

este caso, ponderando cada una dependiendo de la banda de

frecuencia a la que se refiera, dado que cada banda afecta de

manera diferente en la inteligibilidad.

/ GGGGGGGG@A@= ∑ IJ$H · >?GGGG@A@, , [16]

Con Wi = (0,13; 014; 0,11; 0,12; 0,19; 0,17; 0,14) para las bandas de

frecuencia de 128Hz a 8kHz en intervalos de octava,

respectivamente.

7) El índice STI se calcula usando la siguiente expresión:

STI = >/?GGGGGGGG!K!H

% [17]

con: 0<STI<1.

40

2. RASTI (RApid Speech Transmissión Index)

Surge como simplificación de parámetro STI para reducir el tiempo de cálculo.

Patentado por la empresa danesa Brüel y Kjaer, se calcula reduciendo el número de

frecuencias moduladoras y portadoras.

Para la mayoría de situaciones reales, en salas o recintos usados para la

palabra, el conjunto de 98 datos que se necesitan para el cálculo del STI proporcionan

una malla de análisis innecesariamente detallada. Para una evaluación rápida de las

condiciones de este tipo de recintos, se desarrolló un procedimiento de medida más

rápido, basado en un subconjunto de los 98 puntos de datos originales: el RASTI o

Rapid STI.

El índice RASTI está basado en nueve datos, que se obtienen de realizar el

análisis de 9 frecuencias de modulación repartidas entre las bandas de octava de

500Hz y 2kHz.

Banda Fm(Hz)

500 1 2 4 8

2000 0,7 1,4 2,8 5,6 11,2

Tabla 2.2. Frecuencias portadoras y moduladoras del RASTI.

El algoritmo es igual al empleado para el cálculo del STI, con algunas

particularidades:

Obtendremos el valor medio de (S/N)apa,i de la siguiente manera:

>?GGGG@A@,HLM =

& ∑ >

?@A@,HNM,5J [18]

>?GGGG@A@,$OLM =

H ∑ >

?@A@,$ONM,5,$,P [19]

El promediado se realiza sin ningún tipo de ponderación que dependa de la

frecuencia de modulación. Esto da como resultado una relación señal-ruido aparente

específica para cada banda de octava i. El subíndice i se refiere a cada una de las 2

bandas de octava consideradas.

41

El promediado final se realiza de sólo dos valores, debido a que sólo se toman

en cuenta dos bandas (500Hz y 2kHz). Los coeficientes que se toman de Wi tienen

ambos un valor de 0.5.

/ GGGGGGGG@A@ = 0.5 · >?GGGG@A@,HLM + 0.5 · >

?GGGG@A@,$OLM [20]

Para el cálculo del índice RASTI se utiliza la expresión [17]. Su valor estará

comprendido entre 0 y 1.

Pero la aceptación del método RASTI tiene ciertas limitaciones, dentro de las

cuales el método se considera absolutamente válido. Estas son:

a. Se considera transmisión lineal, luego no se toman en cuenta ni

distorsiones, ni clipping.

b. Nos son tenidos en cuenta tonos puros intensos en el espectro del ruido

de fondo que se encuentren fuera de las bandas de 500Hz y 2kHz.

c. El Tr60 no debe depender fuertemente de la frecuencia en la sala de

estudio.

He aquí la escala de valoración del índice RASTI:

Valoración RASTI

malo menos de 0,3

pobre 0,3 - 0,5

justo 0,5 - 0,7

bueno 0,7 - 0,9

excelente mayor de 0,9

Tabla 2.3.- Correspondencia entre RASTI e inteligibilidad

42

NORMATIVA

La normativa UNE-EN 60849:1998 define los requisitos que deben cumplir los

sistemas electroacústicos para servicios de emergencia, donde el sistema de

megafonía es el medio utilizado para emitir los avisos necesarios que orientarán a las

personas a actuar o evacuar en caso de alarma, incendio, etc... Esta normativa es

obligatoria en muchos países europeos y también en España. Actualmente ciertas

multinacionales exigen su cumplimiento dado que ya han especificado su

obligatoriedad a nivel europeo, instituciones que en sus instalaciones planifican

sistemas de evacuación con participación del Cuerpo de Bomberos, y en general

empresas que desean este cumplimiento por razones obvias de seguridad.

La normativa exige que los equipos de megafonía funcionen de una manera

determinada, pero también establece una serie de aspectos que son responsabilidad

del instalador y del usuario final, como son la definición de las bases de su diseño

(funcionales y acústicas), su modo de instalación, su mantenimiento y su explotación.

Para que el funcionamiento de un sistema de megafonía se ajuste a la

normativa EN 60849 es necesario que tanto los equipos del propio sistema, su

instalación y el usuario final cumplan los requisitos definidos por ella. La instalación

debe ocuparse, entre otras obligaciones, de la conexión con el sistema de incendios, o

de la verificación final de niveles acústicos, inteligibilidad y cobertura. Del usuario es

obligación realizar el mantenimiento, designar un responsable, llevar un libro de

registro de incidencias...

He aquí los requisitos principales de una instalación de megafonía de

evacuación de acuerdo con la norma EN 60849:

• Supervisión del enlace con el sistema de detección de incendios, del estado y

funciones del sistema.

• Detección de avería y errores de los equipos en menos de 100 mseg.

• Control y supervisión del camino crítico (desde la alimentación de emergencia

a la línea de altavoces).

• Verificación de la capacidad funcional de los altavoces (cobertura e

inteligibilidad).

• Emisión simultánea de avisos de alerta y evacuación a zonas diferentes.

• Alimentación secundaria de emergencia.

43

• Mantenimiento e inspección de la instalación según las normas locales

vigentes.

Por otro lado, la UNE-EN 60268-16:1998 habla de la evaluación objetiva de la

inteligibilidad de la palabra mediante un índice de transmisión de la palabra. Ésta

ayudará a saber cuáles son los requisitos mínimos que se deben cumplir para la

validación de nuestro diseño.

Sobre estas dos normas se sentarán las bases principales del diseño y

marcarán las pautas a seguir.

No obstante, es necesario recalcar, que aunque se trate de normas de

obligatorio cumplimiento, en la práctica, en muy pocas ocasiones se cumplen todos

sus requisitos.

Existen otras normas que hacen referencia a la instalación propiamente dicha y

que serán tomadas en cuenta en el montaje final.

45

CAPÍTULO 3

METODOLOGÍA PARA PROYECTOS DE

SONORIZACIÓN BASADOS EN LA

INTELIGIBILIDAD

En este capítulo, se explicará el procedimiento empleado para el diseño de un

sistema de sonorización. La intención es que un ingeniero sea capaz de seguir este

“tutorial” para el diseño de un sistema de megafonía. Básicamente se trata de una

explicación general de la metodología de diseño.

3.1.- DATOS PRELIMINARES DEL DISEÑO. RECOGIDA DE MEDIDAS

Dos son los factores que me condicionan la inteligibilidad de la palabra en un

recinto: el tiempo de reverberación (Tr60) y la relación señal-ruido (S/N).

OBTENCIÓN DEL TIEMPO DE REVERBERACIÓN (TR60)

Para obtener el tiempo de reverberación, existen dos opciones: medirlo

físicamente con un sonómetro o analizador de espectro, o calcularlo mediante la teoría

estadística.

El tiempo de reverberación de una sala se mide usando un sonómetro y

midiendo, en el interior de la sala a analizar, el tiempo que tarda en caer 60dB un

sonido de impacto con un nivel conocido. Se toman varias medidas en diferentes

posiciones y se suele tomar el valor medio para cada banda de frecuencia.

También se puede hacer uso de la teoría de acústica para calcularlo. Según la

Teoría Estadística, el tiempo de reverberación se puede calcular a través de la fórmula

de Millington-Sette [4]. El inconveniente de este método es que la medida es

46

independiente de la posición del oyente y sólo es válido en condiciones de campo

difuso, algo que comprobará previamente.

Las variables que necesito según Millington-Sette son: la Atotal del recinto y su

volumen. A su vez, para el cálculo de la Atotal, es necesario el valor de los coeficientes

de absorción de los materiales de todas las superficies del recinto y los coeficientes de

absorción unitarios de los elementos que se hallen en él, para con [1], [2] y [3], calcular

la absorción total.

ESTIMACIÓN DEL RUIDO DE FONDO

Igualmente, para determinar el ruido de fondo existente en una sala, hay dos

posibilidades: medirlo físicamente con un sonómetro o predecirlo con la ayuda de los

valores máximos de los índices de ruido permitidos y las curvas NC.

La medición del ruido de fondo se realiza con un sonómetro integrador

ajustando la ponderación tipo A y durante un tiempo determinado. Se realizan medidas

en varios puntos de la sala y si fuese necesario, se crea un mapa de ruido para

detectar los puntos críticos de la sala.

Cuando por alguna razón no se dispone de medios para medir el ruido de

fondo, se usan las curvas NC. Creadas por Leo Beranek, estas curvas son las más

populares para evaluar el ruido de fondo de un recinto. Pese a que fueron publicadas

hace más de 50 años (datan de 1958) aún son un gran referente en la mayoría de los

proyectos arquitectónicos que consideran la acústica.

Fig. 3.1 Curvas NC.

47

Las Noise Criterion Curves (Curvas NC) nacen a partir de la necesidad de tener

una medición objetiva con respecto al ruido de fondo presente en cualquier recinto.

Para esto se utilizaron encuestas, en las cuales se les pedía a los encuestados valorar

el ruido de fondo de forma general y en el instante mismo en el que se les preguntaba.

Se les entregó una escala con seis niveles, desde “muy silencioso” hasta

“insoportablemente ruidoso”.

Fruto de este estudio se hicieron 12 curvas; desde la NC 15 hasta la NC 70 con

pasos de 5 entre cada curva. Dichas curvas consideran la respuesta en frecuencia del

oído humano, pues son más permisivas en cuanto a niveles de presión sonora para

bajas frecuencias, y en contrapartida, menos permisivas a medida que la frecuencia

aumenta.

El procedimiento será: según los valores máximos de los índices de ruido

permitidos (ver anexo A), selecciono el que más se aproxime al uso de mi sala y según

el valor que me marque, opto por una u otra curva NC.

3.2.- METODOLOGÍA DE DISEÑO

Como se menciona en la introducción, el objetivo es definir un plano del

espacio (fig. 1.1.) donde la inteligibilidad mínima en cualquier punto del mismo sea

superior a un valor determinado. Para ello, se desarrolla una guía de diseño donde se

dará una explicación general de la metodología.

1. Toma de decisiones

En este punto previo, se debe decidir qué índice se utilizará para evaluar la

inteligibilidad, para saber cuáles son los parámetros que debo calcular y se debe

decidir cuál va a ser la altura de estudio. Además hay que estar seguros de que se

cumplen todas las condiciones teóricas necesarias para la validez del análisis.

Igualmente se debe escrutar la normativa para saber cuáles son las premisas a

cumplir y los procedimientos a seguir.

48

2. Descripción del Recinto

En este punto hay que especificar todas las particularidades que presenta el

recinto que puedan afectar al diseño. Se efectuará una descripción de la sala y se

proporcionará toda la información de la misma: forma, superficies que la componen,

volumen, uso, coeficientes de absorción acústica de los materiales absorbentes de su

interior y coeficientes de absorción unitarios de los elementos absorbentes que

contienen.

A la vez se proporcionarán planos de las instalaciones que ayuden a entender

la distribución.

3. Estimación/cálculo del T r60 y el ruido de fondo

. Definido el método de estimación del tiempo de reverberación (Tr60) y del ruido

de fondo (N), se tabularán los valores de ambos parámetros, definidos para las bandas

de frecuencia de octava de interés. También se incluirá información en banda de la

absorción total (Atotal) de la sala, usando las fórmulas [1], [2] y [3]. La absorción total es

un dato que nos servirá de orientación durante todo el proyecto y es un factor clave en

el cálculo del tiempo de reverberación.

4. Elección del modelo de altavoz

Para hacer el diseño de nuestro sistema según las especificaciones, todo girará

en torno la fuente que seleccionemos. He aquí la importancia de elegir un buen

difusor, dado que de esta elección dependerá el diseño de todo el sistema.

Atendiendo a las necesidades, la elección vendrá condicionada tanto por

factores técnicos (ángulo de cobertura, potencia, impedancia y tensión nominales,

rango de frecuencia efectiva), como por factores mecánicos (dimensiones, materiales,

de techo) y económicos.

49

Fig. 3.2. Distintas coberturas de difusores.

El objetivo es optimizar dispositivos y tener cuidado de no seleccionar una

fuente que sobredimensione el diseño, ni una que trabaje todo el tiempo al máximo

rendimiento.

Para la elección del modelo de altavoz, se parte de unas cuantas premisas:

a. Que sean para techo, dado que ese es el estudio de cobertura que vamos a

realizar.

b. Que tengan el mayor ángulo de apertura posible, de manera que el número de

altavoces a instalar se vea reducido lo máximo posible.

c. Que tenga una buena relación calidad/precio.

d. Que su potencia nominal sea variable para que mi diseño sea flexible.

5. Distribución de los altavoces

Para la distribución de los altavoces, se hace un estudio de recubrimiento

según el ángulo de apertura del altavoz. Seleccionado éste, se trata de calcular la

distribución para asegurar que a una determinada altura todo el recinto quede

iluminado.

Fig 3.3. Sección vertical de la iluminación de dos altavoces en serie en una sala.

50

En la sección vertical, se observa cómo sería la distribución de las fuentes

atendiendo a su iluminación y a la altura de diseño. En esta ilustración, se define un

nuevo parámetro: la distancia máxima (dmax). Se puede definir como la distancia

máxima donde nuestra fuente debe garantizar un valor mínimo de inteligibilidad (fig.

2.5.). Esta distancia es la que delimitará todo el diseño.

Si se diseña un sistema sonoro que ilumine todo un recinto y se garantiza un

valor mínimo de inteligibilidad a la mayor distancia posible de una fuente, todas los

puntos del mismo plano que se encuentren a menor distancia tendrán igual o mayor

inteligibilidad. En definitiva, lo que se hace es un estudio para el “peor de los casos”.

La superficie que forma la iluminación sobre el plano es una circunferencia,

donde su perímetro está formado por los puntos que equidistan de la fuente y que

tienen el mismo nivel.

Fig 3.4. Iluminación de una fuente.

Será necesario decidir cuál será la distribución de altavoces que vamos usar.

De entre las tres mencionadas en el capítulo anterior, se opta por la que denomino

aleatoria, que permitirá mucha maniobrabilidad para iluminar totalmente, teniendo en

cuenta la estructura de los techos en la medida de lo posible.

Teniendo claras las premisas y a través del software AUTOCAD, se define

sobre los planos circunferencias del tamaño de la superficie de iluminación de la

fuente para la altura especificada y las superponemos de manera que quede iluminada

toda la sala.

Seleccionado el modelo de altavoz, se estudia su diagrama de directividad y se

busca la apertura más restrictiva. Normalmente se realiza este estudio para 1 kHz,

pero, en este caso, se seleccionará la frecuencia más restrictiva dado que un

51

recubrimiento para el ángulo de esa frecuencia, nos garantizará una total iluminación

para el resto de frecuencias.

Normalmente, este cálculo se realiza para la frecuencia de 1kHz, pero dado

que se pretende hacer un estudio fino, se opta por este procedimiento.

Hay que tener en cuenta que para aplicaciones de megafonía, algunas

frecuencias son muy altas y basar el estudio en ellas puede hacer que se

sobredimensione el diseño, dado que se usarían más difusores de los necesarios. Así

pues, analizaremos las frecuencias y sus directividades y llegaremos a un compromiso

banda-apertura.

Es importante observar que lo que vamos a calcular ahora es la iluminación de

las estancias y esto sólo asegurará que los altavoces sonorizarán totalmente toda el

área comprendida a la altura especificada.

He aquí un croquis de una sección vertical, para entender el análisis que se va

a hacer y deducir los parámetros que buscamos:

Fig 3.5. Sección vertical.

Para el cálculo de esa superficie de iluminación (fig. 2.5.), se necesita el radio

de la circunferencia que forma. Para ello usaremos la siguiente fórmula trigonométrica:

52

'Q ° 2 S

Q T°° [21]

Una vez calculado el radio r, se resuelve la distancia dL usando el Teorema de

Pitágoras:

U$ # V$ 2 WX$ [22]

En las figuras 2.5 y 3.4 queda definida claramente la distancia dL que define el

punto p. Este es el “punto crítico” del estudio y sobre él basaremos todos los cálculos.

En este punto, aunque es el de superposición de cuatro fuentes (en la mayoría de los

casos, dado que p se corresponde al perímetro de la circunferencia de iluminación), se

considerará como el de iluminación de una sola fuente a la mayor distancia, de

manera que si se garantizan las premisas para ese punto, todos los demás puntos que

se encuentran dentro del área de la superficie de cobertura las cumplirán, dado que no

sólo tendrán superposición de fuentes (no se considera el retardo y, gracias a la

Teoría de Campo Difuso, se considera la suma en potencia de niveles), sino que

además, su distancia a la fuente y su Q serán menores.

Fig 3.6. Superposición de superficies de iluminación de fuentes.

53

6. Cálculo de la Distancia Crítica (d c)

Este parámetro resultará ser de vital importancia. Dependiendo de la

localización en de la estancia, esta distancia indicará si se está en zona de campo

directo (en ese caso Tr60=0seg y no afectaría la reverberación del recinto) o, por el

contrario, se está en zona de campo reverberante (el Tr60 será el calculado).

Fig 3.7. Valor de Tr60 en campo directo y campo reverberado.

Al definir un plano del espacio, una superficie de iluminación y un punto p sobre

el que basamos nuestro diseño, se necesita saber si dicho punto se encuentra en zona

de campo directo o en zona de campo reverberante.

A una distancia del altavoz igual a dc, ocurre la siguiente situación:

SPLD = SPLR [23]

Donde SPLD es el nivel de presión sonora de sonido directo y SPLR el nivel de presión

sonora de sonido reverberado.

Cada uno de ellos se calcula mediante las siguientes fórmulas:

SPLD (dB) = PWL (dB) + DI (θ,φ) – 20 log r – 11,7dB [24]

SPLR (dB) = PWL (dB) +6dB + 10 log Atotal [25]

54

Donde PWL es el nivel de potencia en dB, DI la directividad en dB y r la distancia a la

fuente en metros.

De la relación entre las fórmulas [23], [24] y [25] se deduce que:

PWL (dB) + DI (θ,φ) – 20 log r – 11,7 dB = PWL (dB) +6dB + 10 log Atotal [26]

Los parámetros que desconocidos son: r, que es lo que se quiere calcular, y DI,

que se obtiene del datasheet del difusor.

La cobertura es diferente para cada banda, luego existe una DI distinta para

cada frecuencia. Este valor de DI se deduce de la siguiente fórmula:

DI (θ,φ) = DImax – x dB [27]

De la hoja de especificaciones técnicas del difusor se extrae el valor de DImax,

que se corresponde a la máxima directividad de altavoz. El valor de x dB se obtiene de

la gráfica de cobertura del altavoz que encuentra igualmente en datasheet del difusor.

Se despeja DImax de la fórmula [24] particularizando para valores que se pueden

deducir de la hoja de especificaciones del altavoz.

Una vez calculada la DImax(dB) y por comodidad, se puede crear una tabla

donde figuren los valores totales de DI(θ,φ).

La distancia crítica (dc) se podrá despejar de [26] para cada banda de

frecuencia y con la DI correspondiente al ángulo de cobertura del difusor.

Ahora habrá que analizar el resultado:

- si dc > dmax => Tr60 = 0 seg

- si dc < dmax => Tr60 Y Z'[ [28]

55

7. Cálculo de la relación señal-ruido (S/N)

El índice de inteligibilidad que se va a usar para evaluar los recintos es el

RASTI. Se puede entender como una función que depende del Tr60 y de la (S/N). El

Tr60 está calculado en las tablas obtenidas en el paso 3 definido para cada banda de

frecuencia; la (S/N), por su parte, depende del nivel de señal (SPLD y SPLR) y del nivel

de ruido de fondo. Este último también ha sido estimado en el paso 3. El nivel de señal

es algo que habrá que calcular.

Para el cálculo del SPLD se usa la fórmula [24], particularizando para r=dL, DI

del ángulo de cobertura para esa distancia de r, que coincidirá con la mitad del ángulo

de cobertura del altavoz para la frecuencia que hayamos decidido estudiar y una PWL

que se corresponderá con la conversión a dB de la potencia nominal en watios del

difusor multiplicada por la eficiencia (ŋ) del mismo.

Fig. 3.8. Altavoz con ángulo de cobertura 120º=60º+60º.

Obtenido el SPLD y el SPLR, se suman en potencial ambos niveles para tener el

nivel de señal total (SPLSÑ).

Con el SPLSÑ y el nivel de ruido de fondo, se podrá calcular definitivamente la

relación señal-ruido (S/N) como la diferencia entre el SPLSÑ y el nivel de ruido de fondo

en dBs.

56

8. Evaluación de la Inteligibilidad

Llegados a este punto, se compara el valor numérico de nuestro índice con el

impuesto por la normativa y se ve si es mayor, menor o igual, para saber si el sala

cumple con los requisitos preestablecidos. El procedimiento se describe en el capítulo

2, punto 2.4.

Hay que tener cuidado de comparar la relación vista al final del paso 6, [29],

para saber si el Tr60 que utilizado es el correcto.

En el caso de que le evaluación no sea positiva, se propondrán mejoras y se

repetirá el análisis.

9. Diseño de la red de distribución

Si la evaluación es positiva, se procederá a la selección de los equipos

necesarios para el diseño de la red de distribución (mesa de mezclas, micrófonos,

amplificadores, cableado, reproductores, etc).

En este punto se estudiará y justificará la interconexión entre equipos y su

funcionalidad.

3.3.- VALIDACIÓN DEL DISEÑO

Una vez calculado el índice RASTI y con la normativa en la mano, se está en

condiciones de validar, o no, el diseño si se cumple el mínimo valor especificado.

Es importante recalcar que el valor de RASTI calculado se corresponde a una

evaluación de la inteligibilidad para una altura determinada, en una sala caracterizada

por un ruido de fondo, un tiempo de reverberación y unos difusores concretos. El no

cumplimiento de los mínimos establecidos, puede ser culpa de cualquiera de estos

factores (la reverberación de la sala no nos permite tener una mejor inteligibilidad; el

ruido de fondo es comparable a la señal y me imposibilita una correcta inteligibilidad; a

esa altura no es posible llegar a una evaluación determinada o la imposibilidad de

crear el diseño con los altavoces seleccionados).

57

Para todos esos factores existe solución: acondicionamiento acústico,

aislamiento acústico, establecer otra altura dentro de lo posible y/o seleccionar otro

modelo de difusor.

El valor obtenido, se comparará con el valor mínimo, según normativa, de

índice RASTI, para validar nuestro diseño. La calidad de nuestras salas en cuanto a

inteligibilidad se puede comparar con los valores de la tabla 2.3.

Si el valor entra dentro de nuestros mínimos preestablecidos, estamos en

disposición de implementar físicamente el diseño.

3.4.- DIAGRAMA DE FLUJO

He aquí un diagrama que representa gráficamente los pasos a seguir para el

diseño de un sistema sonoro:

Fig. 3.9. Diagrama de flujo

Descripción del

Recinto

Recogida de

datos y medidas

Elección del

modelo de altavoz

Distribución de

altavoces

Red de

Distribución

NO MEJORAS!

SI

Evaluación de la

inteligibilidad

RASTI≥0,7?

58

Este diagrama está basado en una buena elección del altavoz. En caso de que

no se cumpliesen los mínimos de índice RASTI, también existe la posibilidad de

cambiar el modelo de altavoz, pero por norma general, salvo que no se cumplan por

diferencias muy pequeñas, lo más fiable es realizar mejoras en las salas pertinentes.

He aquí el diagrama de flujo:

……

Elección del modelo

de altavoz

Distribución de

altavoces

Red de Distribución

SI

Evaluación de la

inteligibilidad

RASTI≥0,7? NO

59

CAPÍTULO 4

APLICACIÓN A LA SONORIZACIÓN DE UNA

CLÍNICA DENTAL

Se van a aplicar todos los conocimientos expuestos en los capítulos anteriores

para diseñar la sonorización de una clínica dental.

4.1.- DISEÑO PRELIMINAR

Se pretende diseñar un sistema de sonorización para una clínica dental que

permita las funciones logísticas propias de un centro de estas características

(llamadas a pacientes, avisos a médicos, hilo musical, etc) y además cumpla con los

requisitos de un sistema de evacuación y emergencia.

La norma UNE-EN 60849:1998 se aplica a sistemas de sonorización y difusión

usados para efectuar una movilización rápida y ordenada de ocupantes de áreas tanto

de interiores como de exteriores en una situación de emergencia, luego ésta sentará

las bases de nuestro diseño.

Nuestro sistema electro-acústico debe permitir la emisión inteligible de

información en cada una de las salas de nuestra clínica. Para ello la inteligibilidad

sobre un área de cobertura deberá ser igual o superior a 0,7 en la escala de

inteligibilidad común a una altura de 1,60 metros del suelo.

El índice evaluador que usaremos es el RASTI, índice que permite una

evaluación rápida objetiva sobre un fenómeno absolutamente subjetivo.

60

4.1.1.- DESCRIPCIÓN DE LAS INSTALACIONES

La clínica se localiza en El Limonar, en la provincia de Málaga. Una zona

residencial con un ambiente de ruido exterior bajo dado que no pasa ninguna vía

principal por la zona.

Está integrada en la primera planta de un edificio de nueva construcción, con

dos caras en contacto directo con el exterior y otras dos ocultas en el edificio. Las

caras interiores, dan a pasillos y al portal principal del bloque. Internamente, los techos

no son muy altos, las estancias no son excesivamente grandes y no hay estancias con

ventanas de cara al exterior (ver planos en anexo C).

En su interior se pueden distinguir catorce salas con diferentes funciones, con

la siguiente distribución de superficies y elementos unitarios:

1. Recepción: sala de entrada a la clínica con acceso desde el exterior del

inmueble. En ésta se recibe a los pacientes. Esta estancia hará las veces de

sala de locución y será donde se ubiquen los equipos de control:

1 RECEPCION 56,57m3

CERRAMIENTO MATERIAL S [m2]

Norte 1 Paneles de Vidrio 5,58m2

Norte 2 Cartón Yeso 5,79m2

Norte 3 Carpintería de Madera 2,66m2

Sur Cartón Yeso 9,68m2

Este 1 Puerta de Vidrio 2,31m2

Este 2 Columna de Hormigón 1,28m2

Este 3 Carpintería de Madera 7,82m2

Este 4 Cartón Yeso 1,43m2

Oeste 1 Paneles de Vidrio 8,33m2

Oeste 2 Columna de Hormigón 3,17m2

Oeste 3 Carpintería de Madera 4,02m2

Suelo Tarima flotante madera 17,89m2

Techo Placas de Yeso Laminar de 13 mm suspendido 21,27m2

ELEMENTOS Nº/Sup

Objeto 1 Silla 3

Objeto 2 Mesa escritorio 8,63m2

Objeto 3 Sofa 2

Tabla 4.1.1.1. Distribución de superficies y elementos unitarios de la Recepción.

61

2. Sala de Espera: estancia donde los pacientes esperan su turno de consulta:

2 SALA DE ESPERA 38,03m2


Norte Cartón Yeso 10,54m2

Sur 1 Cartón Yeso 6,51m2

Sur 2 Paneles de Vidrio 9,52m2

Este 1 Paneles de Vidrio 6,11m2

Este 2 Columna de Hormigón 2,21m2

Oeste Cartón Yeso 7,50m2

Techo Placas de Yeso Laminar de 13 mm 14,30m2

Suelo Tarima Flotante Madera 14,30m2

ELEMENTO Nº/Sup

Objeto 1 Tresillo 1

Objeto 2 Sillón 1

Objeto 3 Mesitas cristal 0,65m2

Objeto 4 Sofá 4

Tabla 4.1.1.2. Distribución de superficies y elementos unitarios de la Sala de Espera.

3. Gabinete Principal: sala de diagnósticos:

3 GABINETE PRINCIPAL 31,89m3



Sur Paneles de Vidrio 8,24m2

Este Cartón Yeso 9,47m2

Oeste 1 Cartón Yeso 12,79m2



Suelo Tarima Flotante de Madera 10,99m2

ELEMENTOS Nº

Objeto 1 Silla de operaciones 1

Tabla 4.1.1.3. Distribución de superficies y elementos unitarios del Gabinete Principal.

4. Gabinete Auxiliar: misma función que la del gabinete principal:

4 GABINETE AUXILIAR 29,97m3



Sur Paneles de Vidrio 8,13m2


Este 2 Carpinteria de Madera 3,00m2




ELEMENTOS Nº


Tabla 4.1.1.4. Distribución de superficies y elementos unitarios del Gabinete Auxiliar.

62

5. Quirófano: sala de operaciones:

5 QUIRÓFANO 33,30m3


Norte Paneles de Vidrio 8,94m2


Sur 2 Carpintería de Madera 2,38m2





ELEMENTO Nº


Tabla 4.1.1.5. Distribución de superficies y elementos unitarios del Quirófano.

6. Sala de Rayos u Ortophantom: sala donde se efectúan las radiografías a los

pacientes:

6 SALA DE RAYOS/ORTOPANTOM 16,20m3



Norte 2 Puerta de Madera 1,74m2






ELEMENTO Nº

Objeto 1 Máquina de rayos 1

Tabla 4.1.1.6. Distribución de superficies y elementos unitarios del Ortophantom.

7. Distribuidor Principal: pasillo principal:

7 DISTRIBUIDOR PRINCIPAL 27,26m3



Norte 2 Paneles de Vidrio 15,43m2


Sur 2 Paneles de Vidrio 8,94m2

Sur 3 Columna de Hormigón 2,82m2

Oeste Puerta de Vidrio 2,37m2



Tabla 4.1.1.7. Distribución de superficies del Distribuidor Principal.

63

8. Distribuidor Secundario: pasillo secundario:

8.1 DISTRIBUIDOR SECUNDARIO 1 32,31m3

CERRAMIENTO MATERIAL S[m2]

Norte 1 Cemento Pintado 6,22m2

Norte 2 Puertas de Madera 3,17m2


Este Carpintería de Madera 3,66m2




Tabla 4.1.1.8.1. Distribución de superficies del Distribuidor Secundario 1.

8.2 DISTRIBUIDOR SECUNDARIO 2 32,31m3

CERRAMIENTO MATERIAL S[m2]

Sur 1 Puertas de Madera 1,65m2



Este 2 Puertas de Madera 1,58m2

Este 3 Ventana de Vidrio 0,70m2




Tabla 4.1.1.8.2. Distribución de superficies del Distribuidor Secundario 2.

9. Sala de Esterilización: sala donde se esteriliza y guarda el material quirúrgico:

9 SALA DE ESTERILIZACION 25,26m3









Oeste 2 Ventana de Vidrio 0,7m2

Oeste 3 Puerta de Madera 1,72m2



ELEMENTO Nº

Objeto 1 Lavabo 2

Tabla 4.1.1.9. Distribución de superficies y elementos unitarios de la Sala de Esterilización.

64

10. Sala de Personal: sala de descanso del personal de la clínica:

10 SALA DE PERSONAL 29,40m3




Sur Cemento Pintado 9,60m2

Este 1 Cemento Pintado 2,69m2



Oeste 2 Puerta de Madera 1,65m2



ELEMENTOS Nº/Sup

Objeto 1 Mesa de centro 1,25m2

Objeto 2 Silla 4

Tabla 4.1.1.10. Distribución de superficies y elementos unitarios de la Sala de Personal.

11. WC para pacientes: wc de uso común:

11 WC PACIENTES 11,60m3



Norte 2 Alicatado 3,83m2


Sur Alicatado 4,78m2

Este 1 Espejo 0,70m2

Este 2 Alicatado 3,95m2



Oeste 2 Alicatado 2,66m2


Suelo Mármol/Terrazo 3,21m2

Tabla 4.1.1.11. Distribución de superficies y elementos unitarios del WC de Pacientes.

12. WC para personal: wc de uso exclusivo para el personal de la clínica:

12 WC PERSONAL 12,58m3



Norte 2 Espejo 0,96m2


Sur 1 Alicatado 4,95m2




Este 2 Puerta de Madera Pintada 2,07m2

Oeste Alicatado 5,96m2



Tabla 4.1.1.12. Distribución de superficies y elementos unitarios del WC de Personal.

65

13. Sala de Máquinas: almacén donde se guarda toda la maquinaria necesaria en

la Clínica:

13 SALA DE MAQUINAS 15m3




Sur 2 Puerta de Madera 1,65m2





Tabla 4.1.1.13. Distribución de superficies y elementos unitarios de la Sala de Máquinas.

14. Almacén: donde se guarda todo tipo de elementos propios de una clínica

dental:

14 ALMACEN 16,50m3


Norte Cemento Pintado 5,82m2

Sur 1 Cemento Pintado 3,68m2

Sur 2 Puerta de Madera 1,72m2

Este Cemento Pintado 7,92m2

Oeste 1 Cemento Pintado 4,20m2




ELEMENTO Nº

Objeto 1 Estantería Madera 1

Tabla 4.1.1.14. Distribución de superficies y elementos unitarios del Almacén.

En la clínica se diferencian dos alturas: 3,50 metros en la parte este y 3,16 en

el resto, debido a la estructura del inmueble. Dado que el techo está formado por

placas de yeso laminar suspendido, con cámara de aire, por donde se introduce y

distribuye cableado de todo tipo, la alturas efectivas 3,00 m y 2,66 m respectivamente

(50 cm de cámara de aire); a esta altura irán empotrados los altavoces y estas serán

las alturas sobre las que se basarán los cálculos.

Todos los muebles de la clínica tienen una altura de 0,90 m, salvo en la pared

este de la recepción, la sala de personal, la pared este del distribuidor 2 y la oeste del

almacén, donde los muebles son empotrados y la altura coincide con la de la pared.

En los baños, la altura de los muebles es de 0,90 m.

Las puertas tienen una altura de 2,10 cm.

66

Se parte de la base de que todas las salas cumplen los requisitos de Campo

Difuso y las condiciones que permiten aplicar la evaluación con el índice RASTI

mencionadas en los capítulos anteriores.

4.1.2.- CÁLCULO DEL TR60 Y ESTIMACIÓN DEL RUIDO DE FONDO

• TR60

Para el cálculo de la absorción, se ha hecho uso de una tabla que se puede

encontrar en el anexo A con los valores de los coeficientes de absorción de los

materiales de las superficies y los elementos unitarios de las salas. He aquí las tablas

con la absorción total de las salas y los tiempos de reverberación definidos para cada

banda de frecuencia:

SALA 125 250 500 1k 2k 4k

RECEPCION 11,58 10,95 9,23 8,64 9,16 9,49

SALA DE ESPERA 11,06 10,47 8,99 8,90 9,13 8,62

G. PRINCIPAL 5,34 7,17 5,59 5,01 5,27 5,08

G. AUXILIAR 5,15 6,77 5,35 4,81 5,07 4,88

QUIRÓFANO 7,86 6,84 5,17 4,57 4,95 4,84

ORTOPHANTOM 7,57 7,37 6,83 6,47 6,58 6,31

DISTRIBUIDOR 1 5,06 5,01 3,41 3,34 3,48 3,38

DISTRIBUIDOR 2 6,87 5,84 4,34 3,64 3,79 4,05

SALA ESTERIL 3,08 4,49 3,17 2,41 2,71 3,10

SALA PERSONAL 7,60 7,46 7,14 6,86 6,64 7,26

WC PACIENTES 1,25 1,39 1,00 0,96 1,13 1,12

WC PERSONAL 2,54 2,21 1,64 1,40 1,60 1,78

SALA MÁQUINAS 1,34 3,75 2,35 1,56 1,71 1,81

ALMACÉN 4,01 3,98 4,16 4,28 3,59 4,46

Tabla 4.1.2.1. Atotal en sabines métricos de cada sala en bandas.

SALA 125 250 500 1k 2k 4k

RECEPCION 0,69 0,73 0,87 0,93 0,88 0,85

SALA DE ESPERA 0,49 0,52 0,60 0,61 0,59 0,63

G. PRINCIPAL 0,85 0,63 0,81 0,90 0,86 0,89

G. AUXILIAR 0,83 0,63 0,79 0,88 0,84 0,87

QUIRÓFANO 0,60 0,69 0,91 1,03 0,95 0,98

ORTOPHANTOM 0,30 0,31 0,33 0,35 0,35 0,36

DISTRIBUIDOR 1 0,76 0,77 1,13 1,16 1,11 1,15

DISTRIBUIDOR 2 0,56 0,66 0,89 1,06 1,02 0,95

SALA ESTERIL 1,18 0,81 1,15 1,51 1,34 1,17

SALA PERSONAL 0,56 0,57 0,59 0,62 0,64 0,58

WC PACIENTES 1,31 1,18 1,64 1,72 1,46 0,47

WC PERSONAL 0,80 0,92 1,23 1,45 1,27 1,14

SALA MÁQUINAS 1,61 0,57 0,92 1,38 1,26 1,19

ALMACÉN 0,59 0,60 0,57 0,55 0,66 0,53

Tabla 4.1.2.2. TR60 en segundos de cada sala en bandas.

67

• RUIDO DE FONDO

El ruido de fondo se ha estimado haciendo uso de la tabla de valores máximos

de los índices de ruido permitidos y las curvas NC, para ajustarnos a los límites que

marca la normativa para una estancia según su uso. Además se han tenido en cuenta

algunas consideraciones que analizaremos individualmente.

Al encontrarse la clínica en una zona en la que se considera que el ruido

procedente del exterior es muy inferior al generado interiormente, las consideraciones

se basarán en el estudio interno de la misma.

Procederemos a hacer un análisis de cada una de las estancias por separado:

1. Recepción

La recepción es la estancia más grande que tenemos en la clínica. Además de

las funciones propias de una recepción, hará las veces de Sala de Locución o Sala de

Control.

En esta estancia se encuentra la entrada principal de la clínica. La apertura y

cierre de la puerta principal producirá que aumente el nivel de ruido general de la sala

(nivel de ruido procedente del exterior que se suma al interno) cada vez que entre o

salga algún paciente, lo que hará que esta sala tenga un mayor nivel de ruido que en

otras salas en condiciones normales.

Los niveles esperados en esta estancia son los propios de una oficina.

Seleccionamos la curva NC-45.

2. Sala de espera

Está unida a la recepción por una puerta de cristal y como en ésta el nivel de

ruido podría ser considerable en algunos momentos, por aglomeraciones inesperadas,

problemas, etc, este ruido puede afectar al nivel de ruido de la sala de espera.

El nivel de ruido de fondo esperado sería muy parecido al que cabría esperar

de una vivienda normal. Se selecciona la curva NC-35.

3. Gabinete principal

Es la sala de diagnóstico; donde el profesional revisa y realiza operaciones

rutinarias. En esta sala, el médico mantendrá conversaciones con auxiliares,

pacientes, etc, por tanto tendremos niveles de conversación normal. Además,

68

tendremos cuidado a altas frecuencias porque es posible que tengamos que tomar

valores mayores debido a la acción de instrumentación dental (el torno, por ejemplo).

Es posible que la frecuencia de ruido de esta herramienta haga aumentar el nivel de

ruido a altas frecuencias. Por uso se selecciona la curva NC-35 y se aumenta en dos

dB los niveles de alta frecuencia.

4. Gabinete auxiliar

Este gabinete colinda con la sala de máquinas, la cual guarda las máquinas,

generadores y demás aparatos de emergencia que están siempre en funcionamiento y

ocasionarán un ruido externo que puede afectar al ruido de fondo de la sala. Se

tomará la curva siguiente a la seleccionada en el Gabinete Principal, la curva NC-40.

5. Quirófano

Sala de características muy similares a las de los gabinetes. Se selecciona la

curva NC-35.

6. Ortopantom / Sala de rayos

Sala pequeña donde se realizan las radiografías a los pacientes. Está equipada

con una máquina de rayos x, que, junto con la parte que controla el especialista,

ocupan casi la totalidad de la sala. Estas salas, debido a la radiación que emiten las

máquinas de rayos x, están recubiertas de plomo, lo que las dota de un aislamiento

acústico extra que proporcionará niveles de ruido bajos en su interior. Además esta

sala tiene un Tr60 bastante bajo, luego la energía reverberante afectará menos al nivel

acústico total. Del uso de la sala se deducen conversaciones a nivel normal entre

paciente y operario. Por todo ello, se selecciona la curva NC-30.

7. Distribuidor principal

Los distribuidores o pasillos son las estancias que comunican todas las salas

de la clínica. Como lugares de paso, su nivel de ruido será muy variable e

impredecible, además, estas estancias han mostrado en el estudio previo, que sus

tiempos de reverberación son altos en comparación con el resto de salas. Se

estudiará el peor de los casos partiendo de unos niveles considerables. Se selecciona

la curva NC-40.

69

8. Distribuidor secundario

Mismas consideraciones que para el Distribuidor Principal.

9. Sala de esterilización

La sala de esterilización es una estancia donde se recoge todo el material

usado y por usar para su desinfección y esterilización. Partiremos de un nivel medio.

Pero esta sala colinda con la sala de descanso del personal. Esto puede ver afectado

su nivel de ruido de fondo negativamente.

Se usará la curva NC-35 aumentando 2dB el valor de cada nivel en banda.

10. Sala de personal

Es la sala de descanso del personal de la clínica. Como sala de reunión, el

personal puede descansar aquí a la espera de ser requerido para cualquier tarea. En

esta sala se discutirán casos, problemas internos, etc… Se considerará que es la

“cafetería” de la clínica.

Se usará la curva NC-45.

11. Wc pacientes

Tiene un pequeño contacto con la sala de personal, pero no consideraremos

que el ruido procedente de esta sala pueda ser significativo. Se usará como guía la

curva NC-35.

12. Wc personal

De características similares al WC de Pacientes, aunque con distinta

distribución. En esta estancia nos encontramos con que puerta y pared están

conectadas directamente con la Sala de Personal, sala en la que consideramos que

los niveles de ruido podían ser considerables en ciertos momentos y que podrían

afectar al ruido de fondo de la estancia. Se considerará que en momentos puntuales,

el WC de personal tendrá mayor nivel de ruido que el de clientes. Además,

recordemos que el WC tiene un tiempo de reverberación considerablemente alto y

esto hará que aumente la energía reverberada lo que hará que aumente el nivel de

ruido. Se tomará como referencia la curva NC-35, como en el caso anterior, y se

aumentarán sus valores en banda algunos dB.

70

13. Sala de máquinas

Esta sala contiene diversas máquinas de uso profesional de repuesto,

mecanismos y máquinas de emergencia y refuerzo que están siempre funcionando.

Esta sala tendrá elevados niveles de ruido interno ocasionados por los motores de

dichas máquinas. Se usará como guía la curva NC-50.

14. Almacén

En esta se guarda todo el material. El problema que tiene esta sala es que

colinda con la Sala de Máquinas, que ya sabemos que tiene niveles de ruido

importantes. Sus características acústicas son muy parecidas a las de la sala anterior.

Tomadas en cuenta esas consideraciones, se usará como guía la curva NC-45.

A continuación se muestra una tabla con los niveles de ruido de fondo en las

distintas estancias, teniendo en cuenta las consideraciones anteriores:

SALA 125 250 500 1k 2k 4k

RECEPCION 67 60 54 49 46 44

SALA DE ESPERA 60 52 45 40 36 34

G. PRINCIPAL 52 45 40 38 36 35

G. AUXILIAR 64 57 50 45 41 39

QUIRÓFANO 60 52 45 40 36 34

ORTOPHANTOM 57 48 41 35 31 29

DISTRIBUIDOR 1 64 57 50 45 41 39

DISTRIBUIDOR 2 64 57 50 45 41 39

SALA ESTERIL 54 47 42 38 36 35

SALA PERSONAL 67 60 54 49 46 44

WC PACIENTES 60 52 45 40 36 34

WC PERSONAL 54 47 42 38 36 35

SALA MÁQUINAS 71 64 58 54 51 49

ALMACÉN 67 60 54 49 46 44

Tabla 4.1.2.3. Niveles de Ruido de Fondo en dB de cada sala por bandas.

4.1.3.- DISEÑO PRELIMINAR DEL SISTEMA DE SONORIZACIÓN

A continuación se presenta un estudio de la clínica en bruto. Es necesario para

saber si es posible implementar el sistema sin necesidad de introducir modificaciones

o mejoras en el interior de la clínica. La mayoría de los problemas surgirán del diseño

de las estancias de la clínica, ya que se tiende a edificar atendiendo a exigencias

71

arquitectónicas más que acústicas. Es por esto por lo que se hace un análisis

exhaustivo de cada una de las estancias, teniendo en cuenta todos los factores que

puedan intervenir en la deficiencia de recepción del mensaje.

El sistema de megafonía se diseñará atendiendo a las necesidades logísticas

de la clínica (llamadas a pacientes, avisos a médicos, hilo musical, etc) y se guiará por

las especificaciones que recogen las distintas normativas citadas en el capítulo 2.

Analicemos los pasos que vamos a seguir para el desarrollo del diseño:

1. Elección Del Modelo De Altavoz.

Rastreado el mercado, se seleccionaron los difusores de la marca Bosch ,

modelo LC1-WM06E8. Se selecciona este altavoz, principalmente, porque nos

proporciona un ángulo de apertura significativo frente a otras posibilidades del

mercado. Todas sus características se pueden ver detalladas en su hoja de

especificaciones que se adjunta con la memoria.

Como particularidad resaltar que su cobertura a 2kHz es inferior a la que

presenta para 4Khz. Eso hace pensar que se trata de unos altavoces que optimizan su

rendimiento para la banda de 4kHz, banda en la que se concentra la mayor parte de la

energía de voz de manera que se convierten en altavoces ideales para megafonía.

2. Distribución de los altavoces.

La clínica está dividida en dos partes con diferentes alturas. En cada una de

estas partes, las salas que contienen, tienen la misma altura.

Siguiendo el croquis de la figura 3.5, a continuación se exponen unas tablas

donde se reúne la información general para la distribución de los altavoces.

Las salas 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 11 y 12 están definidos por los parámetros de esta

primera tabla, parámetros fácilmente identificables en la figura 3.4:

72

BOSCH LCI-WM06E8 θ 60⁰

PARAMETRO c r dL h a

DISTANCIA [m] 1,06 1,83 2,11 2,66 1,6

SUPERFICIE [m²] 10,52 DIAMETRO [m] 3,66

Tabla 4.1.3.1 Parámetros de las salas 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 11 y 12.

Las salas 8, 9, 10, 13 y 14 están definidos por los parámetros de esta segunda

tabla:

BOSCH LCI-WM06E8 θ 60⁰

PARAMETRO c r dL h a

DISTANCIA [m] 1,4 2,42 2,79 3 1,6

SUPERFICIE [m²] 18,4 DIAMETRO [m] 4,84

Tabla 4.1.3.2 Parámetros de las salas 8, 9, 10, 13 y 14.

3. Cálculo de la Distancia Crítica

De la hoja de especificaciones, se puede obtener el valor de la sensibilidad del

altavoz. Ese valor se corresponde con el nivel de señal a 1 metro de distancia en el eje

del diagrama polar, cuando el altavoz es excitado con una potencia de 1 watio. Por

tanto:

SPL1w/m (dB) = 91,2 dB

PWL1w (dB) = 90 dB

r = 1 metro

Al sustituir y despejar en la fórmula [24], se obtiene el valor de DImax:

SPL1w/m (dB) = PWL1w (dB) + DImax – 20 log r – 11,7 dB [29]

DImax = 12,9 dB

Siguiendo el procedimiento marcado en el capítulo anterior, se puede obtener

la tabla con los valores por banda de frecuencia de la distancia crítica (dc), en metros,

para cada sala:

73

SALA 125 250 500 1k 2k 4k

RECEPCION 0,98 0,95 0,87 0,85 0,87 0,89

SALA DE ESPERA 0,96 0,93 0,86 0,86 0,87 0,85

G. PRINCIPAL 0,66 0,77 0,68 0,64 0,66 0,65

G. AUXILIAR 0,65 0,75 0,66 0,63 0,65 0,64

QUIRÓFANO 0,8 0,75 0,65 0,61 0,64 0,64

ORTOPHANTOM 0,79 0,78 0,75 0,73 0,74 0,72

DISTRIBUIDOR 1 0,64 0,64 0,53 0,53 0,53 0,53

DISTRIBUIDOR 2 0,75 0,69 0,6 0,55 0,56 0,58

SALA ESTERIL 0,5 0,61 0,51 0,45 0,47 0,5

SALA PERSONAL 0,79 0,79 0,77 0,75 0,74 0,78

WC PACIENTES 0,32 0,34 0,29 0,28 0,31 0,3

WC PERSONAL 0,46 0,43 0,37 0,34 0,36 0,38

SALA MÁQUINAS 0,33 0,56 0,44 0,36 0,37 0,39

ALMACÉN 0,58 0,58 0,59 0,59 0,54 0,61

Tabla 4.1.3.3. Distancia Crítica en metros de cada sala en bandas.

4. Relación S/N

Para obtener una tabla que dé información de la S/N, es necesario saber los

valores de nivel de señal. Estos valores dependen de los niveles de sonido directo y

reverberado.

Ambos factores dependen de la potencia del altavoz. La potencia de las

fuentes es variable, así que se empieza el análisis por la mínima y se aumentará en

caso de que fuera necesario.

SPLD(r, θ)

Según la fórmula [23] es posible calcular los niveles de señal directa. Este nivel

depende de la distancia a la fuente, de la iluminación y de la potencia radiada.

Los difusores son de potencia variable y van desde los 0,75 W hasta los 6 W

en incrementos de x2. Las potencias se pasarán a niveles de potencia según la

fórmula y teniendo en cuenta la eficiencia del difusor:

Ŋ=2%;

PA(W) = ŋ x PE(W) [30]

\I]W^ 2 10 log bc:d c [31]

74

Las salas 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 11 y 12 tienen un nivel SPLD (dB) de:

W PWL(dB) SPLd (dB)(2'11, 60°)

0,75 71,76 60,47

1,5 74,76 63,47

3 77,76 66,47

6 80,76 69,47

Tabla 4.1.3.4. Niveles SPLD para el rango de PWL.

Las salas 8, 9, 10, 13 y 14, por su parte, de:

W PWL(dB) SPLd (dB)(2'79, 60°)

0,75 71,76 58,05

1,5 74,76 61,05

3 77,76 64,05

6 80,76 67,05

Tabla 4.1.3.5. Niveles SPLD para el rango de PWL.

SPLR(A)

La fórmula [24] permite calcular los niveles de señal reverberada. Este nivel

sólo depende de la absorción de la sala y de la potencia radiada. Dado que la

absorción es un parámetro que depende de la frecuencia y es característico de cada

estancia, se elaborará una tabla con el nivel de señal reverberada definida para cada

banda de frecuencia para cada una de las salas:

SALA 125 250 500 1k 2k 4k

RECEPCION 67,12 67,36 68,11 68,40 68,14 67,99

SALA DE ESPERA 67,32 67,56 68,22 68,26 68,15 68,40

G. PRINCIPAL 70,48 69,20 70,28 70,76 70,54 70,70

G. AUXILIAR 70,64 69,45 70,48 70,94 70,71 70,87

QUIRÓFANO 68,80 69,41 70,62 71,16 70,81 70,91

ORTOPHANTOM 68,97 69,08 69,41 69,65 69,58 69,76

DISTRIBUIDOR 1 70,72 70,76 72,43 72,52 72,34 72,47

DISTRIBUIDOR 2 69,39 70,09 71,38 72,14 71,97 71,68

SALA ESTERIL 72,87 71,24 72,75 73,94 73,43 72,85

SALA PERSONAL 68,95 69,03 69,22 69,39 69,54 69,15

WC PACIENTES 76,79 76,33 77,76 77,94 77,23 77,27

WC PERSONAL 73,71 74,32 75,61 76,30 75,72 75,25

SALA MÁQUINAS 76,49 72,02 74,05 75,83 75,43 75,18

ALMACÉN 71,73 71,76 71,56 71,44 72,21 71,27

Tabla 4.1.3.6. Nivel de SPLR de cada sala por bandas.

75

SPLSÑ

Para saber el nivel de señal total, se hace la suma cuadrática de ambos

niveles: directo y reverberado, según la fórmula siguiente:

\]ñ 2 \]f g \]h [32]

SALA 125 250 500 1k 2k 4k

RECEPCION 67,99 68,17 68,80 69,05 68,82 68,70

SALA DE ESPERA 68,13 68,33 68,89 68,93 68,82 69,05

G. PRINCIPAL 70,89 69,75 70,72 71,15 70,94 71,09

G. AUXILIAR 71,04 69,96 70,89 71,31 71,10 71,25

QUIRÓFANO 69,39 69,93 71,02 71,51 71,19 71,28

ORTOPHANTOM 69,54 69,64 69,93 70,14 70,08 70,24

DISTRIBUIDOR 1 71,11 71,14 72,70 72,78 72,61 72,73

DISTRIBUIDOR 2 69,69 70,35 71,57 72,30 72,14 71,86

SALA ESTERIL 73,01 71,44 72,89 74,05 73,55 72,09

SALA PERSONAL 69,28 69,36 69,54 69,70 69,84 69,47

WC PACIENTES 76,89 76,44 77,84 78,02 77,32 77,36

WC PERSONAL 73,91 74,49 75,74 76,41 75,85 75,39

SALA MÁQUINAS 76,55 72,19 74,16 75,90 75,51 75,26

ALMACÉN 71,91 71,94 71,75 71,63 72,37 71,47

Tabla 4.1.3.7. Nivel de señal en dB de cada sala por bandas.

S/N

De la diferencia entre los valores de las tablas 4.1.3.7 y 4.1.2.3 se obtiene la

tabla que sigue:

SALA 125 250 500 1k 2k 4k

RECEPCION 0,99 8,17 14,80 20,05 22,82 24,70

SALA DE ESPERA 8,13 16,33 23,89 28,93 32,82 35,05

G. PRINCIPAL 18,89 24,75 30,72 33,15 34,94 36,09

G. AUXILIAR 7,04 12,96 20,89 26,31 30,10 32,25

QUIRÓFANO 9,39 17,93 26,02 31,51 35,19 37,28

ORTOPHANTOM 12,54 21,64 28,93 35,14 39,08 41,24

DISTRIBUIDOR 1 7,11 14,14 22,70 27,78 31,61 33,73

DISTRIBUIDOR 2 5,69 13,35 21,57 27,30 31,14 32,86

SALA ESTERIL 19,01 24,44 30,89 36,05 37,55 37,99

SALA PERSONAL 2,28 9,36 15,54 20,70 23,84 25,44

WC PACIENTES 16,89 24,44 32,84 38,02 41,32 43,36

WC PERSONAL 19,91 27,49 33,74 38,41 39,85 40,39

SALA MÁQUINAS 5,55 8,19 16,16 21,90 24,51 26,26

ALMACÉN 4,91 11,94 17,76 22,63 26,37 27,47

Tabla 4.1.3.8. S/N en dB para cada sala en bandas.

76


Una vez obtenidas la S/N y los Tr60 de cada sala de la clínica, se está en

disposición de evaluar la inteligibilidad para cada una de ellas.

A continuación se muestran unas tablas informativas con los datos

imprescindibles para el cálculo de nuestro evaluador: el RASTI.

SALA 0,7 1 1,4 2 2,8 4 5,6 8 11,2

RECEPCION 0,96 0,90 0,87 0,76 0,67 0,52 0,41 0,29 0,22

SALA DE ESPERA 0,98 0,96 0,93 0,88 0,80 0,67 0,55 0,41 0,32

G. PRINCIPAL 0,96 0,94 0,88 0,80 0,67 0,56 0,41 0,32 0,22

G. AUXILIAR 0,97 0,93 0,88 0,81 0,68 0,57 0,42 0,33 0,23

QUIRÓFANO 0,96 0,92 0,87 0,77 0,65 0,52 0,40 0,29 0,21

ORTOPHANTOM 0,99 0,99 0,98 0,96 0,91 0,86 0,75 0,64 0,49

DISTRIBUIDOR 1 0,94 0,88 0,82 0,69 0,58 0,44 0,33 0,24 0,17

DISTRIBUIDOR 2 0,95 0,92 0,84 0,77 0,61 0,52 0,36 0,29 0,19

SALA ESTERIL 0,92 0,89 0,76 0,69 0,50 0,43 0,28 0,23 0,14

SALA PERSONAL 0,98 0,96 0,93 0,88 0,77 0,68 0,52 0,42 0,29

WC PACIENTES 0,91 0,80 0,73 0,56 0,47 0,32 0,26 0,17 0,13

WC PERSONAL 0,93 0,87 0,78 0,67 0,53 0,41 0,30 0,22 0,15

SALA MÁQUINAS 0,93 0,90 0,78 0,75 0,53 0,50 0,30 0,28 0,15

ALMACÉN 0,98 0,97 0,92 0,89 0,77 0,69 0,51 0,43 0,29

Tabla 4.1.3.9. Valores m(f) en función del Tr60 y la S/N, para cada frecuencia de modulación.

SALA 0,7 1 1,4 2 2,8 4 5,6 8 11,2

RECEPCION 13,58 9,49 8,22 4,96 3,00 0,28 -1,62 -3,87 -5,55

SALA DE ESPERA 15,00 13,91 11,51 8,41 5,99 3,12 0,92 -1,51 -3,37

G. PRINCIPAL 14,28 11,72 8,49 6,13 3,13 1,05 -1,51 -3,27 -5,45

G. AUXILIAR 14,40 11,44 8,69 6,32 3,13 1,22 -1,35 -3,11 -5,32

QUIRÓFANO 13,80 10,67 8,06 5,20 2,73 0,26 -1,85 -3,93 -5,75

ORTOPHANTOM 15,00 15,00 15,00 13,47 10,21 7,77 4,68 2,48 -0,19

DISTRIBUIDOR 1 12,11 8,82 6,47 3,54 1,35 -1,14 -3,02 -5,13 -6,76

DISTRIBUIDOR 2 12,79 10,97 7,14 5,27 1,94 0,37 -2,50 -3,83 -6,30

SALA ESTERIL 10,61 8,65 5,00 3,50 0,00 -1,20 -4,10 -5,25 -7,90

SALA PERSONAL 15,00 14,40 10,91 8,25 5,35 3,27 0,38 -1,38 -3,82

WC PACIENTES 9,84 6,02 4,36 0,97 -0,47 -3,33 -4,54 -7,04 -8,14

WC PERSONAL 11,23 8,26 5,50 3,08 0,52 -1,58 -3,68 -5,50 -7,53

SALA MÁQUINAS 10,91 9,54 5,50 4,72 0,52 0,00 -3,70 -4,10 -7,50

ALMACÉN 15,00 14,53 10,61 8,91 5,12 3,31 0,19 -1,17 -3,99

Tabla 4.1.3.10. Valores de (S/N)APA en dBs para cada frecuencia de modulación, acotados a ±15 dB.

77

SALA (S/N)apa

RECEPCION 3,12

SALA DE ESPERA 6,23

G. PRINCIPAL 3,85

G. AUXILIAR 3,92

QUIRÓFANO 3,22

ORTOPHANTOM 9,31

DISTRIBUIDOR 1 1,78

DISTRIBUIDOR 2 2,86

SALA ESTERIL 1,07

SALA PERSONAL 5,85

WC PACIENTES -0,32

WC PERSONAL 1,14

SALA MÁQUINAS 1,84

ALMACÉN 5,89

Tabla 4.1.3.11. Valores de i>?j klkGGGGGGGGGG

en dB para cada sala.

SALA RASTI

RECEPCION 0,60

SALA DE ESPERA 0,71

G. PRINCIPAL 0,63

G. AUXILIAR 0,63

QUIRÓFANO 0,61

ORTOPHANTOM 0,81

DISTRIBUIDOR 1 0,56

DISTRIBUIDOR 2 0,60

SALA ESTERIL 0,54

SALA PERSONAL 0,69

WC PACIENTES 0,49

WC PERSONAL 0,54

SALA MÁQUINAS 0,56

ALMACÉN 0,70

Tabla 4.1.3.12. Valores del índice RASTI para cada sala.

Los cálculos anteriores se han efectuado tomando la potencia eléctrica del

difusor de 0,75w, salvo en la sala de personal y en el almacén que se ha empleado

una potencia de 6w.

78

6. Análisis de resultados

Analizando la tabla de resultados, se observa como únicamente tres de las

catorce salas (sala de espera, ortophantom y almacén) cumplen con los requisitos

mínimos. Siendo así, se propondrán mejoras que permitan ejecutar el diseño.

4.2.- DISEÑO FINAL

En este punto, se presentará un diseño en el que se mejore el

acondicionamiento de las salas que no llegan al mínimo fijado por la normativa. De

entre todas estas salas, se determinarán cuáles se acondicionarán y cuáles no.

El apartado 5.1 de la norma UNE-EN 60849:1998 dice: “la especificación del

sistema puede excluir del área de cobertura, áreas concretas raramente o nunca

ocupadas por gente”, es decir, se podrán excluir de la mejora salas que se considere

que no van a ser ocupadas regularmente.

Dicho todo esto, se ofrecen mejoras para la recepción, los gabinetes principal y

auxiliar, el quirófano, los distribuidores, la sala de esterilización, la sala de personal y

los wcs. Aún no cumpliendo con el índice mínimo, se excluye de la mejora la sala de

máquinas, porque se considera que será una sala casi nunca ocupada por gente.

Las mejoras que se presentan han sido seleccionadas de manera que resulten

estética y económicamente viables.

Para el análisis de mejoras, se ha seguido un proceso de pruebas, donde se

han ido cambiando superficies y materiales para mejorar las condiciones. A

continuación se presenta la configuración que hace que se cumplan nuestros mínimos

para cada sala con la mejor relación objetivos/coste.

79

4.2.1.- DESCRIPCIÓN DE LAS INSTALACIONES

La nueva distribución de paramentos de las salas que vamos a mejorar será la

que sigue:

1. Recepción: se cubrirán las columnas de hormigón de las paredes este y oeste

y la pared sur de cartón yeso con corcho hasta una altura de 1m, para

introducir una superficie de 5,8m2 de material más absorbente.

2. Gabinete Principal: se introduce corcho en todas las paredes de cartón yeso a

una altura de 1m desde el suelo, lo que da un total de 9,65m2.

3. Gabinete Auxiliar: se cubrirán 7,75m2 de cartón yeso por corcho, desde el suelo

a 1m de altura.

4. Quirófano: se cubrirán 8,94m2 de cartón yeso por corcho desde el suelo a 1m

de altura.

5. Distribuidor Principal: se cubrirán las superficies de cemento y cartón yeso, por

corcho a una altura de 1m desde el suelo, para un total de 6,28m2.

6. Distribuidor Secundario: siguiendo la tendencia, se cubrirán todas las

superficies de cemento y cartón yeso con corcho para introducir una superficie

más absorbente de 12,94m2.

7. Sala de Esterilización: se cubrirá la pared oeste con corcho a una altura de 1m

desde el suelo y se introducirán tres paneles de 0,5m2 distribuidos en las

paredes sur, este y norte, que aportarán una superficie con mejores

prestaciones de absorción de 3,33m2.

8. Sala de Personal: como en la mayoría de las salas, se cubrirá el cemento y el

cartón yeso de las paredes norte, este y oeste, desde el suelo hasta una altura

de 1 m, con corcho, con una superficie total de 7,14 m2.

9. Wc Pacientes: se cubrirá toda la superficie de cartón yeso con corcho.

10. Wc Personal: se cubrirán las paredes de cartón yeso norte y oeste con corcho,

lo que equivale a una superficie de material más absorbente de 3,40 m2.

80

4.2.2.- CÁLCULO DEL TR60 Y ESTIMACIÓN DEL RUIDO DE FONDO

• TR60

A continuación se representan unas tablas con la nueva absorción de las salas

y los correspondientes tiempos de reverberación definidos para cada banda de

frecuencia:

SALA 125 250 500 1k 2k 4k

RECEPCION 11,00 12,97 17,92 19,32 18,91 19,64

G. PRINCIPAL 6,22 9,14 16,98 19,29 18,36 18,69

G. AUXILIAR 5,81 8,30 14,40 16,21 15,51 15,77

QUIRÓFANO 6,35 9,14 16,83 19,13 18,24 18,54

DISTRIBUIDOR 1 6,16 5,69 10,57 12,33 11,55 11,74

DISTRIBUIDOR 2 5,50 9,06 20,18 23,36 21,84 22,68

SALA ESTERIL 3,48 5,29 7,26 7,50 7,37 7,89

SALA PERSONAL 7,15 9,33 15,87 17,69 16,37 17,48

WC PACIENTES 1,88 2,57 6,84 8,30 7,84 8,04

WC PERSONAL 2,30 3,10 5,85 6,63 6,39 6,74

Tabla 4.2.2.1. Atotal en sabines métricos de las salas acondicionadas por bandas.

SALA 125 250 500 1k 2k 4k

RECEPCION 0,83 0,70 0,51 0,47 0,48 0,46

G. PRINCIPAL 0,82 0,56 0,30 0,26 0,28 0,27

G. AUXILIAR 0,83 0,58 0,34 0,30 0,31 0,31

QUIRÓFANO 0,84 0,59 0,32 0,28 0,29 0,29

DISTRIBUIDOR 1 0,71 0,77 0,41 0,36 0,38 0,37

DISTRIBUIDOR 2 0,95 0,57 0,26 0,22 0,24 0,23

SALA ESTERIL 1,16 0,77 0,56 0,54 0,55 0,51

SALA PERSONAL 0,66 0,51 0,30 0,27 0,29 0,27

WC PACIENTES 0,99 0,73 0,27 0,22 0,24 0,23

WC PERSONAL 0,88 0,65 0,35 0,31 0,32 0,30

Tabla 4.2.2.2. TR60 en segundos de las salas acondicionadas por bandas.

• RUIDO DE FONDO

Para la mejora, se han reacondicionado las salas que no cumplían con el

mínimo exigido. Una mejora del acondicionamiento de una sala provocará que el nivel

en su interior se extinga más rápido con la consiguiente reducción del nivel

reverberado.

El estudio ha sido llevado a cabo con una estimación del ruido basado en las

curvas NC y los valores máximos de los índices de ruido permitidos. Esto proporciona

81

un diseño más fino dado que toma valores máximos por normativa, lo que proporciona

un margen interesante para nuestro diseño.

Por todo esto, los niveles de ruido de fondo serán los mismos que los

representados en la tabla 4.1.2.3.

4.2.3.- DISEÑO FINAL DEL SISTEMA DE SONORIZACIÓN

Diseñadas las mejoras, analicemos los mismos pasos que en el análisis

preliminar:

1. Elección Del Modelo De Altavoz.

Todo nuestro diseño está basado en este modelo de altavoz Bosch LC1-

WM06E8 el cual no cambiará.

2. Distribución de los altavoces.

En las mejoras, tampoco se ha modificado ningún parámetro que provoque una

variación en la distribución de los altavoces, luego las tablas 4.1.3.1 y 4.1.3.2 tendrán

la misma validez.

3. Cálculo de la Distancia Crítica

Siguiendo el mismo procedimiento del diseño preliminar, pero con el nuevo

valor de Atotal, desarrollaremos una nueva tabla con los valores por banda de

frecuencia de la distancia crítica (dc), en metros, para cada sala:

82

SALA 125 250 500 1k 2k 4k

RECEPCION 0,96 1,04 1,22 1,27 1,25 1,28

G. PRINCIPAL 0,71 0,87 1,19 1,27 1,24 1,25

G. AUXILIAR 0,69 0,83 1,09 1,16 1,14 1,14

QUIRÓFANO 0,73 0,87 1,18 1,26 1,23 1,24

DISTRIBUIDOR 1 0,72 0,69 0,94 1,01 0,98 0,99

DISTRIBUIDOR 2 0,68 0,87 1,29 1,39 1,35 1,37

SALA ESTERIL 0,54 0,66 0,78 0,79 0,78 0,81

SALA PERSONAL 0,77 0,88 1,15 1,21 1,17 1,21

WC PACIENTES 0,40 0,46 0,75 0,83 0,80 0,82

WC PERSONAL 0,44 0,51 0,70 0,74 0,73 0,75

Tabla 4.2.3.1. Distancia Crítica en metros de las salas acondicionadas por bandas.

4. Relación S/N

Los valores de S/N dependen de los niveles de sonido directo y reverberado.

Dado que el sonido reverberado varía por la variación que sufre la absorción por el

nuevo acondicionamiento, variará igualmente la S/N.

SPLD(r, θ)

El SPLd es independiente de la absorción, que es el parámetro que varía con

respecto al apartado anterior, luego sus valores no variarán y las tablas 4.1.3.4 y

4.1.3.5 serán igual de válidas en este apartado.

SPLR(A)

Como vimos anteriormente, este nivel sólo depende de la absorción de la sala

y de la potencia radiada. Dado que el acondicionamiento de las salas ha variado la

absorción de las mismas, este nivel variará. He aquí la tabla con los nuevos niveles de

señal reverberada en las salas acondicionadas:

SALA 125 250 500 1k 2k 4k

RECEPCION 67,35 66,63 65,23 64,90 64,99 64,83

G. PRINCIPAL 69,82 68,15 65,46 64,91 65,12 65,04

G. AUXILIAR 70,12 68,57 66,18 65,66 65,85 65,78

QUIRÓFANO 69,73 68,15 65,50 64,79 65,15 65,08

DISTRIBUIDOR 1 69,86 70,21 67,52 66,85 67,13 67,06

DISTRIBUIDOR 2 70,36 68,19 64,71 64,07 64,37 64,20

SALA ESTERIL 72,34 70,52 69,15 69,01 69,08 68,79

SALA PERSONAL 69,22 68,06 65,75 65,28 65,62 65,33

WC PACIENTES 75,02 73,66 69,42 68,57 68,82 68,71

WC PERSONAL 74,14 72,85 70,09 69,54 69,70 69,47

Tabla 4.2.3.2. Nivel de SPLR en dB de cada sala acondicionada por bandas.

83

SPLSÑ

Haciendo uso de la fórmula [32], se elabora la tabla de valores de nivel de

señal por bandas en las salas acondicionadas:

SALA 125 250 500 1k 2k 4k

RECEPCION 68,16 67,57 66,48 66,24 66,30 66,19

G. PRINCIPAL 70,30 68,83 66,67 66,24 66,40 66,34

G. AUXILIAR 70,21 69,19 67,21 66,80 66,95 66,90

QUIRÓFANO 70,22 68,83 66,69 66,16 66,42 66,37

DISTRIBUIDOR 1 70,33 70,64 68,30 67,53 67,98 67,92

DISTRIBUIDOR 2 70,60 68,59 65,56 65,04 65,28 65,14

SALA ESTERIL 72,50 70,76 69,47 69,34 69,41 69,14

SALA PERSONAL 69,54 68,06 65,75 65,28 65,62 65,33

WC PACIENTES 75,17 73,86 69,94 69,19 69,41 69,32

WC PERSONAL 74,32 73,09 70,54 70,05 70,19 69,98

Tabla 4.2.3.3. Nivel de señal en dB para cada sala acondicionada por bandas.

S/N

De la diferencia entre los valores de las tablas 4.2.3.3 y 4.1.2.3 se obtiene la

siguiente tabla:

SALA 125 250 500 1k 2k 4k

RECEPCION 1,16 7,57 12,48 17,24 20,30 22,19

G. PRINCIPAL 18,30 23,83 26,67 28,24 30,40 31,34

G. AUXILIAR 6,22 12,19 17,21 21,80 25,95 27,90

QUIRÓFANO 10,22 16,83 21,69 26,16 30,42 32,37

DISTRIBUIDOR 1 6,33 13,64 18,30 22,53 26,98 28,92

DISTRIBUIDOR 2 6,60 11,59 15,56 20,04 24,28 26,14

SALA ESTERIL 18,50 23,76 27,47 31,34 33,41 34,14

SALA PERSONAL 2,54 8,47 12,43 17,03 20,32 22,07

WC PACIENTES 15,11 21,86 24,94 29,19 33,41 35,32

WC PERSONAL 20,32 26,09 28,54 32,05 34,19 34,98

Tabla 4.2.3.4. S/N en dB de cada sala acondicionada por bandas.


Una vez obtenidas la nuevas S/N y los Tr60 de cada sala acondicionada de la

clínica, se puede volver a evaluar la inteligibilidad para cada una de ellas.

A continuación se muestran unas tablas informativas con los datos

imprescindibles para el cálculo de nuestro evaluador: el RASTI.

84

SALA 0,7 1 1,4 2 2,8 4 5,6 8 11,2

RECEPCION 0,98 0,92 0,94 0,86 0,84 0,69 0,62 0,45 0,37

G. PRINCIPAL 0,99 0,99 0,98 0,96 0,94 0,87 0,81 0,67 0,57

G. AUXILIAR 0,99 0,97 0,98 0,94 0,93 0,83 0,78 0,62 0,53

QUIRÓFANO 0,99 0,98 0,98 0,95 0,94 0,86 0,80 0,65 0,56

DISTRIBUIDOR 1 0,99 0,97 0,97 0,92 0,90 0,79 0,72 0,55 0,46

DISTRIBUIDOR 2 0,99 0,97 0,98 0,95 0,95 0,88 0,85 0,71 0,63

SALA ESTERIL 0,98 0,97 0,94 0,89 0,82 0,70 0,58 0,44 0,34

SALA PERSONAL 0,99 0,94 0,97 0,91 0,93 0,83 0,80 0,64 0,55

WC PACIENTES 0,99 0,99 0,99 0,97 0,96 0,89 0,85 0,71 0,63

WC PERSONAL 0,99 0,99 0,98 0,95 0,93 0,84 0,77 0,62 0,52

Tabla 4.2.3.5. Valores m(f) en función del Tr60 y la S/N, para cada frecuencia de modulación.

SALA 0,7 1 1,4 2 2,8 4 5,6 8 11,2

RECEPCION 15,00 10,61 11,95 7,88 7,20 3,47 2,13 -0,87 -2,31

G. PRINCIPAL 15,00 15,00 15,00 13,80 11,95 8,26 6,30 3,08 1,22

G. AUXILIAR 15,00 15,00 15,00 11,95 11,23 6,89 5,50 2,13 0,52

QUIRÓFANO 15,00 15,00 15,00 12,79 11,95 7,88 6,02 2,69 1,05

DISTRIBUIDOR 1 15,00 15,00 15,00 10,61 9,54 5,75 4,10 0,87 -0,69

DISTRIBUIDOR 2 15,00 15,00 15,00 12,79 12,79 8,65 7,53 3,89 2,31

SALA ESTERIL 15,00 15,00 11,95 9,08 6,59 3,68 1,40 -1,05 -2,88

SALA PERSONAL 15,00 11,95 15,00 10,05 11,23 6,89 6,02 2,50 0,87

WC PACIENTES 15,00 15,00 15,00 15,00 13,80 9,80 7,53 3,89 2,31

WC PERSONAL 15,00 15,00 15,00 12,79 11,23 7,20 5,25 2,13 0,35

Tabla 4.2.3.6. Valores de (S/N)APA en dB para cada frecuencia de modulación, acotados a ± 15 dB.

SALA (S/N)apa

RECEPCION 6,03

G. PRINCIPAL 9,96

G. AUXILIAR 9,22

QUIRÓFANO 9,70

DISTRIBUIDOR 1 8,32

DISTRIBUIDOR 2 10,31

SALA ESTERIL 6,55

SALA PERSONAL 8,73

WC PACIENTES 10,74

WC PERSONAL 9,33

Tabla 4.2.3.7. Valores de i>?j klkGGGGGGGGGG

en dB para cada sala acondicionada.

SALA RASTI

RECEPCION 0,70

G. PRINCIPAL 0,83

G. AUXILIAR 0,81

QUIRÓFANO 0,82

DISTRIBUIDOR 1 0,78

DISTRIBUIDOR 2 0,84

SALA ESTERIL 0,72

SALA PERSONAL 0,79

WC PACIENTES 0,86

WC PERSONAL 0,81

Tabla 4.2.3.8. Valores del índice RASTI para cada sala acondicionada.

85

Los cálculos anteriores se han efectuado tomando una potencia eléctrica de

difusor de 0,75w para todas las salas.

6. Análisis de resultados

En este momento ya sí podemos decir que la clínica se ajusta a la normativa y

se está en disposición de diseñar la red de distribución.

Estos son los valores de RASTI obtenidos para cada una de las salas:

SALA RASTI

RECEPCION 0,70

SALA DE ESPERA 0,71

G. PRINCIPAL 0,83

G. AUXILIAR 0,81

QUIRÓFANO 0,82

ORTOPHANTOM 0,81

DISTRIBUIDOR 1 0,78

DISTRIBUIDOR 2 0,84

SALA ESTERIL 0,72

SALA PERSONAL 0,79

WC PACIENTES 0,86

WC PERSONAL 0,81

SALA MÁQUINAS 0,56

ALMACÉN 0,70

Tabla 4.2.3.9. Valores del índice RASTI para cada estancia.

7. Diseño de la Red de Distribución

Llegados a este punto, es el momento de diseñar el equipo que sonorizará el

recinto.

Este es un punto que considero muy importante, dado que ese el que

realmente ve el usuario final y/o cliente. Por todo ello, le dedicaré un capítulo aparte.

87

CAPÍTULO 5

DISEÑO DE LA RED DE DISTRIBUCIÓN

5.1.- INTRODUCCIÓN

Se confeccionará el esquema del sistema, se detallarán particularidades de la

instalación y ubicación de los componentes. Además se proporcionará la información

técnica, de funcionamiento y mantenimiento de todos los equipos que componen el

sistema.

Al igual que en el capítulo 4, se desarrollará una guía que facilite la

comprensión de los pasos seguidos para el diseño.

5.2.- DISEÑO DEL SISTEMA DE SONORIZACIÓN

1. Funciones del Sistema de Megafonía

El sistema sonoro debe permitir la emisión de avisos de emergencia para la

evacuación de las personas que se encuentren dentro de la clínica, avisos de voz

emitidos por parte de un operador en el puesto de control y proporcionar un hilo

musical que ambiente el recinto.

2. Distribución de Difusores

Es sabido que tenemos un número de altavoces considerable y que el diseño

acústico se ha hecho para altavoces con transformador; se diseñará una red en alta

88

impedancia, usando líneas de 100V a tres hilos y conectando todos los altavoces en

paralelo.

Según analizamos en el paso 2 del capítulo 4, hay un total de 29 difusores

distribuidos por toda la clínica según la siguiente tabla:

SALA N

RECEPCION 4*

SALA DE ESPERA 3

G. PRINCIPAL 3*

G. AUXILIAR 3*

QUIRÓFANO 3*

ORTOPHANTOM 2

DISTRIBUIDOR 1 3

DISTRIBUIDOR 2 2

SALA ESTERIL 1*

SALA PERSONAL 1*

WC PACIENTES 1

WC PERSONAL 1

SALA MÁQUINAS 1

ALMACÉN 1

Tabla 5.1. Número de difusores por sala.

(Los asteriscos indican las salas que tienen instalados atenuadores de señal).

En el apéndice B.3 se puede ver la distribuición geométrica que se ha hecho de

los difusores en cada sala. Esta distribución se ha hecho optimizando al máximo las

superficies de cobertura, anteponiendo este factor a la geometría y estética de las

salas y verificando que en dichos puntos es posible empotrar un difusor.

En el apéndice C podemos encontrar los planos de la distribución real de los

difusores.

3. Distribución de Zonas

La clínica se dividirá en tres zonas de altavoces:

- Zona 1 o Zonas Comunes: la recepción, el wc de pacientes y la sala de

espera.

- Zona 2 o Zona de Personal: el quirófano, los gabinetes, los

distribuidores, el wc de personal, la sala de personal, el quirófano y la

sala de esterilización.

- Zona 3 o Zona Específica: la sala de rayos u ortophantom, el almacén y

la sala de máquinas.

89

Hecha la distribución por zonas, se presenta una tabla con el número de

difusores que compone cada zona:

Zona N

1 8

2 17

3 4

Tabla 5.2. Número de difusores por zona.

4. Potencia Total de la Instalación

Para el cálculo de la potencia que tendrán que suministrar las etapas, será

necesario saber, cuál es la potencia que consume la red.

Ptotal(W) = 29 x Paltavoces(W) = 174W [33]

Los 29 difusores presentan un consumo total de 174W. Al tratarse de una

instalación pequeña de baja frecuencia y por la configuración que seleccionaremos, se

puede considerar que las pérdidas del cable usado para la línea serán despreciables.

En cualquier caso se seleccionará un amplificador con una potencia mayor para

asegurarnos un margen de seguridad.

Para el cálculo de esta potencia se ha tomado una potencia de difusor de 6W

en vez de 0.75W que es sobre la que se ha basado el estudio acústico. Esto es así

para disponer de un margen de mejora para una futura ampliación y asegurar un nivel

de señal alto en las salas para la emisión de mensajes.

5. Diseño del Cuadro de Control y la Red

En este punto, seleccionamos qué equipos formarán el sistema de megafonía,

en función de las necesidades.

Optamos por una configuración con amplificación centralizada y control

distribuido.

90

He aquí un croquis de la red de distribución que implementaremos:

Fig. 5.1. Croquis Red de Distribución

Las zonas 1 y 2 tendrán la misma distribución de sonido. Su separación se

debe a que los avisos serán diferentes dependiendo si los destinatarios son los

pacientes (zona 1) o el personal de la clínica (zona 2). La zona 3 corresponde a salas

que se usarán de manera específica, por ello se eliminarán algunas funciones (hilo

musical) y únicamente se habilitarán las funciones principales (alarmas y avisos).

El sistema estará formado por:

• Un micrófono selector de zonas: emitirá los avisos vocales del operador

situado en el control.

• Un micrófono de mano: de repuesto.

• Un reproductor y/o sintonizador de radio: son las fuentes que

alimentarán el hilo musical.

CD/Radio

μ

Mensajes

CENTRAL

ZONA 1 ZONA 2 ZONA 3

SAI

91

• Un módulo de mensajes pregrabados: contendrán mensajes grabados

referentes a alarmas o mensajes publicitarios.

• Un preamplificador: dispositivo de enrutamiento de las distintas señales

a los amplificadores que se encargan de mandar las señales a los

altavoces.

• Amplificadores: los necesarios para alimentar a todos los difusores.

• Atenuadores: controles de volumen para determinadas salas.

6. Impedancia de la Línea de 100V

El cálculo de la impedancia de la línea de 100V resulta vital para comprobar

que la oposición que ve el amplificador es la adecuada.

Lo primero será calcular la impedancia mínima que se puede conectar al

amplificador para no averiarlo, para ello se toma la tensión que va a proporcionar a la

línea y la potencia máxima que entrega:

m0no 2 (b@p [34]

Se ha hecho un diseño donde se distinguen tres zonas. Calculada la

impedancia mínima, se elaborará una tabla con la impedancia de cada línea, teniendo

en cuenta que la impedancia de cada difusor es la misma y de valor Z=1667Ω, para

saber cuántos difusores soportará en cada momento la etapa pertinente, siguiendo la

fórmula [7] de conexionado de altavoces en paralelo:

Linea Difusores Ztotal( Ω )

1 8 208,37

2 17 98,06

3 4 416,75

1+2+3 29 57,48

Tabla 5.3. Tabla de impedancias por zonas.

92

En este punto, y si las tiradas de cable fuesen de largas distancias, habría que

tener en cuenta la impedancia que ofrece el cable, pero se considerará que la

resistencia que ofrecerá éste será muy pequeña y no introducirá apenas aportación.

7. Selección de Equipos

Se recurre a la gama Plena de Philips para completar nuestro diseño y

aprovechar las compatibilidades con los altavoces.

He aquí la lista de modelos de los equipos que se van a utilizar:

Preamplificador de sistema PLENA LBB1925/10.

Estación de llamada de 6 zonas PLENA LBB1946/00.

Micrófono de mano unidireccional modelo LBC2900/20 .

Unidad PLENA de fuentes musicales LBB1961/00.

Administrador de mensajes PLENA LBB1965/00.

Amplificador de potencia PLENA LBB1935/20.

Atenuadores LBC1401/x0 y LBC1411/x0.

PREAMPLIFICADOR DE SISTEMA PLENA LBB1925/10

El preamplificador dispone de dos canales para el funcionamiento simultáneo

de llamadas y música ambiental (BGM) mediante la conexión de dos amplificadores de

potencia PLENA a su salida, y con posibilidad de dirigir hasta 6 zonas distintas.

Dispone de seis niveles de prioridad para BGM, micrófono, estaciones de llamada,

entradas de activación y entrada de emergencia.

El canal de llamada posee dos entradas de llamada: una para estaciones de

llamada con conectores DIN de 8 patillas, especialmente adaptada para nuestra

estación de llamada LBB1946/00 y una XLR de tres patillas universal o DIN de 5

patillas, balanceadas, para la conexión de un micrófono estándar. En la parte frontal

tiene controles para ajustes de volumen.

En la parte trasera, también posee entradas, con conectores de tornillo, que se

utilizan para la conexión de líneas de señales de emergencia o anuncios. Este canal

tiene la máxima prioridad y siempre se transmite a todas las zonas. La línea de

emergencia cuenta con su propio control de volumen en la parte posterior y este

volumen no se ve afectado por el volumen principal. Cuando se activa un micrófono

93

con prioridad, una estación de llamada, una entrada de emergencia o una entrada de

tonos de alarma/horarios, el relé de “Llamada Activa” se cierra y los contactos de

prioridad de las zonas de altavoz seleccionadas son activados.

Además el LBB1925/10 consta de una entrada de audio de PC con control

RS232 para el control mediante PC de las zonas y el suministro automatizado de

música y llamadas. A esta entrada se conectará un módulo de mensajes pregrabados,

que lanzarán avisos y mensajes programados.

El canal BGM proporciona tres entradas en conectores de tipo Cinch estéreo

(RCA), convertidos en mono, con selección en el panel frontal, mando de volumen y

mandos de tonos graves y agudos optimizados para música. El canal de música tiene

una salida XLR directa y balanceada para la operación de dos canales. El

direccionamiento de BGM se puede seleccionar por medio de los conmutadores de

selección de zonas del panel frontal.

Las salidas de ambos canales se conectan a dos amplificadores y la señal de

estos amplificadores de potencia deberá devolverse a terminal 'Music in' del

preamplificador del sistema, que se encargará de gestionar las prioridades y el

direccionamiento a zonas.

La prioridad no puede configurarse manualmente. El orden de prioridad por

defecto es:

1) Entrada de emergencia y teléfono

2) Disparo 1 o 2 (prioridad en tiempo)

3) La estación de llamadas generales LBB 1941

4) Estación de llamada de 6 zonas LBB 1946 (ajuste del conmutador

DIP de LBB 1946)

5) Estación de llamada de 6 zonas LBB 1946 (ajuste del conmutador

DIP de LBB 1946)

6) Música de fondo y entrada de micrófono y línea

El LBB1925/10 tiene unos relés internos que permiten la conmutación de los

canales a las diferentes zonas, seleccionando entre: canal de llamadas, canal de BGM

y desactivación de canales. Cada zona dispone de un relé para activar los reguladores

de volumen con prioridad de avisos, con conexión a 3 hilos. Efectuando un aviso o

94

activada una entrada de control, se activan los relés de las zonas, los de los

reguladores de volumen y los relés sin potencial "Llamada Activa" de máxima

prioridad.

Unos puentes (jumpers) permiten escoger si la salida de prioridad de cada

zona debe conmutar entre 0V y 100V. Esta salida de prioridad está disponible para

cada zona (una por zona) y se empleará para activar la prioridad de los reguladores de

volumen y asegurar que las llamadas siempre son emitidas al máximo nivel. Para

nuestro caso, reguladores de volumen de 3 hilos, el puente debe estar en la posición

de 100 V (audio).

ESTACIÓN DE LLAMADA DE 6 ZONAS PLENA LBB1946/00

La estación de llamada de 6 zonas LBB1946/00 tiene la posibilidad de enviar

un mensaje a una zona, a un grupo de zonas o a todas las zonas desde la propia

estación.

Internamente pueden configurarse parámetros como, volumen, sensibilidad y

prioridad.

El cable de conexión al preamplificador debe ser apantallado de categoría 5

(cuatro pares trenzados más pantalla general) y de buena calidad y los conectores

deben ser tipo DIN-8 pines. Uno de los pares trenzados se utiliza para la conexión de

la alimentación, otro para los datos de comunicación, otro para el audio y el último

para la opción de llamada general y la conexión a la tierra del chasis.

También se incluirá un Micrófono de mano unidireccional modelo LBC 2900/20

con conector XLR, por si falla la estación de llamadas principal.

UNIDAD PLENA DE FUENTES MUSICALES LBB 1961/00

La unidad, en línea con la gama actual de amplificadores Philips Plena, se

compone de un reproductor de CD y un sintonizador de FM/AM.

El reproductor de CD admite tanto CD de sonido, como CD-R con archivos

MP3. Cuenta con funcionamiento mono según las necesidades de megafonía y ofrece

más de 24 horas de reproducción de música ininterrumpida.

95

El sintonizador FM/AM con control digital utiliza un sintetizador de frecuencia

para captar emisoras de radio de forma precisa y cuenta con 10 presintonías de FM y

5 presintonías de AM.

Tanto el reproductor de CD como el sintonizador funcionan simultáneamente

en salidas diferentes para facilitar la distribución de música de fondo en dos canales.

El nivel de ambas salidas se puede ajustar a través de las presintonías del panel

posterior. También se dispone de una salida combinada para la conexión con un

sistema que no disponga de selector de entrada. La salida combinada aporta la señal

del sintonizador, siempre y cuando el reproductor de CD no esté reproduciendo

música.

ADMINISTRADOR DE MENSAJES PLENA LBB1965/00

Funciona como una fuente de audio dentro del sistema genérico de megafonía

Plena. Con este equipo se puede reproducir, mediante otras unidades Plena,

mensajes pregrabados que se activan desde fuentes externas o con los interruptores

del panel frontal del equipo.

Estos mensajes pregrabados (que se pueden preparar en un PC, con formato

.WAV) se pueden utilizar con varios fines, por ejemplo: mensajes rutinarios o llamadas

de emergencia. Los mensajes se guardan en la memoria interna del equipo y son

continuamente supervisados en cuanto a su disponibilidad.

Cuando se conecta la unidad al Pre-amplificador del Sistema Plena LBB1925,

también se pueden distribuir los mensajes en zonas preprogramadas.

AMPLIFICADOR DE POTENCIA PLENA LBB1935/20

Se seleccionarán dos etapas de este modelo, cada una de ellas de 240W,

capaces de alimentar a todos los difusores y ofrecer un margen considerable para

futuras ampliaciones.

Seleccionados estos, se calculará la impedancia mínima, haciendo uso de la

fórmula [34], que tiene que ofrecer la línea para no forzarlos o, incluso, romperlos.

96

Se puede hacer un cálculo cruzado y averiguar el número máximo de difusores

que pueden ser conectados a la etapa o la impedancia mínima que se puede conectar

a la etapa amplificadora.

Para el primer caso, se calcula el número de altavoces que podrían conectarse

según la potencia máxima y la potencia de los difusores, siguiendo la siguiente

fórmula:

2 b@Aqbrs 2 $&

2 40 WnuvwEVxw [35]

Dado que la instalación tendrá un total de 29 difusores, no habrá problemas de

sobrepasar la potencia del amplificador.

Para el segundo caso, se hará uso de la fórmula [34] para el cálculo de

impedancia, lo que nos dará un valor de:

Zmin = ($&c 2 41,66z [36]

Esta será la impedancia mínima que debe presentar la línea para no

sobrecargar el amplificador. Comparando esta Zmin con la tabla 5.3 se aprecia como

todas las impedancias quedan por encima. Además, en el peor de los casos, aviso en

el que todos los difusores, lo que implica la menor de las impedancias, nos

aseguramos un margen para la resistencia del cable.

ATENUADORES LBC1401/x0 Y LBC1411/x0

Permitirán el control del nivel de señal desde la propia sala. Se seleccionarán 4

LBC1411/x0 (36W) para los gabinetes, quirófano y recepción y 2 LBC1401/x0 (12W)

para las salas de personal y de esterilización. Se han elegido dos modelos para

adaptarlos a la potencia que soportarán cada uno de ellos dependiendo de los

altavoces que tenga que controlar.

Tienen un funcionamiento que permite el control del volumen de la señal de

BGM, pero si salta un mensaje de emergencia o aviso, el preamplificador manda una

señal por el tercer terminal de la línea de señal, que provoca un puente en el

atenuador y permite que la señal se emita a la máxima potencia.

97

Según la UNE-EN 60849, apartado 5.6, si falla la fuente de alimentación

primaria, el sistema debe alimentarse por una fuente auxiliar capaz de mantener el

sistema operativo en modo de emergencia durante un período igual a dos veces el

tiempo de evacuación (en torno a 30 min). Para ello, todos los equipos del sistema

cuentan con una entrada de 24 V de c.c. (terminal de tornillo), que puede utilizar para

conectar una fuente de alimentación de reserva, por ejemplo, baterías. Esta fuente

debe ser capaz de alimentar a mi sistema durante el tiempo especificado, para ello

habrá que calcular el consumo total de potencia del sistema. Está la calcularemos

como la suma de la potencia que consume cada equipo conectado a la fuente de

independiente:

Psis(VA) = 1725VA = 1232,14W [37]

En el apéndice C podemos encontrar el esquemático del sistema sonoro.

Con la memoria se adjuntará toda la documentación de funcionamiento,

especificaciones técnicas y mantenimiento de equipos, así como la certificación, por

parte del fabricante, de que todos los equipos cumplen con las normas de calidad y

seguridad que exige la normativa.

5.3.- INSTALACIÓN DEL SISTEMA DE SONORIZACIÓN

La central del sistema se ubicará en la Recepción, donde se situará el o la

operaria.

El equipo se montará en un rack donde se acoplarán todas las fuentes. Se

interconectarán como muestra en el esquema que podemos encontrar en el apéndice

C (esquema de conexionado del sistema sonoro)

Se acoplarán todas las unidades en el rack siguiendo las instrucciones de

montaje que se adjuntan a la memoria. Se interconectan, igualmente, siguiendo las

pautas marcadas por el fabricante, utilizando todo el cableado que se suministra con

cada unidad. Al seleccionar los equipos de un mismo fabricante y de una misma gama,

todos los cables y conectores suministrados son compatibles y los necesarios para la

interconexión.

98

La señal de audio transmitida tiene un ancho de banda de 20 a 20.000 Hz y

valores de pico de 100 V en caso de transmisión a máxima potencia. El cable debe ser

de sección suficiente para evitar una pérdida de potencia total entregada, teniendo en

cuenta la distancia a la que se conectan los altavoces. La potencia de mis etapas y las

distancia máxima (20m) nos permiten usar cables eléctricos de 2,5mm de sección.

Las líneas de altavoz, se montaran a tres hilos para la instalación de

atenuadores que, aunque reduzcan o corten la señal de audio de una sala, los

mensajes de alta prioridad suenen a máxima potencia y puedan ser percibidos por

todos los habitantes de la clínica en todo momento. En los manuales de

funcionamiento adjuntos a la memoria se puede encontrar la información necesaria de

funcionamiento.

La línea se subirá al falso techo mediante una canaleta y se tenderá por el falso

techo, insertada en tubos corrugados anclados al techo real. Los tubos deben situarse

a 2m de líneas de alta tensión, a más de 40 cm de líneas eléctricas de 230V CA, a 30

cm de las líneas de 0 dB.

Para la conexión con los altavoces, se extenderán cables hacia cada uno de

ellos conectados a las líneas mediante clemas o fichas de empalme y éstas se

protegerán en una caja de empalmes. La conexión final se hará uniendo los cables,

respetando su polaridad, a los altavoces por sus terminales de tornillo.

Para la conexión de los atenuadores, en los casos especificados, se lanzarán

líneas hacia los mismos y se conectarán a los terminales de tornillo respetando su

polaridad. De ahí se sacará una línea que se repartirá hacia todos los altavoces que

deba controlar el dispositivo, de la misma manera que desde la línea general. Los

atenuadores se situarán a una altura desde el suelo de 1,50m. Los cables se

insertarán en canaletas que evitarán el impacto estético de la sala.

La clínica dispone de una SAI o Sistema de Alimentación Ininterrumpida de

2000W/30min ubicada en la sala de máquinas. Existe una preinstalación que

proporciona una toma de corriente en la recepción de 220V. Usaremos esta conexión

para alimentar los equipos del sistema, cumpliendo así con la normativa.

99

CAPÍTULO 6

CONCLUSIONES Y LÍNEAS FUTURAS

6.1.- CONCLUSIONES

El RASTI, frente a otros utilizados, resulta un índice muy interesante para la

caracterización de un recinto, dado que gracias a él somos capaces de dar una

medida objetiva de algo absolutamente subjetivo como es la inteligibilidad.

Dos son los que condicionan realmente el diseño en el cálculo del índice

RASTI: el Tr60 y la S/N. De entre estos dos, el Tr60 es el que más puede llegar a limitar

nuestro diseño. La relación S/N siempre podrá ajustarse aumentando las potencias de

los difusores o de los amplificadores analizando el ruido de fondo existente, sin

embargo, el Tr60 es un parámetro característico de la sala y que dependerá de las

superficies de reflexión incluidas en ella.

Al tratarse de recintos pequeños y cerrados, utilizamos la reverberación para

potenciar la señal, de manera que podemos trabajar con potencias bajas de difusión

que nos permite no sobredimensionar los diseños, a diferencia de los de campo libre o

para grandes recintos donde la reverberación es tan sumamente grande que se tiende

a diseñar para que toda mi superficie de interés quede en campo directo, lo que

implica el uso de altas potencias.

Pero hay que ser conscientes de que, aunque se trate de recintos pequeños,

puede que la distribución de materiales y de superficies de la sala imposibilite llegar a

un valor determinado. Es en este punto donde se introducen las mejoras estructurales.

Sin embargo nos queda una duda en todo este estudio, ¿de qué puede servir

este estudio cuando existen diversos software que calculan directamente este índice?

Mi respuesta es la predicción y la optimización.

100

Analicemos tres situaciones:

1. Predicción de elementos constructivos o recubrimiento de paramentos:

supongamos que disponemos de los planos de unas instalaciones donde se

quiere instalar un sistema sonoro de estas características, este proyecto

propone una metodología que permite realizar un análisis muy fino de las

necesidades del sistema que permitirá deducir cuales son los mejores

materiales para las superficies, para así obtener unas condiciones óptimas

para el citado sistema sonoro.

2. Proyectos a distancia: esta metodología te permite realizar proyectos a

distancia sin la necesidad de desplazarse hasta la localización del recinto para

la toma de medidas, disponiendo únicamente de los planos y la distribución de

superficies con sus correspondientes materiales.

3. Proyectos simultáneos: a la misma vez que se está edificando o reformando un

local o recinto, se puede diseñar a la par el sistema sonoro de manera que se

optimiza tiempo y recursos.

6.2.- LÍNEAS FUTURAS

Se propone el desarrollo de un software que integre toda esta metodología de

manera que, introduciendo cada uno de los parámetros importantes que hemos

analizado, se obtengan los mismos resultados de una manera mucho más rápida y

eficaz.

Introduciendo la variación dinámica de la directividad de los difusores, sería

posible crear un mapa de curvas isorrasti para cada sala, que permitiría predecir las

zonas más problemáticas de cada una de ellas para una altura específica.

Con un potente software, sería posible introducir más de una altura de manera

que, junto con la variación de la directividad, permita crear un modelo 3D de

inteligibilidad de un recinto.

101

APÉNDICES

APÉNDICE A

A.1.-COEFICIENTES DE ABSORCIÓN

MATERIAL \ FRECUENCIA 125 250 500 1k 2k 4k Media

ENLUCIDO DE CEMENTO 0,025 0,026 0,060 0,085 0,043 0,056 0,049

HORMIGÓN ENLUCIDO 0,010 0,010 0,010 0,020 0,020 0,020 0,015

TARIMA DE MADERA 0,090 0,090 0,080 0,090 0,100 0,070 0,086

MADERA BARNIZADA 0,100 0,110 0,100 0,080 0,080 0,110 0,096

VIDRIO 0,035 0,040 0,027 0,030 0,020 0,020 0,028

ESPEJO 0,035 0,025 0,019 0,012 0,070 0,040 0,033

CARTÓN YESO 0,010 0,080 0,050 0,030 0,030 0,030 0,053

PLACAS DE YESO SUSPENDIDO 0,150 0,100 0,050 0,040 0,070 0,090 0,083

MÁRMOL 0,010 0,010 0,010 0,020 0,020 0,010 0,013

SILLA CON BAJO TAPIZADO 0,350 0,450 0,570 0,610 0,590 0,550 0,520

SILLA CON MEDIO TAPIZADO 0,560 0,640 0,700 0,720 0,680 0,620 0,653

SILLA CON ALTO TAPIZADO 0,720 0,790 0,830 0,840 0,830 0,790 0,800

CORTINAS DE TERCIOPELO 0,070 0,310 0,490 0,810 0,660 0,540 0,480

MOQUETA 0,090 0,080 0,210 0,270 0,270 0,370 0,215

CORCHO 0,120 0,270 0,720 0,790 0,760 0,770 0,570

A.2.-COEFICIENTES DE ABSORCIÓN EQUIVALENTES

MATERIAL \ FRECUENCIA 125 250 500 1k 2k 4k Media

ENLUCIDO DE CEMENTO 0,025 0,026 0,062 0,089 0,044 0,058 0,050

HORMIGÓN ENLUCIDO 0,010 0,010 0,010 0,020 0,020 0,020 0,015

TARIMA DE MADERA 0,094 0,094 0,083 0,094 0,105 0,073 0,091

MADERA BARNIZADA 0,105 0,117 0,105 0,083 0,083 0,117 0,102

VIDRIO 0,036 0,041 0,027 0,030 0,020 0,020 0,029

ESPEJO 0,036 0,025 0,019 0,012 0,073 0,041 0,034

CARTÓN YESO 0,010 0,083 0,051 0,030 0,030 0,030 0,039

PLACAS DE YESO SUSPENDIDO 0,163 0,105 0,051 0,041 0,073 0,094 0,088

MÁRMOL 0,010 0,010 0,010 0,020 0,020 0,010 0,013

CORCHO 0,128 0,314 1,273 1,561 1,427 1,470 1,029

102

A.3.-CURVAS NC

A.3.1. Valores del Nivel de Presión Sonora correspo ndientes al Índice NC

NC \ FRECUENCIA 64 125 250 500 1K 2K 4K 8K

15 47 36 29 22 17 14 12 11

20 51 40 33 26 22 19 17 16

25 54 44 37 31 27 24 22 21

30 57 48 41 35 31 29 28 27

35 60 52 45 40 36 34 33 32

40 64 57 50 45 41 39 38 37

45 67 60 54 49 46 44 43 42

50 71 64 58 54 51 49 48 47

55 74 67 62 58 56 54 53 52

60 77 71 67 63 61 59 58 57

65 80 75 71 68 66 64 63 62

70 83 79 75 72 71 70 69 68

A.3.2. Valores Máximos de los Índices de Ruido Perm itidos

Índice de

Tipo de Recinto Ruido Nivel de Ruido

NC dB dB(A)

Estudios de Radio y Tv 30 30 25

Salas de música y Auditorios 25 35 25

Teatros 25 35 40

Hospitales 20 40 45

Iglesias 35 40 45

Viviendas y Hoteles 45 45 45

Aulas y salas de lectura 30 40 45

Pequeñas salas de conferencias 35 45 50

Oficinas y Restaurantes 45 45 50

Juzgados 40 40 45

Oficinas medias 50 45 50

Bibliotecas 40 40 45

Bancos, tiendas y grandes oficinas 55 50 55

Gimnasios, piscinas y salas de deporte 50 55 60

Cines 35 35 45

103

A.4.-DIAGRAMA DI ( θ,φ) DEL ALTAVOZ. BOSCH LC1-WM06E8

0 2 4 6 8 10 12 14

DI (θ,ψ)(dB)

60⁰

55⁰

50⁰

45⁰

40⁰

35⁰

30⁰

25⁰

20⁰

15⁰

10⁰

5⁰

360⁰/0⁰

355⁰

350⁰

345⁰

340⁰

335⁰

330⁰

325⁰

320⁰

315⁰

310⁰

305⁰

300⁰

105

APÉNDICE B

B.1.-TABLAS DE ABSORCIÓN DE SUPERFICIES Y DE

ELEMENTOS UNITARIOS EN ESTUDIO PRELIMINAR (Sabines

Métricos)

RECEPCION 125 250 500 1k 2k 4k

VIDRIO 0,57 0,65 0,44 0,48 0,32 0,32

HORMIGÓN ENLUCIDO 0,04 0,04 0,04 0,08 0,08 0,08

TARIMA DE MADERA 1,61 1,61 1,43 1,61 1,79 1,25

MADERA BARNIZADA 2,31 2,54 2,31 1,85 1,85 2,54

CARTÓN YESO 1,69 1,35 0,84 0,50 0,50 0,50

PLACAS DE YESO SUSPENDIDO 3,19 2,13 1,06 0,85 1,49 1,91

SILLA CON BAJO TAPIZADO 1,05 1,35 1,71 1,83 1,77 1,65

SOFÁ 1,12 1,28 1,40 1,44 1,36 1,24

SALA DE ESPERA 125 250 500 1k 2k 4k

VIDRIO 0,57 0,65 0,44 0,48 0,32 0,32


TARIMA DE MADERA 1,28 1,28 1,14 1,28 1,43 1,00

CARTÓN YESO 2,45 1,96 1,23 0,73 0,73 0,73


SOFÁ (4 UNIDS) 2,24 2,56 2,80 2,88 2,72 2,48

TRESILLO 2,16 2,37 2,49 2,52 2,49 2,37

GABINETE PRINCIPAL 125 250 500 1k 2k 4k

VIDRIO 0,28 0,32 0,22 0,24 0,16 0,16

TARIMA DE MADERA 0,99 0,99 0,89 0,99 1,09 0,77

CARPINTERÍA DE MADERA 0,27 0,30 0,27 0,22 0,22 0,30

CARTÓN YESO 3,04 2,43 1,52 0,91 0,91 0,91


SILLA DE OPERACIONES 1,44 1,58 1,66 1,68 1,66 1,58

LAVABO 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

GABINETE AUXILIAR 125 250 500 1k 2k 4k

VIDRIO 0,28 0,32 0,22 0,24 0,16 0,16

TARIMA DE MADERA 0,92 0,92 0,82 0,92 1,02 0,72


CARTÓN YESO 2,69 2,15 1,35 0,80 0,80 0,80



LAVABO 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

106

QUIROFANO 125 250 500 1k 2k 4k

VIDRIO 0,31 0,35 0,24 0,26 0,18 0,18

TARIMA DE MADERA 1,06 1,06 0,94 1,06 1,17 0,82


CARTÓN YESO 2,93 2,34 1,46 0,88 0,88 0,88



ORTOPANTOM/SALA DE RAYOS 125 250 500 1k 2k 4k

TARIMA DE MADERA 0,55 0,55 0,48 0,55 0,60 0,42


CARTÓN YESO 2,75 2,20 1,37 0,82 0,82 0,82


MÁQUINA DE RAYOS 1,44 1,58 1,66 1,68 1,66 1,58


DISTRIBUIDOR PRINCIPAL 125 250 500 1k 2k 4k

VIDRIO 0,93 1,07 0,72 0,80 0,53 0,53

TARIMA DE MADERA 0,92 0,92 0,82 0,92 1,02 0,72


CARTÓN YESO 1,39 1,72 1,08 0,65 0,65 0,65


DISTRIBUIDOR SECUNDARIO 125 250 500 1k 2k 4k

VIDRIO 0,02 0,03 0,02 0,02 0,01 0,01

TARIMA DE MADERA 0,89 0,89 0,79 0,89 0,99 0,69

CEMENTO ENLUCIDO 0,15 0,16 0,37 0,53 0,27 0,31

CARTÓN YESO 3,20 2,60 1,62 0,97 0,97 0,97



SALA DE ESTERILIZACION 125 250 500 1k 2k 4k

VIDRIO 0,02 0,03 0,02 0,02 0,01 0,01

TARIMA DE MADERA 0,39 0,39 0,35 0,39 0,44 0,31

CARTÓN YESO 2,43 1,94 1,21 0,73 0,73 0,73



LAVABO 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

SALA DE PERSONAL 125 250 500 1k 2k 4k

VIDRIO 0,04 0,05 0,03 0,04 0,02 0,02


TARIMA DE MADERA 0,74 0,74 0,65 0,74 0,82 0,57


CARTÓN YESO 1,38 1,10 .69 0,41 0,41 0,41


SILLAS (4 unid) 1,40 1,80 2,28 2,44 2,36 2,20

WC PACIENTES 125 250 500 1k 2k 4k

ESPEJO 0,02 0,03 0,02 0,02 0,01 0,01

ALICATADO 0,18 0,18 0,18 0,37 0,37 0,18

CARTÓN YESO 0,47 0,38 0,24 0,14 0,14 0,14



LAVABO 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

107

WC PERSONAL 125 250 500 1k 2k 4k

ESPEJO 0,03 0,02 0,02 0,01 0,07 0,04

ALICATADO 0,14 0,14 0,14 0,28 0,28 0,14

CARTÓN YESO 0,83 0,66 0,41 0,25 0,25 0,25



LAVABO 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

SALA DE MAQUINAS 125 250 500 1k 2k 4k

CARTÓN YESO 2,69 2,15 1,34 0,81 0,81 0,81

TARIMA DE MADERA 0,45 0,45 0,40 0,45 0,50 0,35



ALMACEN 125 250 500 1k 2k 4k


TARIMA DE MADERA 0,49 0,49 0,44 0,49 0,55 0,38



B.2.-TABLAS DE ABSORCIÓN DE SUPERFICIES Y DE

ELEMENTOS UNITARIOS EN ESTUDIO DE MEJORAS (Sabines

Métricos)

RECEPCION 125 250 500 1k 2k 4k

VIDRIO 0,57 0,65 0,44 0,48 0,32 0,32


TARIMA DE MADERA 1,61 1,61 1,43 1,61 1,79 1,25

MADERA BARNIZADA 2,43 2,71 2,43 1,92 1,92 2,71

CARTÓN YESO 0,12 1,05 0,64 0,37 0,37 0,37


SILLA CON BAJO TAPIZADO 1,05 1,35 1,71 1,83 1,77 1,65

SOFÁ 1,12 1,28 1,40 1,44 1,36 1,24

CORCHO 0,88 2,16 8,78 10,77 9,84 10,14

GABINETE PRINCIPAL 125 250 500 1k 2k 4k

VIDRIO 0,28 0,32 0,22 0,24 0,16 0,16

TARIMA DE MADERA 0,99 0,99 0,89 0,99 1,09 0,77


CARTÓN YESO 0,20 1,72 1,06 0,62 0,62 0,62



CORCHO 1,24 3,03 12,28 15,06 13,77 14,18

108

GABINETE AUXILIAR 125 250 500 1k 2k 4k

VIDRIO 0,28 0,32 0,22 0,24 0,16 0,16

TARIMA DE MADERA 0,92 0,92 0,82 0,92 1,02 0,72


CARTÓN YESO 0,19 1,59 0,98 0,58 0,58 0,58



CORCHO 0,99 2,43 9,86 12,10 11,06 11,39

QUIROFANO 125 250 500 1k 2k 4k

VIDRIO 0,31 0,35 0,24 0,26 0,18 0,18

TARIMA DE MADERA 1,06 1,06 0,94 1,06 1,17 0,82


CARTÓN YESO 0,20 1,65 1,01 0,60 0,60 0,60



CORCHO 1,22 2,99 12,11 14,84 13,57 13,98

DISTRIBUIDOR PRINCIPAL 125 250 500 1k 2k 4k

VIDRIO 0,93 1,07 0,72 0,80 0,53 0,53

TARIMA DE MADERA 0,92 0,92 0,82 0,92 1,02 0,72


CARTÓN YESO 0,08 0,67 0,42 0,24 0,24 0,24


CORCHO 0,80 1,97 7,99 9,80 8,96 9,23

DISTRIBUIDOR SECUNDARIO 125 250 500 1k 2k 4k

VIDRIO 0,02 0,03 0,02 0,02 0,01 0,01

TARIMA DE MADERA 0,89 0,89 0,79 0,89 0,99 0,69


CARTÓN YESO 0,22 1,80 1,10 0,65 0,65 0,65



CORCHO 1,66 4,06 16,47 20,20 18,46 19,02

SALA DE ESTERILIZACION 125 250 500 1k 2k 4k

VIDRIO 0,02 0,03 0,02 0,02 0,01 0,01

TARIMA DE MADERA 0,39 0,39 0,35 0,39 0,44 0,31

CARTÓN YESO 2,43 1,94 1,21 0,73 0,73 0,73



CORCHO 0,43 1,00 4,23 5,19 4,76 4,89

SALA DE PERSONAL 125 250 500 1k 2k 4k

VIDRIO 0,04 0,05 0,03 0,04 0,02 0,02


TARIMA DE MADERA 0,74 0,74 0,65 0,74 0,82 0,57


CARTÓN YESO 0,10 0,80 0,49 0,29 0,29 0,29


SILLAS (4 unid) 1,40 1,80 2,28 2,44 2,36 2,20

CORCHO 0,91 2,24 9,09 11,15 10,19 10,5

109

WC PACIENTES 125 250 500 1k 2k 4k

ESPEJO 0,02 0,02 0,01 0,01 0,05 0,03

ALICATADO 0,18 0,18 0,18 0,37 0,37 0,18

CORCHO 0,61 1,50 6,07 7,45 6,81 7,01



WC PERSONAL 125 250 500 1k 2k 4k

ESPEJO 0,03 0,02 0,02 0,01 0,07 0,04

ALICATADO 0,14 0,14 0,14 0,28 0,28 0,14

CARTÓN YESO 0,05 0,40 0,25 0,15 0,15 0,15



CORCHO 0,44 1,07 4,33 5,31 4,85 5,00

B.3.-DISTRIBUCION DE LOS ALTAVOCES (m)

RECEPCIÓN Norte Sur Este Oeste

1 1,15 4,31 2,45 0,53

2 0,96 3,94 0,55 2,92

3 1,37 1,30 3,99 1,07

4 3,59 1,30 1,50 3,56

SALA DE ESPERA Norte Sur Este Oeste

1 1,43 3,02 3,45 0,91

2 1,24 1,58 0,98 3,37

3 3,26 1,19 1,00 .

GAB. PRINCIPAL Norte Sur Este Oeste

1 0,72 2,77 1,32 1,58

2 2,64 0,85 2,71 1,09

3 2,55 0,94 0,56 3,25

GAB. AUXILIAR Norte Sur Este Oeste

1 0,54 2,97 1,51 1,42

2 2,70 0,80 3,00 0,44

3 1,00 1,00 0,50 2,93

QUIRÓFANO Norte Sur Este Oeste

1 0,44 2,84 1,66 1,71

2 2,66 1,15 2,95 0,46

3 2,66 1,15 0,50 2,90

ORTOPHANTOM Norte Sur Este Oeste

1 0,64 3,04 0,9 0,91

2 2,68 1,01 0,9 0,91

DISTRIBUIDOR 1 Norte Sur Este Oeste

1 0,67 0,55 . 1,53

2 0,67 0,55 . 3,84

3 1,14 1,15 . 5,45

DISTRIBUIDOR 2 Norte Sur Este Oeste

1 0,60 0,62 1,39 .

2 3,88 1,36 0,65 0,63

110

WC PACIENTES Norte Sur Este Oeste

1 . 1,29 0,92 0,88

WC PERSONAL Norte Sur Este Oeste

1 0,13 1,12 1,07 1,11

ALMACÉN Norte Sur Este Oeste

1 1,44 1,32 1,05 1,15

S. MÁQUINAS Norte Sur Este Oeste

1 1,24 1,43 0,77 0,91

S. PERSONAL Norte Sur Este Oeste

1 1,35 1,37 1,87 1,73

ESTERILIZACIÓN Norte Sur Este Oeste

1 1,93 1,91 1,11 1,10

111

APÉNDICE C

C.1.- ESQUEMA DE CONEXIONADO DEL SISTEMA SONORO

113

PRESUPUESTO

DISEÑO Y MONTAJE DE SISTEMA DE MEGAFONIA

Cod. Elemento Marca Modelo Uds Precio ud

1.1 Corcho Industrial en rollos 30 m. x 1 m. 2 mm. WICANDERS Rollcork 3 97,20 €

2.1 Preamplificador de sistema PLENA 6 Zonas PHILIPS LBB1925/10 1 423,65 €

2.2 Estación de llamada de 6 zonas PLENA PHILIPS LBB1946/00 1 205,71 €

2.3 Micrófono de mano unidireccional PHILIPS LBC2900/20 1 28,80 €

2.4 Unidad PLENA de fuentes musicales PHILIPS LBB1961/00 1 290,59 €

2.5 Administrador de mensajes PLENA PHILIPS LBB1965/00 1 581,18 €

2.6 Amplificador de potencia 240 W PLENA PHILIPS LBB1935/20 2 551,35 €

2.7 Atenuador 12W PHILIPS LBC1401/x0 2 29,75 €

2.8 Atenuador 36W PHILIPS LBC1411/x0 4 38,54 €

2.9 Difusor de techo empotrable BOSCH LC1-WM06E8 29 24,78 €

2.10 RACK completo 19" 650mm de fondo BM R20U650 1 321,21 €

2.11 Tubo corrugado negro 50 m. 20 mm. diametro 2 17,70 €

2.12 Canaleta blanca 2 m. 23 mm. Sección 8 2,19 €

2.13 Regleta clema 6mm 12 polos brico 25 1,38 €

2.14 Cajas de empalme y derivación 100x100x50 25 0,92 €

2.15 Cable 3 hilos 2,5mm2 rollo 100m 1 72,35 €

TOTAL 4.360,49 €

PARTIDA 1: Estudio y acondicionamiento acústico de la clínica. - Toma de medidas. - Estudio de acondicionamiento acústico. - Estudio de mejoras de recubrimiento de paramentos.

Subtotal Partida 1: 970€

PARTIDA 2: Instalación de mejoras en paramentos.

Subtotal Partida 2: 150€ PARTIDA 3: Diseño e instalación del sistema sonoro.

Subtotal Partida 3: 735€

Subtotal Partidas, Materiales y Equipos: 6215,49€

I.V.A. 18%: 1118,79€

TOTAL: 7334,28€

115

BIBLIOGRAFÍA

1. Refuerzo Sonoro. Bases para el Diseño. Luis L. Ortiz Berenguer. Mayo 1992.

2. Equipos de Sonido. McGraw-Hill. 2006.

3. Acústica para la Palabra. Constantino Gil. Noviembre 1999.

4. Ingeniería Acústica. Manuel López Recuero. Thompson Paraninfo S.A.

5. Acústica Arquitectónica Aplicada. Manuel López Recuero. Thompson Paraninfo

S.A.

6. Manual de Medidas Acústicas y Control del Ruido. Cyril M. Harris. McGraw-Hill.

1998.

7. Electroacústica. Altavoces y Micrófonos. Basilio Pueo Ortega y Miguel Romá

Romero. Pearson Prentice Hall. 2003

8. Apuntes de Electroacústica. Jose Paris.

9. Apuntes de Acústica Arquitectónica. Jose Paris.

10. Wikipedia

REFERENCIAS

1. Bosch Security Systems Europe, Middle East, Africa:

http://products.boschsecuritysystems.eu/es/EMEA/products/bxp/CATMroot

2. Norma UNE-EN 60849:2002 publicada y revisada 30/05/2002.

3. Norma UNE-EN 60268-16:2004 Equipos y Sistemas electroacústicos. Parte 16.

Evaluación objetiva de la inteligibilidad de la palabra mediante el índice de

transmisión de palabra.

4. Norma UNE-EN 60268-11:1987 Equipos para sistemas electroacústicos. Parte

11: Aplicación de conectores para interconexión de componentes de sistemas

de sonido.

116

SOFTWARE

1. AutoCAD 2007.

2. Microsoft Office 2007 (Word/Excel)

3. Windows Paint.

4. PCalc Lite 2.2.1. © 1992-2010 James Thompson (iPad)

5. powerOne® Lite v1.0.2. (iPad)

6. PhotoPad 1.2.1 (iPad)

7. Adobe Photoshop CS

8. Adobe® Ideas v1.0.1. for iPad

9. Adobe Freehand MX 11.0.2

diseÑo de sistema de sonorizaciÓn basado en inteligibilidad

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